5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om S O L U C I O N A R I O TECNOLO GÍ A INDUSTRIAL 1 MADRID • BARCELONA • BUENOS AIRES • CARACAS • GUATEMALA • LISBOA MÉXICO • NUEVA YORK • PANAMÁ • SAN JUAN • SANTAFÉ DE BOGOTÁ SANTIAGO • SÃO PAULO AUCKLAND • HAMBURGO • LONDRES • MILÁN • MONTREAL • NUEVA DELHI • PARÍS SAN FRANCISCO • SIDNEY • SINGAPUR • ST. LOUIS • TOKIO • TORONTO http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 1/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om Tecnología Industrial 1.º Bachillerato · Solucionario No está permitida la reproducción total o parcial de este libro, ni su tratamiento informático, ni la transmisión de ninguna forma o por cualquier medio, ya sea electrónico, mecánico, por fotocopia, por registro u otros métodos, sin el permiso previo y por escrito de los titulares del Copyright. Derechos reservados © 2008, respecto a la presente edición en español, por: McGraw-Hill/ Interamericana de España, S.A.U. Edificio Valrealty, 1.ª planta Basauri, 17 28023 Aravaca (Madrid) ISBN: 978-84-481-6428-7 Depósito legal: Autor: Francisco Silva Rodríguez Revisor técnico: Miguel Ángel Torres Allen Equipo Editorial: Ariadna Allés, Ignacio Martínez, Marta Hijosa Equipo Preimpresión: Eduardo Márquez, Javier Aranda, María Ángeles Ramírez, Luis Hernández Diseño de cubierta: Quin Team Diseño interior: Equipo preimpresión de McGraw-Hill Maquetación: Lumimar, S.L. Ilustraciones: Pablo Vázquez, Guillermo Pérez Mogorrón Fotografías: Colaboradores McGraw-Hill Impreso en: IMPRESO EN ESPAÑA - PRINTED IN SPAIN http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 2/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om ÍNDICE 3 Proyecto McGraw-Hill ................................... 5 17. Conformación de piezas sin arranque de viruta 28 Programación curricular .............................. 6 18. Fabricación de piezas por arranque de viruta y otros procedimientos ................................ 29 Programación de aula .................................. 9 Solucionario ............................................... 31 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. El mercado y la actividad productiva .............. Diseño y mejora de los productos................... Fabricación y comercialización de productos ......... La energía y su transformación ...................... Energías no renovables ................................. Energías renovables ..................................... La energía en nuestro entorno ...................... Los materiales: tipos y propiedades................ Metales ferrosos .......................................... Metales no ferrosos...................................... Plásticos, fibras textiles y otros materiales ..... Elementos mecánicos transmisores del movimiento ................................................ 13. Elementos mecánicos transformadores del movimiento y de unión ........................... 14. Elementos mecánicos auxiliares ..................... 11 12 13 14 15 16 18 19 20 21 22 24 25 Unidad 1 .............................................................. 33 Unidad 2 .............................................................. 39 Unidad 3 .............................................................. 44 Unidad 4 .............................................................. 50 Unidad 5 .............................................................. 56 Unidad 6 .............................................................. 63 Unidad 7 .............................................................. 69 Unidad 8 .............................................................. 73 Unidad 9 .............................................................. 77 Unidad 10............................................................. 81 Unidad 11............................................................. 85 Unidad 12............................................................. 89 Unidad 13............................................................. 95 Unidad 14 ............................................................. 100 Unidad 15 ............................................................. 106 Unidad 16 ............................................................. 112 15. deycorriente continua ....... 16. Circuitos El circuitoeléctricos neumático oleohidráulico ............ 26 27 Unidad 17 ............................................................. 119 Unidad 18............................................................. 123 23 http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 3/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 4/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om PROYECTO McGRAW-HILL j Proyecto McGraw-Hill El currículo de Tecnología Industrial La selección, distribución y secuenciación de contenidos desarrollados a lo largo de las dieciocho unidades didácticas de que consta el libro de texto del alumnado se han llevado a cabo siguiendo los contenidos mínimos indicados en el Real Decreto 1467/2007, de 2 de noviembre de 2007 (BOE 6 de noviembre de 2007). Asimismo, se han tenido en cuenta las diferentes normativas correspondientes a cada una de las comunidades autónomas con competencias educativas. A partir de esos contenidos mínimos, se han elaborado las concreciones que se indican a continuación, referentes a metodología, organización de contenidos, secuenciación, actividades complementarias y de refuerzo, recursos didácticos, etcétera. La totalidad de los bloques temáticos de que consta el currículo de Tecnología Industrial se ha desglosado en dieciocho unidades temáticas. Éstas son: a) Bloque 1. El proceso y los productos de la tecnología • Unidad 1. El mercado y la actividad productiva. • Unidad 2. Diseño y mejora de los productos. • Unidad 3. Fabricación y comercialización de productos. b) Bloque 2. Recursos energéticos • Unidad 4. La energía y su transformación. 5 ción de los tres siguientes: clásico, innovador e investigador, y de proyectos. Dependiendo de la unidad que se vaya a estudiar, y más concretamente del bloque de contenidos objeto de estudio, la proporción en la que interviene cada uno de ellos es distinta. Así, por ejemplo, en el estudio de los contenidos referentes a recursos energéticos (bloque 2), se propone la realización de varias actividades en grupo, consistentes en el estudio, experimentación y análisis de los distintos elementos conversores de energías. Todas estas actividades van a potenciar las relaciones intergrupales. Independientemente del proceso metodológico que se emplee en el aula con los alumnos/as, el libro de texto se adapta perfectamente a las exigencias del profesor y alumnado. En muchos casos, puede resultar aconsejable un enfoque o metodología interdisciplinar siguientes elementos: y constructivista, en la que se potencien los 1. Enfoque interdisciplinar, que anime a nuestros alumnos/as a interrelacionar contenidos procedentes de otras fuentes de conocimiento, tales como: • Otras asignaturas: matemáticas, física, química, etcétera. • Temas cientíco-tecnológicos de actualidad, como pueden ser nuevos descubrimientos, materiales, técnicas, etc., relacionadas con la unidad objeto de estudio. • Temas transversales: educación para la salud, educación am- biental, etcétera. 2. Enfoque constructivista , que conlleve un mayor protagonis- • Unidad 5. Energías no renovables. • Unidad 6. Energías renovables. mo delestablecer alumnadoun enesquema el proceso aprendizaje. ello, a:se puede de de trabajo que nos Para conduzca • Unidad 7. La energía en nuestro entorno. • Averiguar los conocimientos previos que tiene el alumnado c) Bloque 3. Materiales • Unidad 8. Los materiales: tipos y propiedades. • Unidad 9. Metales ferrosos. • Unidad 10. Metales no ferrosos. • Unidad 11. Plásticos, bras textiles y otros materiales. d) Bloque 4. Elementos de máquinas antes de abordar una unidad determinada. • Descubrir los intereses del alumnado en relación con un determinado bloque de contenidos. • Contribuir a la aparición de «conictos cognitivos», que contribuyan al desarrollo de la madurez personal, social y moral del alumnado. • Animar a nuestros alumnos a que opinen sobre diferentes actividades tecnológicas actuales, tales como: • Unidad 12. Elementos mecánicos transmisores del movi- — Consumo energético y contaminación del medio ambiente. • Unidad 13. Elementos mecánicos transformadores del movi- — Desarrollo sostenible y bienestar social. — Avance industrial e impacto ambiental. • Unidad 14. Elementos mecánicos auxiliares. — Etcétera. miento. miento y de unión. • Unidad 15. Circuitos eléctricos de corriente continua. • Unidad 16. El circuito neumático y oleohidráulico. e) Bloque 5. Procesos de fabricación • Unidad 17. Conformación de piezas sin arranque de viruta. • Unidad 18. Fabricación de piezas por arranque de viruta y otros procedimientos. El modelo metodológico que se ha tenido en cuenta a la hora de elaborar cada uno de los temas es el resultado de una yuxtaposi- http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf • Potenciar actividades de grupo, realizando proyectos y cons- truyendo maquetas y prototipos. Se trata, en todo momento, de mantener una actitud activa del alumnado en su proceso de aprendizaje, mediante: 1. Actividades individuales en las que tendrá que reexionar, estudiar y realizar diferentes ejercicios. 2. Participación en coloquios dentro del aula, a través de ponencias, sugerencias y puntos de vista o pareceres, contribuyendo a crear climas de trabajo y aprendizaje agradables. 5/128 5/24/2018 6 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om PROGRAMACIÓN CURRICULAR 3. Participación en grupos de trabajo donde tendrán que consensuar y ponerse de acuerdo para llevar a cabo la distribución de tareas dentro del grupo, en lo referente a lectura y selección de material bibliográfico, puesta en común y aplicación de esa información a la ejecución de un proyecto (diseño, distribución y fabricación de prototipos). j Programación curricular Objetivos generales Esta asignatura va a contribuir a que los alumnos/as que la cursen desarrollen las siguientes capacidades: Asimismo, habrá actividades en las que el objetivo final no sea la fabricación de ningún prototipo, sino la elaboración de material sobre un tema tecnológico concreto. • Adquirir los conocimientos necesarios y emplear éstos y los adquiridos en otras áreas para la comprensión y análisis de máquinas y sistemas técnicos. • Comprender el papel de la energía en los procesos tecnológi- Organización del texto cos, sus distintas transformaciones y aplicaciones y adoptar actitudes de ahorro y valoración de la eficiencia energética. La presentación de conceptos y procedimientos en el libro de texto se lleva a cabo de manera secuencial y ordenada, partiendo de un nivel inicial básico y siguiendo un orden de dificultad creciente. A lo largo de la unidad se presenta gran cantidad de actividades que el alumnado puede ir realizando día a día, dentro o fuera del aula. Al final de cada unidad hay multitud de actividades, clasificadas en tres grupos o grados de dificultad: • Comprender y explicar cómo se organizan y desarrollan proce- sos tecnológicos concretos, identificar y describir las técnicas y los factores económicos y sociales que concurren en cada caso. • Analizar de forma sistemática aparatos y productos de la ac- tividad técnica para explicar su funcionamiento, utilización y forma de control, y evaluar su calidad. • Para repasar (nivel básico). Tienen como objetivo principal reforzar el aprendizaje de contenidos sencillos. Para ello, el alumnado deberá buscar la respuesta adecuada a lo largo de la unidad objeto de estudio. • Para aanzar (nivel medio). Se trata de actividades de inda- • Valorar críticamente y aplicar los conocimientos adquiridos, gación en las que la respuesta exige, además, una reexión o • Expresar con precisión sus ideas y opiniones sobre procesos o las repercusiones de la actividad tecnológica en la vida cotidiana y la calidad de vida, manifestando y argumentando sus ideas y opiniones. búsqueda de información en otras fuentes distintas al libro de texto. • Para profundizar (nivel avanzado). Aquí la resolución de las productos tecnológicos concretos, y utilizar vocabulario, símbolos y formas de expresión apropiadas. • Participar en la planificación y desarrollo de proyectos técni- actividades exigecasos, un alto gradodedebúsqueda, conocimientos y capacidades. En algunos se trata selección y adopción de la información más adecuada, de acuerdo con unas exigencias requeridas. Esta forma de organizar las actividades complementarias puede contribuir a una mejor adaptación a los diferentes niveles de capacidades de los distintos alumnos, facilitando la atención a la diversidad. cos ideas opiniones, responsabilizándoseendeequipo, tareas yaportando cumpliendo sus ycompromisos. • Actuar con autonomía y confianza al inspeccionar, manipular e intervenir en máquinas, sistemas y procesos técnicos para comprender su funcionamiento. Con objeto de que el alumnado tenga información acerca del grado de conocimientos adquiridos, después de haber estudiado una unidad determinada, al final de cada unidad didáctica, se presentan diez ejercicios de autoevaluación, tipo test, cuya respuesta correcta aparece al final del libro de texto. Distribución de contenidos En la mayoría de las unidades didácticas se ha incluido, al final de cada unidad, una actividad que consiste en localizar a lo largo de la misma el significado de los términos o vocablos técnicos más importantes, referentes a ese bloque de contenidos. Para finalizar cada unidad, se muestra una o varias actividades susceptibles de ser desarrolladas en el taller, la mayoría de las veces trabajando en En cada una de las unidades se muestran los contenidos propios, sin que ello exija, para la comprensión de un tema concreto del bloque, La organización de los contenidos se estructura en torno a unidades didácticas que cubren objetivos distintos del currículo, dependiendo del bloque a que pertenezcan. grupo, denominadas «Actividades para el taller». el conocimiento o la lectura de la que precede. En todas las unidades se pretende que el alumnado pueda entender los distintos enfoques que la tecnología puede adquirir, desde ópticas diversas, dentro y fuera del entorno escolar en el que se mueven los alumnos. La enorme cantidad de actividades propuestas a lo largo del libro (más de 1 000), de carácter individual y en grupo, en las que se analizan y experimentan auténticas situaciones de investigación y diseño industrial, van a contribuir a una mejor adaptación al grado de capacidad de cada alumno (adaptación curricular). De igual manera, se pretende que este curso pueda servir de trampolín para entender en profundidad los contenidos de Tecnología Industrial II. El currículo se halla estructurado en cinco bloques de contenidos que se han desglosado en 18 unidades didácticas. Estos contenidos son: Esto favorece el tratamiento de la diversidad e integración de alumnos/as con diferente formación inicial, como es el caso de aquel alumnado que no cursó la Tecnología de tercero o cuarto curso de la ESO. a) Conceptos http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf • Bloque 1. El proceso y los productos de la tecnología. — Proceso cíclico de diseño y mejora de productos. 6/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om PROGRAMACIÓN CURRICULAR 7 — Normalización de productos. • Proceso de distribución y comercialización de productos. — Distribución y comercialización de productos. — El mercado y sus leyes básicas. • Pasos a la hora de presentar una reclamación como consecuen- — Consumidores y usuarios. — Control de calidad. — Planificación y desarrollo de un proyecto de diseño. — Comercialización de productos. • Bloque 2. Materiales. — Estado natural, obtención y transformación. — Materiales compuestos. cia de la compra de un producto. • Normas a la hora de realizar un control de calidad de un proce- so y un producto. • Procedimiento empleado para la identicación de materiales industriales. • Pautas a la hora de elegir un material para una aplicación concreta. • Proceso seguido a la hora de la obtención de un material, dependiendo de que la materia prima sea de origen mineral o material de reciclado. — Propiedades de los materiales. • Pasos a seguir a la hora de la elección de mecanismos de má- — Aplicaciones, presentación comercial y selección adecuada para una aplicación concreta. • Representación esquemática de circuitos eléctricos, neumáti- • Bloque 3. Elementos de máquinas y sistemas. — Máquinas y sistemas mecánicos: elemento motriz, transformación y transmisión del movimiento, soportes, elementos de unión, acumuladores y disipadores de energía. — Elementos de circuitos: generadores, conductores, reguladores y receptores. Transformación y acumulación de energía. — Representación esquemática de circuitos. Simbología eléctrica, neumática y oleohidráulica. — Interpretación de planos y esquemas. • Bloque 4. Procedimientos de fabricac ión. — Clasificación de las técnicas de fabricación. Máquinas y herramientas empleadas. quinas para transmitir o transformar un movimiento. cos y oleohidráulicos. • Montaje y experimentación de circuitos reales sencillos. • Realización de los pasos para fabricar una pieza determinada utilizando diferentes procesos de fabricación. • Determinación de las medidas máximas y mínimas de una pieza en función de la tolerancia admisible y del tipo de pieza. • Normas de seguridad a seguir a la hora de utilizar determina- das máquinas en el taller. • Determinación de la energía producida (transformada) o gasta- da por una máquina determinada. • Proceso seguido para la determinación de la energía idónea para una zona determinada. • Determinación del impacto medioambiental ocasionado en la producción o transformación de una energía determinada. — Criterios de uso y mantenimiento de máquinas. — Normas de seguridad y salud en centros de trabajo. — Planificación de la seguridad: activa y pasiva. — Impacto medioambiental de los procesos de fabricación. Criterios de reducción. • Bloque 5. Recursos energéticos. — Obtención, transformación y transporte de las energías primarias. — Montaje y experimentación de instalaciones de transformación de energía. — Consumo energético. Técnicas de ahorro. — Importancia de las energías alternativas. Tratamiento de residuos. c) Actitudes • Reconocimiento de la importancia de la normalización en el mundo industrial. • Valoración de la importancia de la calidad en determinados productos como sistema para aumentar las ventas. • Importancia de la incorporación de los medios informáticos a los sistemas de producción, venta y distribución de productos. • Importancia de la aparición de nuevos materiales en el merca- do que contribuyan a nuestro bienestar personal y social. • Reconocimiento de la labor investigadora para el descubri- miento e invención de nuevos materiales. • Curiosidad por conocer las propiedades, formas y aplicaciones de los materiales conocidos hasta el momento. b) Procedimientos • Análisis de las ventajas de la incorporación de las nuevas tec- nologías en el diseño y fabricación de productos. • Planicación, en grupo, de un sistema económico de una empresa determinada. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf • Curiosidad por conocer el funcionamiento de las máquinas que nos rodean. • Interés por averiguar los mecanismos empleados en la trans- misión y transformación del movimiento en máquinas y sistemas de nuestro entorno. 7/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om PROGRAMACIÓN CURRICULAR 8 • Seguimiento estricto de las normas de seguridad a la hora de usar máquinas. • Reconocimiento de la importancia de los sistemas CAD-CAM-CAE en el diseño, simulación y fabricación mediante ordenador. • Concienciación de la necesidad de un mantenimiento adecuado de las máquinas para un rendimiento óptimo y una durabilidad prolongada. • Sensibilización en relación con el impacto producido en los procedimientos de fabricación. • Valoración de la importancia del empleo de energías para nuestro desarrollo económico y bienestar personal. • Reconocimiento de la importancia del ahorro de energía. Temporalización El tiempo dedicado a cada una de las 18 unidades didácticas va a depender de varias circunstancias, entre las que cabe resaltar: zona en la que se va a impartir la asignatura, grado de motivación del alumnado, orientación universitaria o profesional del alumnado que la estudia, entorno industrial y social en el que se desarrolla el currículo, etcétera. Esta temporalización debe establecerla el profesorado que va a impartir la asignatura, pero, a nivel general, se podría establecer la reejada en el cuadro. El número total de sesiones al año suele ser aproximadamente de 130, que podrían quedar repartidas de la siguiente manera: Unidad Sesiones Unidad Sesiones 1 4 10 6 2 4 11 8 3 5 12 9 • Calcular, a partir de información adecuada, el coste energético 4 8 13 7 del funcionamiento ordinario del centro docente o de su vivienda y sugerir posibles alternativas de ahorro. 5 6 14 9 6 6 15 9 identificar sus propiedades y aplicaciones más características. 7 4 16 10 • Describir el probable proceso de fabricación de un producto y 8 5 17 6 9 7 18 7 • Apreciación de la importancia de utilizar energías renovables frente a las no renovables. Criterios de evaluación • Describir los materiales más habituales en su uso técnico e valorar las razones económicas y las repercusiones ambientales de su producción, uso y desecho. • Identicar los elementos funcionales que componen un pro- ducto técnico de uso conocido y señalar el papel que desempeña cada uno de ellos en el funcionamiento del conjunto. • Identicar los mecanismos más característicos, explicar su Suman un total El de resto 121 sesiones para completar el aprendizaje de los contenidos. de las sesiones, hasta completar las 130, quedaría para exámenes, recuperaciones e imprevistos, tales como actividades extraescolares, fiestas locales, huelgas, etcétera. funcionamiento y abordar un proceso de montaje ordenado de los mismos. • Evaluar las repercusiones que tienen la producción y utiliza- ción de un producto o servicio técnico cotidiano sobre la calidad de vida y sugerir posibles alternativas de mejora, tanto técnicas como de otro orden. • Emplear un vocabulario adecuado para describir los útiles y técnicas empleadas en un proceso de producción o la composición de un artefacto o instalación técnica común. • Montar eléctricocaracterística. o neumático a partir del plano o esquemaundecircuito una aplicación • Aportar y argumentar ideas y opiniones propias al equipo de trabajo, valorando y adoptando, en su caso, ideas ajenas. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 8/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om PR OG RA MA CI ÓN D E http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf A U L A 9/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 10/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om PROGRAMACIÓN DE AULA j Unidad 1. El mercado y la actividad productiva 1.1 Objetivos • Entender el funcionamiento de los mercados socialista, capitalista y mixto. 01 11 B. Procedimientos • Determinación del precio de mercado de un producto a partir de datos que determinen la curva de oferta y de demanda. • Búsqueda de información para el establecimiento de una empresa que satisfaga unas necesidades comerciales previamente establecidas. • Saber qué es la oferta y la demanda, y qué importancia tiene el sistema capitalista. • Representación, mediante diagramas conceptuales, del organigrama de funcionamiento de una empresa sencilla, así como del instituto. • Conocer qué es el precio de mercado de un producto y quién lo establece. • Secuenciación lógica del ciclo de vida de cada tecnología. • Comprender la importancia de la empresa como entidad de producción de bienes y servicios. • Valorar la importancia de la tecnología como medio competitivo de las empresas. • Reconocer el desarrollo industrial y de bienestar social que conlleva el empleo de nuevas tecnologías en el mundo indus trial y empresarial. 1.2 Contenidos A. Conceptos • Sistemas económicos. Características. • El mercado. Leyes. Tipos de mercado. • La oferta y la demanda. • El precio de coste y el precio de mercado de un producto. • Sectores productivos. • Participación de la mujer en los sectores productivos. • Clasicación de las empresas. • Estructura interna de una empresa. • Tecnología en la empresa. Parques tecnológicos. Proyectos I+D+I. • Nuevas tecnologías en el desarrollo industrial. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf C. Actitudes • Reconocimiento de la importancia de que se cumplan las leyes básicas en cualquier mercado capitalista para su adecuado funcionamiento. • Valoración de la empresa como institución de generación de riqueza (puestos de trabajo, bienes y servicios) dentro de un país. • Admiración por el descubrimiento e implantación de nuevas tecnologías que contribuyen a un mayor bienestar del ser humano. • Actitud abierta y crítica en relación con el sistema económico de un país determinado. 1.3 Criterios de evaluación • Conocer los sistemas económicos existentes, analizando las ventajas e inconvenientes de cada uno. • Comprender las leyes básicas de un mercado capitalista, así como los tipos de mercado existentes. • Entender qué es la oferta y la demanda, y qué relación tienen con el precio de un producto o servicio prestado. • Saber por qué es tan importante que las empresas empleen tecnologías clave frente a otras tecnologías. 11/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 02 12 j PROGRAMACIÓN DE AULA Unidad 2. Diseño y mejora B. Procedimientos de los productos • Representación, mediante diagramas conceptuales, de las distintas fases que conlleva el proceso productivo de cualquier producto. 2.1 Objetivos • Conocer las fases del sistema productivo. • Pasos a seguir a la hora de llevar a cabo un estudio de mercado. • Saber cuáles son los diferentes títulos de propiedad industrial en relación con la invención y su reconocimiento público. • Proceso seguido para el reconocimiento público de un invento (patente). • Distinguir entre maquetas, prototipos y productos en serie. • Desarrollo de un proyecto técnico. • Reconocer la importancia de la normalización como elemento potenciador de intercambio de productos. • Secuenciación de pasos en la realización de un listado de fases y de un diagrama de ujo. • Identicar las diferentes marcas de certicación AENOR. • Realizar proyectos técnicos sencillos, sabiendo cuáles son sus fases. C. Actitudes • Reconocimiento de la importancia de la investigación e imitación de objetos de la naturaleza para la fabricación de productos que satisfagan nuestras necesidades. • Representar grácamente el listado de fases y el diagrama de ujo del proceso de fabricación de objetos sencillos. • Valoración de la importancia de conocer el número de productos que se deben vender a un precio determinado para comenzar a obtener benecio. 2.2 Contenidos A. Conceptos • Admiración por ciertos inventos españoles y extranjeros, gracias al esfuerzo de los cuales nuestra calidad de vida es mucho mejor que la de nuestros antepasados. • Fases del proceso productivo. • Estudio de mercado (fase 1): • Curiosidad por conocer cuáles han sido las distintas fases de fabricación de objetos sencillos de nuestro entorno. — Fuentes de información. — Investigación. — Análisis de mercado. — Títulos de propiedad industrial. 2.3 Criterios de evaluación • Desarrollo (fase 2): — Diseño. — Fabricación de maquetas. • Aprender cuáles son las fases del proceso productivo. • Determinar el umbral de rentabilidad de un producto determinado. — Normalización. • Saber cuáles son los títulos de propiedad industrial más importantes. — Proyecto técnico. • Diferenciar entre maqueta y prototipo. — Fabricación de prototipos. • Planicación de producción (fase 3): — Listado de fases. — Diagramas de ujo. — Ejemplicaciones. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf • Conocer las fases en la fabricación de un proyecto técnico, así como los documentos o partes de que consta. • Entender las fases de fabricación de un producto y el funcionamiento de un diagrama de ujo de fabricación y montaje. 12/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om PROGRAMACIÓN DE AULA j Unidad 3. Fabricación y comercialización de productos 3.1 Objetivos • Conocer los diferentes programas informáticos empleados en el diseño, fabricación y análisis (simulación y organización de un centro de producción o fábrica). • Reconocer la importancia de un plan de prevención de accidentes en cualquier empresa. • Analizar las posibles repercusiones medioambientales que puede acarrear un sistema productivo determinado, aportando soluciones para evitarlo o reducirlo. • Valorar la importancia del control de calidad de los productos y procesos industriales. • Analizar qué procesos sufren los productos después de ser fabricados, hasta que llegan a los consumidores. • Entender la importancia de la publicidad como medio para dar a conocer los productos fabricados. • Saber cuáles son los derechos y deberes de los consumidores. 3.2 Contenidos A. Conceptos • Fabricación de productos (fase 4): — Aprovisionamiento de materiales. — Procesos de fabricación. 03 13 B. Procedimientos • Elaboración de un plan de prevención de accidentes de una empresa sencilla o de un instituto. • Representación mediante diagramas conceptuales de las fases de producción y comercialización de productos. • Análisis de las repercusiones medioambientales a la hora de la producción o fabricación de objetos, aportando soluciones para reducir esos impactos. • Pasos para contribuir en la mejora del control de calidad en la fabricación de productos sencillos. • Pautas a seguir a la hora de realizar una compra para tener derecho a reclamar. C. Actitudes • Reconocimiento de la importancia del empleo de programas informáticos para reducir costes, incrementar la producción, mejorar la calidad y ser más competitivos en el mercado. • Voluntad para contribuir a la prevención de accidentes. • Admiración por aquellas empresas que están muy sensibilizadas para no provocar impactos medioambientales. • Valoración, por parte del alumnado, de aquellas empresas que utilizan rigurosos controles de calidad para sacar al mercado sus productos en óptimas condiciones. • Concienciación del impacto de la publicidad sobre el consumidor. • Necesidad de reciclado de productos como sistema de reducción de impacto al medio ambiente y para evitar el agotamiento prematuro de recursos. • Prevención de riesgos laborales. • Repercusiones medioambientales de los sistemas productivos. • Gestión de la calidad: — Control de calidad. — Herramientas empleadas. — Control de calidad a la producción. — Defectos típicos. • Empaquetado y almacenamiento de productos. • Comercialización y reciclado de productos (fase 5): — Marketing. — Publicidad: estrategias y medios. — Venta. Distribución. — Derechos y deberes de los consumidores. — Reciclado de productos. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 3.3 Criterios de evaluación • Entender las fases de producción y comercialización de productos. • Comprender las causas que pueden provocar accidentes, algunas normas para evitarlos y la señalización adecuada. • Entender qué repercusiones medioambientales pueden suponer los diferentes impactos producidos por las em presas como consecuencia de la fabricación de productos. • Distinguir los distintos controles de calidad, así como los defectos típicos de productos. • Conocer los medios de publicidad y las estrategias que emplean para llegar al consumidor. • Saber qué pasos se deben seguir a la hora de realizar una reclamación motivada por la compra de un producto. 13/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 04 14 j PROGRAMACIÓN DE AULA Unidad 4. La energía • Determinación del rendimiento de una máquina. y su transformación • Pautas para conseguir un ahorro energético. • Representación y relación, mediante organigramas, de las distintas máquinas empleadas para transformar una energía en otra. 4.1 Objetivos • Saber cuál es la relación entre ciencia, tecnología y técnica, así como la procedencia de la terminología cientíca y tecnológica. C. Actitudes • Conocer las unidades derivadas y fundamentales, así como su equivalencia, en los sistemas CGS, SI y sistema técnico. • Admiración por todos aquellos cientícos y tecnólogos que han contribuido al entendimiento del comportamiento de los distintos tipos de energías. • Entender las diferentes formas de manifestarse la energía y las leyes que las rigen. • Voluntad para incorporar nuevos términos cientícos, tecnológicos y técnicos al lenguaje habitual. • Comprender cómo se puede transformar un tipo de energía en otra, determinando la máquina empleada y el rendimiento obtenido. • Interés por aprender cómo se pueden transformar las energías, unas en otras, mediante máquinas, averiguando su rendimiento. • Reconocer la importancia de un uso racional de la energía. • Sensibilización del ahorro energético como medio que evita un deterioro del medio ambiente y solución para no provocar un agotamiento prematuro de las diversas fuentes de energía. • Valorar el empleo de máquinas con una alta eciencia energética. • Reconocimiento del empleo de máquinas con nivel de eciencia energética alta para reducir el consumo de energía. 4.2 Contenidos A. Conceptos • Relación entre ciencia, tecnología y técnica. 4.3 Criterios de evaluación • Terminología de tipo cientíco y tecnológico. • Conocer las unidades fundamentales y derivadas en cada uno • Sistemas de unidades. • Concepto de energía. Unidades. de los tres sistemas, así como su equivalencia. • Entender las cinco maneras de manifestarse la energía. • Formas de manifestarse la energía. • Saber resolver problemas sencillos relacionados con las energías. • Transformaciones energéticas: consumo y rendimiento. • Ahorro energético. • Comprender el primer principio de Termodinámica y saberlo aplicar en la resolución de problemas sencillos relacionados con el rendimiento de máquinas. B. Procedimientos • Analizar un sistema (vivienda, transporte, empresa, instituto, etcétera) con objeto de detectar posibles pérdidas de energía y adoptar soluciones que permitan un ahorro energético signicativo. • Conversión de una unidad, magnitud derivada o fundamental, en otro sistema de unidades distinto. • Resolución de problemas de conversión de energías. • Cálculo de energías aportadas o gastadas en función del tipo de energía estudiada. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf • Reexionar sobre la importancia del ahorro energético y emplear, en la medida de lo posible, aparatos con elevada eciencia energética. 14/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om PROGRAMACIÓN DE AULA j Unidad 5. Energías no renovables 5.1 Objetivos • Distinguir las energías renovables de las no renovables, sabiendo qué ventajas e inconvenientes tiene cada una. • Conocer, de manera aproximada, qué tipo de energías primarias y secundarias se utilizan más en nuestro país. • Valorar la importancia del uso de las energías no renovables, a pesar de los inconvenientes que supone su empleo. • Analizar el funcionamiento de una central térmica clásica. • Evaluar el impacto medioambiental provocado por el uso de combustibles fósiles. 05 15 • Proceso seguido en una central térmica para transformar un combustible fósil (generalmente carbón) en energía eléctrica. • Representación gráca del proceso seguido por el petróleo o crudo hasta convertirse en un hidrocarburo que constituye una fuente de energía secundaria. • Descripción del funcionamiento de una central nuclear de fusión y sión. C. Actitudes • Valoración de la importancia de los combustibles fósiles como fuentes de energía primaria. • Sensibilización ante el aumento del CO2 y lluvia ácida como • Entender el funcionamiento de una renería. consecuencia del uso abusivo de combustibles de origen fósil. • Interés por incorporar al vocabulario usual términos tecnológicos y técnicos. • Conocer cuáles son los productos que se obtienen a partir del petróleo o crudo. • Curiosidad por el funcionamiento de una central nuclear. • Aprender a distinguir entre «fusión» y «sión». • Concienciación de un uso racional de las energías derivadas del petróleo. 5.2 Contenidos A. Conceptos • Admiración por todos aquellos cientícos, investigadores y tecnólogos que han contribuido a un desarrollo de máquinas y tecnología que permite un aprovechamiento óptimo de la energía y respeto por el medio ambiente. • Fuentes de energía primarias y secundarias. • Combustibles fósiles: — Carbón: tipos. Aplicaciones. Productos derivados. Funcionamiento de una central térmica. Sectorización. Carbón y medio ambiente. Tratamiento de residuos. — Petróleo: origen. Pozos. Renerías. Productos obtenidos. Petróleo y medio ambiente. Tratamiento de residuos. — Energía nuclear: sión. Componentes de una central. Fusión. Impacto medioambiental. Tratamiento de residuos. B. Procedimientos • Resolución de problemas relacionados con las energías no renovables. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 5.3 Criterios de evaluación • Distinguir entre energías primarias y secundarias. • Conocer cuáles son los tipos de carbón más empleados para la obtención de energía primaria. • Saber qué subproductos se obtienen del carbón y para qué se emplean. • Entender el funcionamiento de una central térmica clásica. • Comprender el origen, extracción, renado y craqueado del petróleo para obtener hidrocarburos que se van a emplear como fuente de energía secundaria. • Analizar el funcionamiento de una central nuclear de fusión y sión. 15/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 06 16 j PROGRAMACIÓN DE AULA Unidad 6. Energías renovables • Energía geotérmica. Tipos de yacimientos. • Energía maremotriz. • Residuos sólidos urbanos. 6.1 Objetivos • Energía de las olas. • Conocer en qué consiste la energía hidráulica, así como las diferentes máquinas empleadas para transformar la energía hidráulica en mecánica de rotación. • Determinar la energía y potencia teóricas de una central hidroeléctrica. • Energías alternativas y medio ambiente. B. Procedimentos • Saber cuáles son los tipos de centrales hidroeléctricas más utilizadas. • Proceso de obtención de energía eléctrica en una central hidroeléctrica. • Reconocer la importancia de las energías alternativas como fuentes de energía secundaria. • Resolución de problemas relacionados con la energía hidráulica, solar, eólica y biomasa. • Concienciar al alumnado de la importancia de emplear colectores para la obtención de energía térmica. • Representación gráca del funcionamiento de una central de bombeo puro y bombeo mixto. • Diferenciar los distintos sistemas para la obtención de energía a partir del sol. • Explicación del funcionamiento de un colector plano y de un colector cilíndrico-parabólico. Transformación de energías. • Valorar la implantación de máquinas eólicas para la obtención de energía. • Análisis del funcionamiento de un campo de helióstatos. • Pasos a seguir a la hora de instalar un equipo que permita el aprovechamiento de la energía geotérmica. • Entender cómo se puede obtener energía a partir de la biomasa. • Admitir la importancia del empleo de máquinas que permitan obtener energía de las olas, maremotriz y de los residuos sólidos urbanos. 6.2 Contenidos A. Conceptos • Descripción, mediante diagramas conceptuales, del funcionamiento de los dispositivos empleados para obtener energía eléctrica a partir de la energía de las olas. C. Actitudes • Energía hidráulica: — Componentes de un centro hidroeléctrico. — Potencia y energía obtenida en una central hidráulica. — Tipos de centrales. — Energía hidráulica y medio ambiente. • Energía solar: — Aprovechamiento: colectores planos, aprovechamiento pasivo, campo de helióstatos, colectores cilíndrico-parabólicos, horno solar y placas fotovoltaicas. • Energía eólica: — Clasicación de las máquinas eólicas. — Cálculo de la energía generada en una aeroturbina. • Biomasa: — Extracción directa. — Procesos termoquímicos. — Procesos bioquímicos. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf • Actitud de reexión crítica, en plan constructivo, en relación con el aprovechamiento hídrico. • Admiración por los dispositivos empleados por el ser humano, a lo largo de la historia, para el aprovechamiento de la energía hidráulica y energías alternativas. • Admiración por las técnicas de acumulación de energía, en forma de energía potencial del agua, cuando se produce un sobrante de energía eléctrica que, de otra forma, habría que desperdiciar. • Reconocimiento de la importancia de la energía solar y eólica como fuentes de energía, gratuitas, no contaminantes y renovables. • Interés por el empleo de colectores solares para el aprovechamiento térmico de la energía solar. • Curiosidad por conocer las distintas formas de obtención de energía a partir de la biomasa. • Actitud abierta ante el empleo de diferentes sistemas para la obtención de energía a partir de fuentes renovables. 16/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om PROGRAMACIÓN DE AULA 6.3 Criterios de evaluación • • • Saber clasicar las centrales hidroeléctricas, así como distin guir los distintos elementos que se encargan de aprovechar la energía. Ser capaz de explicar el funcionamiento de una central hidro eléctrica. Calcular la potencia y energía de centrales hidroeléctricas, paneles solares y máquinas eólicas. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf • • • • 06 17 Comprender la diferencia entre un colector plano, uno cilíndrico-parabólico, un campo de helióstatos, un horno solar y una placa fotovoltaica. Reconocer la importancia del empleo de aeroturbinas para el apro vechamiento de una energía gratuita (el viento) y renovable. Analizar las ventajas e inconvenientes de las aeroturbinas de eje horizontal y vertical. Establecer en qué consiste la biomasa, RSU, la energía geotérmica, la energía maremotriz y la energía de las olas. 17/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 07 18 j PROGRAMACIÓN DE AULA Unidad 7. La energía • Proceso seguido en la modelización de máquinas sencillas. en nuestro entorno • Detección de las necesidades energéticas mínimas de una vivienda utilizando energías alternativas. • Diseño de instalaciones energéticas sencillas. 7.1 Objetivos • Saber cuáles serán las posibles energías del futuro. • Evaluación de la fuente de energía más idónea para ser empleada en el centro docente o vivienda. • Comprender el funcionamiento de la fusión fría y de la pila de hidrógeno. • Alternativas de ahorro energético, manteniendo la misma calidad de vida. • Evaluar la generación, transporte y distribución de energía. • Conocer en qué consiste la cogeneración, así como sus ventajas e inconvenientes. C. Actitudes • Admiración por aquellos cientícos y tecnólogos que investigan nuevas formas de energía más baratas, más respetuosas • Analizar el funcionamiento de máquinas sencillas que transformen tipo de energía en otro, determinando el rendimiento de laun instalación. • Diseñar modelos optimizados de equipos que transformen un tipo de energía en otro. con el medio ambiente e inagotables. • Actitud abierta y de colaboración a la hora de abordar proyectos reales de análisis de máquinas transformadoras de ener gía. • Reconocer la importancia del empleo de energías alternativas en la vivienda y de apoyo en la industria. • Curiosidad por averiguar el funcionamiento de máquinas de nuestro entorno. • Aprender a relacionar la forma de energía alternativa más adecuada según el lugar donde se desee colocar la instalación. • Admiración a la hora de abordar el estudio de la cogeneración. • Determinar el coste energético en una vivienda o centro docente. • Voluntad para incorporar términos técnicos en el vocabulario usual. • Reconocimiento de la importancia de las energías alternativas en la vivienda y de apoyo a la industria. 7.2 Contenidos • Actitud positiva y crítica constructiva a la hora de analizar proyectos reales sencillos, en los que se aborde la posibilidad de sustituir energías procedentes de combustibles fósiles por energías renovables. A. Conceptos • Energías del futuro: fusión fría y pila de combustible. • Generación, transporte y distribución de energía eléctrica. • Cogeneración. Denición. Sistemas. 7.3 Criterios de evaluación • Análisis de una instalación sencilla de transformación de energía: calentador. Modelización. • Energías alternativas en la vivienda y de apoyo a la industria: — Necesidades mínimas. — Diseño de la instalación. — Selección de la energía más adecuada. • Coste energético en la vivienda y el centro docente. • Entender en qué consiste la fusión fría y el funcionamiento de la pila de hidrógeno. • Comprender la importancia de transportar la energía eléctrica a altos voltajes para disminuir las pérdidas de energía en el transporte. • Entender en qué consiste la cogeneración, así como los sistemas más importantes. • Ahorro energético. • Aprender a determinar el rendimiento de una instalación (calentador de gas). B. Procedimientos • Analizar el funcionamiento de máquinas transformadoras de energía. • Descripción del proceso de funcionamiento de una pila de hidrógeno o pila de combustible. • Representación gráca del sistema de generación, transporte y distribución de energía eléctrica, indicando las diferentes tensiones o voltajes a lo largo del recorrido. • Explicación del funcionamiento de una caldera de gas natural. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf • Saber crear modelos de instalaciones sencillas. • Realizar proyectos sencillos en los que se analicen las necesidades mínimas de una vivienda y se diseñen los elementos generadores de energía alternativa que sean necesarios. • Investigar la fuente de energía secundaria más adecuada para uso en el centro docente o vivienda. 18/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om PROGRAMACIÓN DE AULA j Unidad 8. Los materiales: tipos y propiedades 8.1 Objetivos • Reconocer la importancia del empleo de materiales por el ser humano a lo largo de la historia. • Aprender a clasicar los materiales que se emplean en la actualidad, dependiendo de la materia prima de la que proceden. 08 19 • Proceso seguido a la hora de realizar un ensayo mecánico determinado sobre un material cualquiera. • Criterios para la elección adecuada de un material que debe cumplir unos requisitos determinados. • Adopción de posibles soluciones para evitar un agotamiento prematuro de todos aquellos materiales no renovables. • Normas a seguir para evitar la contaminación del medio ambiente cuando se generan residuos inertes, tóxicos y peligrosos. • Conocer las propiedades más importantes de los materiales. • Averiguar a qué tipo de esfuerzo físico se encuentra sometida una parte de un objeto dependiendo de las fuerzas que actúen sobre él. • Saber cómo se pueden averiguar algunas propiedades mecánicas de los materiales, tales como dureza, fatiga, tracción, compresión y resiliencia. • Aprender a elegir un material dependiendo de la forma que tenga el objeto, esfuerzos a los que va a estar sometido, condiciones externas, etcétera. C. Actitudes • Admiración por las soluciones adoptadas por el ser humano en relación con el empleo de diferentes materiales a lo largo de la historia. • Curiosidad por conocer cuáles son las propiedades más importantes de un material determinado. • Actitud abierta a la hora de analizar a qué tipo de esfuerzo se puede encontrar sometido un cuerpo o parte de un objeto. • Valorar la importancia de un uso racional de los materiales para evitar un deterioro del medio ambiente y un agotamiento prematuro de recursos. • Contribución a la hora de adoptar criterios que faciliten una elección adecuada de los materiales. • Reexionar sobre la importancia de reducir, reciclar o tratar los residuos industriales para evitar una contaminación del medio ambiente. • Sensibilización ante el problema de agotamiento prematuro de materiales y el excesivo deterioro del medio ambiente, debido a un abuso en su utilización y poca voluntad para reciclarlos y 8.2 Contenidos reutilizarlos. • Colaboración a la hora de dar soluciones técnicas en relación con la reducción y tratamiento de residuos industriales tóxicos. A. Conceptos • Necesidad de materiales para fabricar objetos. • Clasicación de los materiales. • Propiedades más importantes de los materiales. • Esfuerzos físicos a los que pueden estar sometidos los materiales. • Introducción a los ensayos de materiales. 8.3 Criterios de evaluación • Saber cómo se clasican los materiales atendiendo a la materia prima de la que proceden. • Conocer las propiedades mecánicas que puede tener cualquier material. • Uso racional de materiales. • Residuos industriales: inertes, tóxicos y peligrosos. B. Procedimientos • Reconocer el tipo de esfuerzo a que puede estar sometida una pieza u objeto dependiendo de las fuerzas que actúen sobre él. • Explicar en qué consisten los ensayos de tracción, fatiga, dureza y resiliencia. • Clasicación de los distintos materiales que podemos encontrar en nuestro entorno. • Establecer los criterios mínimos a la hora de elegir un material para una aplicación concreta. • Determinación de las propiedades mecánicas más importantes de un material. • Denir qué soluciones se pueden adoptar para evitar un agotamiento prematuro de los materiales. • Análisis del tipo de esfuerzo a que puede estar sometida una pieza de un objeto en función del número y dirección de las fuerzas que actúen sobre él. • Determinar soluciones sencillas que permitan reducir, tratar y controlar residuos inertes y tóxicos que surjan en la vivienda o centro educativo. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 19/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 09 20 j PROGRAMACIÓN DE AULA • Confección de diagramas conceptuales que muestren el proceso seguido por el acero, desde la mina (mena) hasta su comercialización. Unidad 9. Metales ferrosos 9.1 Objetivos • Representación gráca de aleaciones de hierro-carbono en función de la temperatura a la que se encuentren sometidas y del tanto por ciento de carbono. • Concienciar al alumnado de la importancia industrial que tienen los metales ferrosos, debido a sus propiedades técnicas y cantidad de aplicaciones. • Identicación del tipo de acero con el que pueden estar fabricados distintos elementos de nuestro entorno, según la apli cación a la que se destinen. • Conocer los minerales de hierro más empleados en la actualidad. • Saber cómo se pueden obtener productos ferrosos dependiendo de que la materia prima sea mineral de hierro o chatarra reciclada. • Comprender el funcionamiento del horno alto, del convertidor • Descripción de los pasos seguidos para la obtención de las fundiciones más importantes. C. Actitudes • Curiosidad por entender el funcionamiento del horno alto. LD y del horno eléctrico. • Diferenciar los tipos de colada más importantes. • Reconocimiento de la importancia de reciclar la chatarra con objeto de no agotar los minerales de hierro y de contribuir en la mejora del medio ambiente. • Entender la utilidad de los trenes de laminación. • Clasicar los productos ferrosos atendiendo al tanto por ciento de carbono y al hecho de que lleven o no elementos de aleación. • Admiración por el empleo de hornos modernos, que contaminan menos el medio ambiente y permiten la obtención de aceros de gran calidad. • Reconocer las formas comerciales de los productos ferrosos. • Concienciación clara de un uso racional de los productos ferrosos. • Aprender cómo se fabrican las fundiciones ferrosas más importantes. • Sensibilización ante el impacto medioambiental producido durante la fabricación de productos ferrosos frente a los bene cios que se obtienen al disponer de estos productos. • Analizar el impacto medioambiental originado en la transformación del mineral de hierro y la chatarra en productos ferrosos acabados. • Contribución al reciclado de productos ferrosos, llevándolos a los contenedores correspondientes. • Voluntad de incorporar los nuevos términos técnicos que van surgiendo al vocabulario habitual. 9.2 Contenidos • Respeto, sensibilización y valoración de las soluciones y opiniones que puedan adoptar otros compañeros. A. Conceptos • Metales ferrosos o férricos: yacimientos y tipos de mineral. 9.3 Criterios de evaluación • Proceso de obtención del acero y otros productos ferrosos: materia prima, horno alto, convertidor y horno eléctrico. • Colada del acero. • Trenes de laminación. • Productos ferrosos: clasicación y diagrama de hierro-carbono. • Tipos de acero: no aleados y aleados. • Presentaciones comerciales del acero. • Fundiciones: tipos y propiedades. • Impacto medioambiental producido por los productos ferrosos. B. Procedimientos • Presentación de informes orales y escritos sobre un tema determinado, siguiendo unas pautas que simpliquen y ayuden a entender el mismo. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf • Saber cuáles son los minerales de hierro más empleados para la fabricación de productos ferrosos. • Conocer detallada y secuencialmente la forma de obtención del acero desde que entra en el horno alto hasta que se transforma en productos industriales. • Clasicar los productos ferrosos dependiendo de su tanto por ciento de carbono y de que lleven elementos de aleación in corporados o no. • Reconocer las diferentes presentaciones comerciales del acero. • Comprender la forma de obtención de las fundiciones más empleadas. • Saber elegir un acero determinado para una aplicación concreta. • Evaluar las ventajas e inconvenientes que supone para una zona determinada la instalación de una siderurgia. 20/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om PROGRAMACIÓN DE AULA j Unidad 10. Metales no ferrosos 10.1 Objetivos • Reconocer y distinguir los metales no ferrosos más importantes. • Adquirir los conocimientos que sean necesarios para saber qué materiales no ferrosos pueden resultar más adecuados para una aplicación determinada. • Conocer la forma de obtención de los metales no ferrosos más utilizados para una aplicación concreta. • Establecer las propiedades más importantes de cada uno de los metales no ferrosos. • Valorar el impacto medioambiental provocado por la obtención, transformación, utilización y desecho de diferentes me tales no ferrosos. • Conocer las presentaciones comerciales de los metales no ferrosos más empleados. 10 21 • Representación mediante diagramas de bloques conceptuales, relacionados entre sí, del proceso de obtención de los metales ferrosos más usuales. • Como consumidor, pautas para reducir el impacto medioambiental en la utilización y reciclado de productos no ferrosos. C. Actitudes • Valoración de la importancia del uso de un vocabulario técnico para expresar conceptos tecnológicos. • Admiración por nuestros antepasados que hicieron un gran esfuerzo por conocer tecnologías nuevas que les permitiesen transformar el mineral de diferentes metales no ferrosos en metales aptos para ser utilizados en aplicaciones prácticas. • Voluntad para aprender qué aplicaciones exigen la utilización de metales no ferrosos frente a ferrosos porque se adaptan mejor a las exigencias demandadas. • Curiosidad por conocer los diferentes métodos utilizados para la obtención de productos no ferrosos a partir de sus minerales naturales. 10.2 Contenidos • Sensibilización ante el agudizante problema de agotamiento de minerales no ferrosos y la necesidad de reciclarlos. A. Conceptos • Colaboración activa a la hora de encontrar soluciones sencillas que permitan reciclar metales no ferrosos. • Clasicación de los metales no ferrosos. • Características, obtención, aleaciones y aplicaciones más importantes de los siguientes metales no ferrosos: • Colaboración en el momento de realizar actividades consistentes en la localización de piezas de máquinas construidas de materiales no ferrosos. — Pesados: estaño, cobre, cinc y plomo. — Ligeros: aluminio y titanio. — Ultraligeros: magnesio. • Impacto medioambiental durante la extracción, obtención y reciclado de productos no ferrosos. • Presentaciones comerciales. B. Procedimientos • Pasos que son necesarios seguir para identicar los metales ferrosos por su aspecto, aplicación y peso especíco. • Elaboración de métodos que simpliquen el proceso de aprendizaje de las propiedades y características de los metales ferrosos. • Proceso de obtención de los siguientes metales no ferrosos: estaño, cobre, cinc, plomo, aluminio, titanio y magnesio. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 10.3 Criterios de evaluación • Distinguir entre metales ferrosos pesados, ligeros y ultraligeros, indicando las aplicaciones más usuales de cada uno. • Conocer las propiedades más importantes de los metales no ferrosos más usuales. • Saber distinguir cada uno de los metales no ferrosos más utilizados por su aspecto, aplicación o averiguando su peso espe cíco. • Comprender el proceso de obtención de los metales no ferrosos más utilizados. • Valorar la mejorar importancia de las aleaciones de ymetales no ferro sos, para el aspecto, propiedades durabilidad del producto nal. • Reconocer la importancia del empleo del galvanizado, metalizado y sherardización en los recubrimientos de piezas ferrosas, para protegerlos contra la oxidación y la corrosión. 21/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 11 22 j PROGRAMACIÓN DE AULA Unidad 11. Plásticos, fibras • Proceso de conformación de un plástico para una aplicación determinada siguiendo ciertas pautas, tales como durabilidad, económica, propiedades mecánicas, etcétera. textiles y otros materiales • Identicación de bras textiles y productos plásticos, según las etiquetas y símbolos normalizados escritos sobre ellos. 11.1 Objetivos • Conocer la procedencia de la materia prima de los plásticos a través de la historia. • Descripción del proceso de obtención de productos derivados de la madera. • Saber cómo se fabrican los plásticos. • Representación, mediante diagramas conceptuales, del proceso de fabricación del papel. • Aprender los tipos de plásticos más habituales, así como sus características y aplicaciones. • Pasos a seguir para la obtención de productos de corcho a partir de la materia prima. • Entender cómo se conforman los productos plásticos que se venden en la actualidad. • Procesos de fabricación del vidrio, yeso, cemento y hormigón pretensado. • Identicar objetos fabricados de plásticos compuestos. • Búsqueda y selección de información relacionada con el impacto medioambiental originado por diferentes materiales de uso industrial, buscando posibles soluciones para disminuir o eliminar ese impacto. • Identicar la composición de una bra textil, señalando las ventajas e inconvenientes que tiene. • Reconocer la importancia de la madera y sus derivados para la fabricación de productos industriales. • Aprender a identicar los distintos tipos de materiales cerámicos existentes. C. Actitudes • Valorar el empleo de hormigones armados y pretensados en la fabricación de estructuras. • Actitud crítica y positiva frente al uso y reciclado de materiales plásticos. 11.2 Contenidos • Valoración de la importancia del reciclado de plásticos para evitar el deterioro del medio ambiente. A. Conceptos • Reconocimiento de la labor de multitud de cientícos y tecnólogos que han contribuido en la invención y producción de diferentes materiales industriales. • Plásticos o polímeros: materia prima, componentes aditivos, tipos, conformación de plásticos y plásticos compuestos. • Interés por conocer las propiedades y posibles aplicaciones de los nuevos materiales. • Fibras textiles: origen (mineral, vegetal, animal, articial y sintético). • Respeto por las opiniones que puedan aportar otros compañeros, incluso en el supuesto de que no coincidan con las nuestras. • Elastómeros. • La madera: — Transformación en productos industriales. — Derivados de la madera. • El papel: obtención y clases. 11.3 Criterios de evaluación • El corcho: obtención y productos obtenidos. • Conocer cuáles son los componentes principales de los plásticos y los tipos más importantes. • El vidrio. • Materiales cerámicos: porosos e impermeables. • Saber cómo se obtiene un producto fabricado de plástico, dependiendo de su forma y tamaño. • Yeso. • Identicar objetos fabricados con plásticos compuestos. • Cemento y sus derivados. • Reconocer la importancia de los distintos materiales empleados en la fabricación de bras textiles para aplicaciones distintas. • Nuevos materiales. • Impacto medioambiental. • Distinguir los distintos tipos de derivados de la madera. B. Procedimientos • Recogida de información relacionada con los plásticos, seguida de una posterior selección de acuerdo con unas pautas es tablecidas con anterioridad. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf • Entender el proceso de fabricación del papel. • Diferenciar los distintos tipos de materiales cerámicos, según su proceso de fabricación. • Determinar de qué manera se puede mejorar un hormigón. 22/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om PROGRAMACIÓN DE AULA j Unidad 12. Elementos mecánicos transmisores del movimiento 12.1 Objetivos • Conocer, de manera breve, la evolución del estudio de los mecanismos a lo largo de la historia. • Descubrir algunos de los elementos empleados en la industria para transmitir el movimiento entre ejes que son paralelos, perpendiculares, que se cruzan o que se cortan, formando un ángulo cualquiera. • Comprender la importancia que supone la elección adecuada del elemento transmisor, si se espera una gran abilidad del sistema. • Saber determinar el número de revoluciones por minuto con que girará una rueda o engranaje, en función de su tamaño y relación de transmisión. • Entender el funcionamiento de las cadenas cinemáticas, determinando, mediante las fórmulas adecuadas, las incógnitas que se desconocen. • Valorar la importancia de la transmisión mediante cadena o engranajes, frente a otra, por su abilidad en el mantenimiento de la relación de transmisión. • Determinar la energía y potencia perdidas (rendimiento) en la transmisión de movimiento mediante engranajes, así como debido al rozamiento. 12.2 Contenidos A. Conceptos 12 23 B. Procedimientos • Pasos a seguir a la hora de montar y desmontar diferentes elementos transmisores del movimiento. • Cálculo del número de revoluciones por minuto con que girará el eje conducido si se han empleado en la transmisión ruedas, engranajes, cadenas, correas, etcétera. • Representación gráca, mediante el símbolo mecánico correspondiente, de una transmisión desde el elemento motriz hasta el árbol nal. • Determinación de las causas que pueden reducir considerablemente el rendimiento de una máquina, en relación con la transmisión del movimiento. • Establecimiento de las normas de seguridad y uso de máquinas sencillas próximas al entorno del alumnado. • Averiguación de la potencia o energía perdida al transmitirla desde el árbol motriz al lugar en que se necesita. C. Actitudes • Valoración del vocabulario técnico. • Interés por conocer las características y aplicaciones de cada uno de los elementos transmisores del movimiento estudiados. • Voluntad para abordar la resolución de problemas tecnológicos relacionados con la transmisión del movimiento. • Reconocimiento de la importancia de diferentes tecnólogos que inventaron, estudiaron y simplicaron el estudio y aplicación de mecanismos y máquinas. • Actitud abierta a la hora de localizar mecanismos en máquinas reales que se puedan identicar con los estudiados en esta unidad. • Elementos motrices. • Elementos de máquinas. • Elementos transmisores de movimiento. • Acoplamiento entre árboles. • Transmisión por fricción: exterior, interior y cónica. Cálculos. • Transmisión mediante poleas y correas. • Transmisión por engranajes. Cálculos. • Transmisión del movimiento entre ejes que se cruzan. • Cadenas cinemáticas. Representación. Cálculos. • Relación entre potencia y par. • Articulaciones. • Elementos de cuerda o alambre. • Elementos transmisores por cadena y correa dentada. • Rendimiento de máquinas. • Normas de seguridad y uso de elementos mecánicos. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 12.3 Criterios de evaluación • Reconocer la importancia de los acoplamientos entre árboles para la transmisión del movimiento. • Ser capaz de resolver problemas sencillos relacionados con la transmisión del movimiento entre árboles, con ruedas de fricción, poleas y correas, engranajes y cadenas cinemáticas. • Saber calcular el par transmitido a partir de la potencia y el número de revoluciones con que gire el árbol nal e inicial. • Averiguar la potencia y energía perdida en una transmisión, debido a rozamientos, deslizamientos y diseño en los engranajes. • Conocer todos y cada uno de los sistemas de transmisión de movimientos, sabiendo elegir el más adecuado para una actividad determinada. 23/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 13 24 j PROGRAMACIÓN DE AULA Unidad 13. Elementos • Elaboración de croquis en los que se representen los distintos elementos transformadores del movimiento que constituyen una máquina, indicando el proceso de montaje y desmontaje. mecánicos transformadores del movimiento y de unión • Realización de problemas sencillos en los que se pide determinar la potencia, par o fuerza transmitida a través de un elemento roscado. 13.1 Objetivos • Elaboración del proceso seguido a la hora de realizar una soldadura, eligiendo aquel tipo que resulte más adecuado de acuerdo con los materiales a unir y la función que se va a rea lizar. • Comprender la funcionalidad y utilidad de los elementos transformadores de movimiento más usuales. • Saber identicar objetos reales, del entorno o de una máquina cualquiera, que se basen en principios de funcionamiento análogos a los que se estudian en esta unidad. • Pasos a seguir a la hora de unir dos piezas mediante un elemento de unión jo o desmontable. • Conocer el nombre correcto de los elementos transformadores del movimiento. • Entender la forma de trabajo de los elementos transformadores del movimiento. C. Actitudes • Curiosidad por el funcionamiento de los elementos transformadores del movimiento que forman parte de una máquina. • Resolver problemas tecnológicos relacionados con fuerzas y potencias a transmitir. • Interés por descubrir la funcionalidad de mecanismos transformadores del movimiento en el interior de máquinas. • Conocer la mayoría de los elementos de unión jos y desmontables, sabiendo para qué se emplea cada uno. • Actitud positiva y abierta a la hora de abordar problemas relacionados con la transmisión de potencia y par en tornillos. • Emplear un vocabulario técnico acorde con los contenidos que se van adquiriendo. • Admiración por los inventores y descubridores de mecanismos y elementos mecánicos de unión. • Utilizar las normas de seguridad pertinentes cuando se manipulan elementos de máquinas. • Respeto y reconocimiento hacia los diseñadores y técnicos que han utilizado distintos elementos de unión, tales como soldaduras, remachado, etcétera. 13.2 Contenidos • Valoración del descubrimiento y empleo de los diferentes sistemas de soldadura. A. Conceptos • Elementos transformadores del movimiento: 13.3 Criterios de evaluación – Piñón-cremallera. – Tornillo-tuerca. – Leva y excéntrica. • Conocer el funcionamiento y utilidad de al menos el 60 % de los dispositivos estudiados en este tema que se emplean para la transmisión del movimiento. – Biela-manivela-émbolo. • Saber en qué se diferencia una leva de una excéntrica y conocer los tipos de levas más importantes. – Trinquete y rueda libre. • Distinguir una rueda libre de un trinquete, señalando las ca- • Elementos mecánicos de unión: – Unión desmontable: bulones, tornillos de unión, prisioneros, espárragos, pernos, tornillos de rosca cortante y tirafondos, pasadores, chavetas, lengüetas, etcétera. – Unión ja: remaches, roblones, adhesivo, soldadura y unión forzada. B. Procedimientos racterísticas y aplicaciones de cada uno. • Reconocer los elementos roscados de unión más importantes, sabiendo qué nombre recibe cada uno. • Diferenciar entre chaveta y lengüeta y saberlas usar en una aplicación concreta. • Aprender a unir piezas mediante unión forzada. • Saber qué tipo de soldadura se debe utilizar cuando se quieren unir dos piezas de un material y unas dimensiones conocidas. • Realización de montaje y desmontaje de elementos transformadores del movimiento, tales como rueda libre de una bici cleta, trinquete de un reloj de cuerda, etcétera. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 24/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om PROGRAMACIÓN DE AULA j Unidad 14. Elementos mecánicos auxiliares 14.1 Objetivos 14 25 • Establecimiento de criterios lógicos y racionales que permitan desmontar y montar mecanismos de máquinas siguiendo una serie de pautas concretas. • Empleo de símiles para explicar el funcionamiento de determinados mecanismos o máquinas. • Entender la importancia de los volantes de inercia para que un árbol gire con una velocidad uniforme cuando se produzcan variaciones en el par o momento. • Utilización y realización de chas de mantenimiento de máquinas en las que se muestren los pasos a llevar a cabo, así como la periodicidad con la que se tienen que realizar. • Reconocer las ventajas que aporta el empleo de cojinetes y rodamientos para evitar desgastes y pérdidas de potencia en las transmisiones. • Seguimiento lógico para la selección de mecanismos para una tarea concreta. • Comprender el funcionamiento de los distintos frenos empleados en máquinas. • Valorar el empleo de elementos elásticos como medio de acumulación de energía. • Conocer la misión y funcionamiento de los sistemas de embrague más empleados en la actualidad. • Valorar la importancia del uso de una lubricación adecuada para alargar la vida útil de los elementos de máquinas y disminuir el rozamiento que origina pérdidas de energía y potencia, así como desgastes prematuros. • Reconocer la importancia del mantenimiento de los elementos mecánicos de una máquina para evitar accidentes y deterioros prematuros. C. Actitudes • Reconocimiento de la importancia que tiene la investigación y la tecnología en nuestro bienestar económico, social y personal. • Admiración por el empleo en máquinas de volantes de inercia que mejoran la funcionalidad general. • Disponibilidad para llevar a cabo las normas de seguridad cuando se emplean máquinas o mecanismos. • Actitud positiva y abierta a la hora de abordar problemas tecnológicos relacionados con los acumuladores o disipadores de energía. • Saber interpretar planos de montaje de máquinas sencillas. • Interés por conocer el funcionamiento de embragues y frenos. • Aprender a identicar mecanismos reales de máquinas, sabiendo la función que realiza cada uno. • Curiosidad por el empleo de cojinetes de fricción y rodamientos para optimizar el rendimiento general de máquinas. 14.2 Contenidos A. Concepto • Acumuladores de energía: volantes de inercia y elementos elásticos. • Elementos disipadores de energía (frenos) de zapata, disco, tambor y eléctricos. Sistemas de accionamiento. • Concienciación de la importancia de un mantenimiento constante de elementos de máquinas para optimizar su rendimiento y evitar posibles averías. • Entusiasmo a la hora de identicar mecanismos en máquinas reales y de interpretar planos de montajes. 14.3 Criterios de evaluación • Embragues de dientes, disco, cónicos e hidráulicos. • Otros elementos mecánicos: soportes, cojinetes de fricción y rodamientos. • Lubricación de máquinas: manual, a presión y por borboteo. • Mantenimiento de elementos mecánicos. • Interpretación de planos de montaje de máquinas sencillas. • Identicación de mecanismos en máquinas reales. • Selección de mecanismos mecánicos para una tarea concreta. • Normas de seguridad y uso de elementos mecánicos. B. Procedimientos • Realización de problemas sencillos relacionados con la acumulación o disipación de energía. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf • Saber resolver problemas relacionados con acumuladores y disipadores de energía. • Comprender la misión y funcionamiento de los embragues más usuales. • Reconocer la importancia de los cojinetes y rodamientos. • Valorar la importancia del mantenimiento de mecanismos y máquinas, incluida la lubricación, para asegurar una larga vida de la máquinas. • Ser capaz de interpretar planos de montaje y desmontaje de máquinas sencillas. • Identicar mecanismos en máquinas reales de nuestro entorno. • Aprender a emplear las normas de seguridad cuando se manejan máquinas y mecanismos. 25/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 15 26 j PROGRAMACIÓN DE AULA Unidad 15. Circuitos eléctricos • Resolución de problemas relacionados con la corriente eléctrica. de corriente continua • Realización de esquemas eléctricos, utilizando la simbología normalizada. • Determinación experimental, utilizando el instrumento de medida adecuado, de diferentes magnitudes eléctricas, dentro de un circuito. 15.1 Objetivos • Comprender el funcionamiento de un circuito eléctrico y diferenciar claramente sus elementos: generador, receptor, elementos de control, elementos de protección y acumuladores de energía. • Pasos a seguir a la hora de determinar las diferentes incógnitas de un circuito empleando las leyes de Kirchhoff. • Montaje y experimentación con circuitos eléctricos sencillos típicos de corriente continua. • Conocer la utilidad de cada uno de los elementos de un circuito eléctrico. • Uso adecuado de normas de seguridad en instalaciones eléctricas. • Ser capaz de resolver problemas sencillos relacionados con la corriente continua. • Entender los conceptos de intensidad, voltaje, resistencia, potencia, energía eléctrica, ddp y fem. C. Actitudes • Saber cómo se pueden acoplar distintos receptores y generadores en un circuito, así como las ventajas e inconvenientes. • Interés por descubrir el comportamiento de la electricidad en circuitos diversos. • Aprender a resolver problemas en los que intervienen acumuladores (condensadores o pilas), así como otros receptores. • Reconocimiento de la importancia social e industrial que supone el empleo de la electricidad como fuente de energía. • Reconocer y saber cómo funcionan los interruptores magnetotérmicos y diferenciales. • Actitud emprendedora y abierta a la hora de montar, experimentar y desmontar dispositivos eléctricos. • Conocer las leyes de Kirchhoff aplicadas a una o varias mallas de un circuito de corriente continua (cc). • Admiración por los descubrimientos y avances realizados en este campo. • Curiosidad por descubrir el funcionamiento de dispositivos eléctricos. 15.2 Contenidos • Voluntad a la hora de abordar problemas relacionados con la electricidad. A. Conceptos • El circuito eléctrico. Características. • Magnitudes eléctricas: intensidad, voltaje y resistencia eléctrica. Ley de Ohm. Energía y potencia eléctrica. 15.3 Criterios de evaluación • Elementos de un circuito. Acoplamiento de generadores y receptores. Elementos de control. Elementos de protección. • Leyes de Kirchhoff aplicadas a una malla y a varias mallas. • Distribución de la energía eléctrica. • Simbología y esquemas eléctricos. Interpretación de planos. • Circuitos eléctricos domésticos. • Montaje y experimentación de circuitos eléctricos de corriente continua. • Normas de seguridad en instalaciones eléctricas. B. Procedimientos • Representación, mediante diagramas conceptuales, de los distintos elementos que componen un circuito eléctrico, indicando la interrelación entre ellos, así como los símiles correspondientes. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf • Saber representar grácamente, mediante diagramas de bloques conceptuales, el principio de funcionamiento de cual quier circuito eléctrico, abierto o cerrado. • Entender el funcionamiento de un circuito eléctrico de corriente continua. • Resolver tecnológicos relacionados con fem, la electri cidad, enproblemas los que intervengan intensidad, voltaje, resis tencia, potencia y energía, independientemente de cómo se encuentren acoplados los generadores y receptores. • Distinguir claramente todos los elementos de un circuito eléctrico, sabiendo la función que realiza cada uno. • Entender qué funciones realizan los interruptores magnetotérmicos y diferenciales en un circuito. • Representar esquemas eléctricos, mediante la simbología eléctrica adecuada. • Montar circuitos sencillos y experimentar que se cumplan las leyes de Ohm y de Kirchhoff. 26/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om PROGRAMACIÓN DE AULA j Unidad 16. El circuito neumático y oleohidráulico 16.1 Objetivos • Conocer las unidades de presión y magnitudes fundamentales de neumática. • Saber cuáles son los elementos más importantes de un circuito neumático. • Reconocer las válvulas y distribuidores de un circuito neumático por su simbología. • Entender cómo funcionan interiormente algunos distribuidores neumáticos. 16 27 tos neumáticos y oleohidráulicos utilizando simbología normalizada. • Proceso de análisis y descubrimiento del funcionamiento interno de distintas válvulas neumáticas y oleohidráulicas. • Explicación del funcionamiento de circuitos neumáticos y oleohidráulicos. • Resolución de problemas sencillos relacionados con neumática e hidráulica. • Interpretación del funcionamiento de circuitos neumáticos e hidráulicos sencillos a partir de su representación simbólica. C. Actitudes • Representar grácamente, mediante la simbología normalizada, instalaciones sencillas neumáticas. • Reconocimiento de la importancia industrial del empleo del aire a presión en muchos de los procesos de fabricación y manipulación de piezas. • Calcular magnitudes de caudal, presión, potencia hidráulica, resistencia hidráulica y caída de presión en circuitos hidráulicos sencillos. • Curiosidad por el funcionamiento y manipulación para montar elementos neumáticos e hidráulicos reales, formando circuitos funcionales. • Reconocer los elementos más importantes de un circuito oleohidráulico, identicando las distintas válvulas empleadas. • Interés por conocer el funcionamiento interno de válvulas y distribuidores. • Entender el funcionamiento de algunos circuitos oleohidráulicos básicos. • Voluntad para incorporar términos técnicos al vocabulario ordinario. 16.2 Contenidos A. Conceptos • Colaboración a la hora de montar y desmontar circuitos neumáticos e hidráulicos, mediante diferentes elementos, en el aula-taller. • Interés por el análisis del funcionamiento de diferentes circuitos neumáticos e hidráulicos representados sobre el papel. • El circuito neumático: — Magnitudes y unidades. — Elementos de un circuito. Producción y tratamiento del aire, redes de distribución, reguladores y elementos de accionamiento nal (cilindros y motores). — Simbología neumática. — Montaje y experimentación con circuitos neumáticos. • Circuitos oleohidráulicos: — Elementos principales. — Magnitudes: fuerza hidráulica, caudal, potencia, resistencia hidráulica, caída de presión y acoplamiento de elementos hidráulicos. — Elementos de un circuito hidráulico. — Circuitos oleohidráulicos básicos. B. Procedimientos • Montaje y experimentación de distintos circuitos neumáticos y oleohidráulicos sencillos. • Representación secuencial y lógica a la hora de dibujar circui http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 16.3 Criterios de evaluación • Conocer las unidades fundamentales de presión y sus equivalencias. • Ser capaz de abordar problemas sencillos relacionados con la neumática y la hidráulica. • Reconocer los distintos elementos de un circuito neumático e hidráulico. • Saber cómo se puede producir y tratar el aire comprimido para poder utilizarlo en equipos de neumática. • Representar diferentes válvulas y distribuidores de manera simbólica. • Entender el funcionamiento de un circuito neumático e hidráulico viendo su esquema correspondiente. • Comprender cómo funciona una válvula o distribuidor interiormente. • Experimentar diferentes circuitos neumáticos y oleohidráulicos, montando los diferentes elementos que los componen y comprobando que los resultados se corresponden con lo esperado. 27/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 17 28 j PROGRAMACIÓN DE AULA Unidad 17. Conformación de • Descripción de los pasos seguidos para la obtención de piezas mediante los siguientes procedimientos de colada o moldeo por gravedad, en moldes permanentes, a la cera perdida, en molde que gira y por inyección. piezas sin arranque de viruta 17.1 Objetivos • Método seguido para la obtención de piezas mediante forja, según el tipo de pieza a obtener. • Conocer los distintos métodos de fabricación por unión. • Medición de piezas utilizando los instrumentos de medida convencionales, tales como calibrador o palmer. • Saber cómo se puede obtener una pieza mediante moldeo. • Análisis descriptivo de los impactos medioambientales producidos por los distintos procesos de fabricación y búsqueda de medidas correctoras que reduzcan ese impacto o lo eviten. • Reconocer piezas obtenidas mediante colada. • Entender en qué consiste la laminación y qué ventajas e inconvenientes tiene este método de fabricación. • Valorar las diferentes técnicas empleadas en el forjado de piezas. C. Actitudes • Reexionar sobre la importancia de obtener piezas sin arranque de viruta, ya que contribuyen al ahorro de material y aba ratamiento de costes. • Concienciación de las ventajas e inconvenientes que supone la instalación de una fábrica para la obtención de piezas por corte o separación en zonas próximas a núcleos urbanos. • Comprender la importancia de las tolerancias en los ajustes de piezas. • Valoración del desarrollo social e industrial que supone la aplicación de tecnologías como las estudiadas en esta unidad en el proceso de obtención de piezas. • Aprender a usar instrumentos de medida y vericación básicos en el taller. • Voluntad por incorporar nuevos términos técnicos aprendidos al lenguaje habitual. • Analizar el impacto medioambiental que puede acarrear la instalación de talleres y fundiciones para la obtención de piezas sin arranque de viruta. • Admiración por el descubrimiento de las técnicas de colada o moldeo para la fabricación de piezas con forma compleja. • Participación activa en los grupos de trabajo para la fabricación de un pequeño proyecto o en la realización de determinadas prácticas en el aula-taller. 17.2 Contenidos A. Conceptos • Fabricación de piezas por unión: ensamblado y tejidos. 17.3 Criterios de evaluación • Conformación por fusión: colada por gravedad, sobre moldes de arena, a la cera perdida, en molde que gira y colada continua. • Laminación en caliente y en frío. • Forja en caliente y en frío. • Fabricación mediante corte: corte, cizalladura y troquelado. • Control del proceso de fabricación y calidad de la obra: concepto de tolerancia, posición de la tolerancia, indicación de la posición, tipos de ajustes e instrumentos de medida. • Impacto medioambiental de los procedimientos de fabricación. • Conocer en qué consiste el sinterizado y qué tipo de piezas se obtienen. • Saber cómo se pueden obtener los tejidos, así como conocer las clases de tejidos básicos. • Aprender a diseñar y, en algunos casos, realizar moldes para la obtención de piezas por colada. • Diferenciar el proceso de laminación de la forja, señalando las técnicas propias de cada una. • Entender las ventajas e inconvenientes del empleo del corte, la cizalladura y el troquelado. • Conocer el concepto de tolerancia y saber indicar su posición. B. Procedimientos • Proceso seguido para la conformación de piezas mediante sinterizado o metalurgia de polvos. • Pasos a seguir a la hora de elaborar un tejido. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf • Manejar adecuadamente instrumentos de medida básicos (calibrador y palmer), así como instrumentos de comparación (reloj comparador). • Valorar el impacto medioambiental producido por los distintos procesos de fabricación estudiados. 28/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om PROGRAMACIÓN DE AULA j 18 29 Unidad 18. Fabricación de • Normas de seguridad y salud en centros de trabajo. piezas por arranque de viruta y otros procedimientos • Impacto medioambiental de los procedimientos de fabricación. B. Procedimientos 18.1 Objetivos • Conocer los distintos procedimientos de fabricación de piezas por arranque de viruta. • Aprender a elegir el proceso de fabricación más adecuado a la hora de obtener una pieza. • Descripción de cada una de las operaciones necesarias para elaborar una pieza utilizando el método de fabricación por arranque de viruta. • Representación gráca de la pieza que se desea obtener, indicando sus cotas, así como la posición de la tolerancia. • Utilizar adecuadamente, siguiendo las normas de seguridad pertinentes, las herramientas más usuales. • Normas a seguir para un uso correcto de sierras, limas, machos y cojinetes (terrajas) de roscar. • Saber qué herramienta podría resultar más adecuada para la fabricación de una pieza, dependiendo de la precisión requerida, la forma de la pieza, el material a trabajar, etcétera. • Determinación del número de revoluciones con que debe girar la herramienta o pieza cuando se está utilizando una máquinaherramienta. • Identicar el sistema de rosca correspondiente a un tornillo o tuerca, así como su diámetro nominal y paso. • Establecimiento de las normas a seguir a la hora de utilizar una determinada herramienta, durante la fabricación de una pieza, con objeto de evitar accidentes. • Aprender a realizar una rosca mediante machos de roscar y terrajas. • Determinar qué tipo de piezas se pueden realizar en cada una de las máquinas herramientas tradicionales. • Saber, de manera básica, en qué consiste la fabricación automatizada mediante CNC y qué ventajas aporta. • Entender las nuevas técnicas de acabados de piezas. 18.2 Contenidos A. Conceptos • Aserrado. Características y técnicas. C. Actitudes • Reconocimiento de las técnicas de fabricación empleadas por nuestros antepasados en la fabricación de dispositivos y má quinas, que tanto han contribuido al desarrollo tecnológico actual y a la emancipación del ser humano. • Concienciación de la importancia de la elección del procedimiento de fabricación más adecuado para la obtención de productos competitivos y de gran calidad. • Visualización de la tendencia futura de fabricación de productos por arranque de viruta. • Limado. • Curiosidad por conocer las diferentes máquinas y técnicas de fabricación de piezas por arranque de viruta. • Concepto de rosca. Características de una rosca. Sistema de roscas e identicación. Fabricación de tornillos y tuercas. • Reconocimiento de la importancia de utilizar normas de seguridad adecuadas en el centro de trabajo. • Mecanizado de piezas mediante máquinas-herramienta: — Taladradora: jación de la pieza, cálculo del número de revoluciones (rpm). — Torno. Principio de funcionamiento. Formas de las piezas a obtener. — Cepilladora y lijadora. Características. — Fresadora. — Limadora y recticadora. • Fabricación de piezas mediante separación por calor: — Oxicorte. — Hilo caliente. — Plasma y láser. • Fabricación totalmente automatizada mediante CNC. • Mejoras técnicas de productos acabados. • Desarrollo de productos. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 18.3 Criterios de evaluación • Conocer, de manera general, cada uno de los procedimientos de fabricación estudiados a lo largo de la unidad. • Saber utilizar adecuadamente las herramientas manuales empleando las normas de seguridad pertinentes. • Identicar roscas mediante alguno de los procedimientos estudiados. • Determinar qué herramienta o máquina sería más apropiada para fabricar una pieza con una forma determinada. • Averiguar el número de revoluciones con que deberá girar la herramienta o pieza que queremos fabricar. • Saber en qué consiste el CNC. • Señalar qué técnicas modernas se emplean para el acabado de piezas. 29/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 30/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om S O L U C I O N A R I O L I B R O http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 31/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 32/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 01 EL MERCADO Y LA ACTIVIDAD PRODUCTIVA j Actividades propuestas Página 9 33 • Una curva de oferta horizontal reeja que el precio es igual, independientemente de la cantidad de productos ofertados en el mercado. Página 12 1. a) Capitalista: EE.UU., Gran Bretaña. b) Socialista: Corea del Norte y Cuba. c) Mixto: España, Francia y Alemania. 2. No corresponde a ninguno de los estudiados, ya que no se cumplen los tres principios de cada uno. a) Capitalista: no era un trabajo asalariado ni los factores de producción eran privados. b) Socialista: no había un trabajo asalariado (eran esclavos y no cobraban). c) Mixto: no había un trabajo asalariado ni los factores de producción eran mixtos (estatales y de particulares), sino del Estado. 3. Estaríamos en el caso de competencia desleal o monopolio. Esto es muy peligroso, ya que los precios los establecería la empresa dueña de los supermercados y no el mercado, con lo que los precios de los productos serían muy altos. 4. Algunos de los muchos sectores de oligopolio, a nivel mundial, pueden ser: • Energía en Rusia. • Cadenas de televisión en España. • Productos transgénicos en EE.UU. • Bebidas refrescantes en Perú. • Distribución farmacéutica en México. Página 11 9. a) b) c) d) e) Secundario. Primario (producción) y terciario (venta). Terciario. Secundario. Primario (extracción), secundario (transformación) y terciario (venta). f) Primario. g) Terciario. h) Terciario. se encuentra donde la cantidad ofertada 13. El es punto igual ade la equilibrio cantidad demandada. Corresponde al punto 1 525 unidades al precio de 8,80 €. o i c e r P 9 8,80 8,35 Oferta Demanda 1 325 Cantidad 1 525 1 400 2 100 Página 13 5. • Sistema capitalista: los precios los establece la oferta y la demanda, es decir, los consumidores y productores de bienes o servicios. • Sistema socialista: los precios los establece el Estado. • Sistema mixto: algunos precios pueden ser fijados por el Estado. Sobre todo los de productos básicos, como la gasolina, el pan, el azúcar, etcétera. 6. Ganancia por unidad = 4,99 – 3,50 = 1,49 €. Ganancia total = 15 000 · 1,49 = 22 350 €. 7. No se producen ni pérdidas ni benecios, ya que en el precio de coste (Pc) se incluyen todos los gastos de producción, así como los impuestos. 8. • Una curva de demanda vertical indica que la cantidad de productos demandados no varía aunque se produzca una bajada en los precios. 15. Estos puestos exigen una dedicación plena que no se pueden permitir muchas mujeres con hijos pequeños. El periodo de ascenso para ocupar estos puestos coincide, en general, con la etapa de procreación, con la que no suele ser compatible. Socialmente, todavía no está bien visto que el gabinete de un determinado gobierno esté compuesto en su mayoría por mujeres. Página 15 17. a) Son partes alícuotas en las que se divide el capital de una empresa. Tienen un valor nominal que da derecho a la participación proporcional en el capital de la empresa. b) Sirven para crear o financiar inicialmente una empresa. o i c e r P Demanda Oferta Cantidad c) Se compran y venden en el mercado de valores (mercado primario y mercado secundario). En el mercado primario o de emisión, se emiten y se venden por primera vez y se realiza a través del sistema nanciero que actúa como intermediario. En el mercado secundario o de negociación o compraventa, se venden después de la emisión (segunda mano) y se efectúa en la bolsa, que hace de intermediario. d) Para que una empresa pueda emitir acciones debe poseer capital social, es decir, debe estar constituida como uno de los siguientes tipos de em presa: comanditaria por acciones, http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 33/128 5/24/2018 34 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 01 EL MERCADO Y LA ACTIVIDAD PRODUCTIVA sociedad anónima o sociedad anónima laboral. Cada tipo de empresa posee un capital social mínimo determinado; las acciones que pueda emitir serán proporcionales a dicho capital. Página 18 18. a) Empresa artesanal: • Baja productividad. • Mayor compañerismo (contacto personal). • Está formada por artesanos que utilizan y conocen muchas técnicas manuales. b) Empresa de producción en serie: • Cada trabajador se especializa en una tarea concreta. • El contacto personal entre los trabajadores es menor. 23. La cadena de montaje normal crea los puestos directamente. Las cadenas de montaje automatizadas necesitan: — Personal que diseñe la maquinaria que se va a utilizar. — Trabajadores que fabriquen las máquinas que se van a emplear. — Personal que se ocupe de la instalación de la maquinaria. — Programadores que las hagan funcionar. — Personal que controle el buen funcionamiento de esas máquinas. j Problemas propuestos Página 20 19. Tecnología clave: es aquella tecnología que se ha comprobado 2. Que las dos personas siempre salen ganando: que funciona adecuadamente en sectores específicos y a la que se le augura un futuro prometedor. La empresa que adopte este tipo de tecnología será competitiva en el mercado. • No del pagan 16 %).impuestos por la transacción (que generalmente es • Las dos personas adquieren un producto o servicio que deseaban adquirir y se desprenden de otro que valoran menos. • Hay menos despilfarro de productos. Lo que ya no vale para mí, puede tener un gran valor para otro y, a cambio, puedo conseguir algo que necesito o deseo. • En España hay poca tradición cultural de vender o cambiar productos, y si se hace a través de un intermediario, será éste el que se lleve la mayor parte de las ganancias. Tecnología básica: está al alcance de todos, por lo que una empresa que la tenga nunca va a ser tan competitiva como otras del mismo sector que hayan adoptado tecnologías clave. 20. La investigación es extraordinariamente cara. Para invertir en investigación hay que disponer de enormes recursos económicos. Las pequeñas y medianas empresas (pymes) no se lo pueden permitir normalmente. Lo que hacen es comprar esa tecnología, pero es necesario que alguien las oriente sobre qué tecnología emergente o clave es la más adecuada para su actividad, y son los llamados «Parques Tecnológicos» los que, junto con las universidades y empresas especialistas privadas, se encargan de realizar esta labor. 21. • Cuadro (lienzo). • Armario empotrado. • Botijo. • Rejas de una casa. • Casa y todos los elementos que contiene. 22. a) Análisis de: • Número de empleados de que dispone y número ideal. • Grado de formación y profesionalidad de los empleados. • Grado de eciencia de los empleados. • Productos de que dispone y productos que demandan los clientes. • Colocación idónea de productos. • Grado de información suministrada. • Calidad de los productos exigidos y demanda requerida. • Etcétera. b) Estudio comparativo de otros supermercados de la zona: • Proximidad. • Productos que ofertan (variedad y calidad). • Atención que ofrecen al cliente. • Precios de los productos. c) Posibles mejoras: • Mayor número de cajas abiertas o su automatización para evitar colas. • Pago mediante tarjetas. • Reorganización del supermercado, agrupando y separando productos de primera necesidad, según interese su venta o agilice las compras. • Etcétera. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 3. Sistema Características • Mercado de libre empresa. Capitalista • Factores de producción privados. • Trabajo asalariado. • No hay mercado libre. Socialista • Los factores de producción son estatales. • El trabajo es asalariado. • Mercado de libre empresa. Mixto • Los factores de producción son mixtos. • El trabajo es asalariado. 4. Los factores de producción son: • Tierra (solares, edicios, fábricas, etcétera). • Capital (dinero, acciones, bonos, etcétera). • Trabajo (mano de obra de trabajadores especializados). 5. Las leyes básicas son las siguientes: a) Cualquier individuo mayor de edad puede vender o comprar libremente bienes y servicios. Solamente es necesaria una serie de acciones burocráticas para legalizar la actividad. b) A nivel estatal, regional o local, tiene que haber más de una empresa o individuo que ofrezca los mismos servicios o productos. A veces, en localidades muy pequeñas, no se puede cumplir esta ley básica por falta de actividad o de personas o empresas interesadas en ello. c) Movilidad de los factores productivos. No puede haber restricciones para que una empresa o individuo ofrezcan productos o servicios o para que dejen de hacerlo («cierre de empresa»). 34/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om EL MERCADO Y LA ACTIVIDAD PRODUCTIVA 6. a) Mercado de competencia perfecta: hay muchos compradores y vendedores de productos y servicios que compiten entre ellos. b) Monopolio: solamente hay un vendedor, individuo o empresa del producto o servicio. Ejemplo: la red ferroviaria en España, autobuses interurbanos (que hacen el trayecto entre dos o más pueblos o ciudades). c) Oligopolio: cuando hay muchos compradores y pocos individuos o empresas que suministren el producto o servicio que demandan. Ejemplo: petroleras, empresas de electricidad, cadenas de televisión, operadoras de telefonía móvil, etcétera. 7. Oferta: es la cantidad de un mismo producto o servicio que pueden suministrar las personas o empresas al mercado en un momento determinado. 01 35 15. • Incompatibilidad de las tareas familiares con las laborales. • Discriminación debida al género. • Reminiscencia de ciertos patrones culturales o sociales. 16. Se muestra en la Tabla 1.3 de la página 14 del libro de texto. 17. Tiene cuatro fases: a) Tecnologías emergentes: son aquellas tecnologías de muy reciente aparición. Se cree que pueden tener un gran futuro, pero todavía no se han experimentado. Para una empresa puede ser una apuesta fuerte, con un alto riesgo. De no salir bien, puede hundir la empresa, ya que su implantación es muy cara. b) Tecnologías clave: se conocen ya resultados satisfactorios de aplicación de esta tecnología, pues ya han sido experimentadas. Demanda: es la cantidad de bienes o servicios que están dispuestos a adquirir los compradores en un momento determinado. Son muy competitivas en el mercado, y aunque su implantación resulta cara, compensa. 8. Es la facilidad que tiene un individuo o empresa para ofertar productos o servicios más baratos que otros de la competencia, obteniendo un beneficio aceptable. c) Tecnologías básicas: son tecnologías muy extendidas y baratas. Son las que utilizan la mayoría de los individuos y empresas. Su adopción no tiene ningún riesgo, pero son poco competitivas. 9. Los individuos o consumidores demandan de las empresas bienes (productos o servicios). Las empresas demandan de los individuos (trabajadores y también consumidores) mano de obra (asalariados), mediante un pago a cambio del trabajo o servicio. 10. Las empresas ofertan a los individuos (consumidores) productos y servicios (bienes). Los individuos (trabajadores) ofertan a las empresas mano de obra especializada. d) Tecnologías auxiliares: son tecnologías obsoletas. Se suelen emplear para complementar a las demás. Un ejemplo podría ser el empleo de una mula para labrar la tierra y sembrar pimientos que se van a comercializar. 18. Es una organización de individuos, técnicos y cientícos altamente cualificados que colaboran con universidades y centros de investigación, nuevas Las a lasgrandes empresas para fomentartransmitiendo su innovacióntecnologías y competitividad. beneficiadas son las pymes. 11. Al precio que cuesta fabricar un producto u ofrecer un servicio concreto. En este precio estarían incluidos el precio de los materiales, la mano de obra, la reposición de maquinaria y herramientas, el alquiler de locales, los impuestos directos e indirectos, etcétera. 19. Es un proyecto de investigación, desarrollo e innovación. Para llevar a cabo estos proyectos de I+D+I se debe: 12. Lo establece la oferta y la demanda, es decir, las empresas o individuos que lo ofertan y los consumidores que lo demandan. 2.º Ver qué tecnología están utilizando las empresas de la competencia. 13. • Cuando hay poca oferta en el mercado de un producto, el precio aumenta hasta que el número de personas interesadas disminuye, encontrándose un punto de equilibrio. • Le ocurriría exactamente lo mismo. Los precios subirían. Un ejemplo típico de mucha demanda de productos ocurre en Navidad, con los pescados y mariscos. Aunque las empresas aumentan mucho la oferta, generalmente la demanda es mucho mayor (interés de los consumidores por adquirir esos productos), con lo que el precio de mercado se eleva. 14. Sectores: a) Primario (agropecuario): agricultura, caza, silvicultura, pesca, minería, pozos de petróleo y gas natural. b) Secundario (industrial): todas aquellas actividades económicas en las que hay una transformación de la materia prima. c) Terciario (servicios): satisfacen necesidades no tangibles (educación, deportes, salud, jardinería...). http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 1.º Hacer un análisis profundo de la tecnología que está empleando la empresa. 3.º Desarrollar estrategias posibles de aplicación de una determinada tecnología. 4.º Valorar qué mejoras se van a conseguir y cómo se van a llevar a cabo para ser más competitivas (innovación). 20. a) Aumento de la competitividad. b) Mejorar la calidad y la seguridad. c) Mayor productividad. d) Reducción de costes. 21. a) Fabricación artesanal. b) Fabricación en serie (cadena manual). c) Producción automatizada (cadena automatizada). 22. Dejaría de ingresar grandes cantidades de dinero, que tendría que recaudar de otra manera (impuestos directos). En muchos casos, cuando las compraventas se hacen entre particulares y no se trata de cantidades importantes, no se paga el IVA. Este es el caso de artículos de segunda mano que se suelen comprar y vender en los rastros. 35/128 5/24/2018 36 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 01 EL MERCADO Y LA ACTIVIDAD PRODUCTIVA 23. a) Si el sistema socialista es puro, esta empresa de fontanería será de propiedad estatal, por lo que los precios de los servicios ofrecidos los establece el Estado y las ganancias son para el Estado. Los trabajadores asalariados (fontaneros) recibirán un sueldo, que también lo decide el Estado (la huelga no se considera un derecho para reivindicar la subida de salarios). ducto al ser mayor el beneficio unitario, con lo que habrá en el mercado una cantidad mayor de producto. Si el precio de venta es P1, las empresas ofrecen una cantidad C1 del producto. Si el precio es mayor ( P2), el beneficio unitario es mayor, con lo que las empresas ofrecerán una mayor cantidad del producto, y habrá además más empresas interesadas en ofrecer ese producto. b) La empresa de fontanería que se encuentra en un país capitalista será propiedad de uno o varios individuos. El precio de los servicios ofrecidos dependerá del mercado (se puede pedir presupuesto, y si es mucho lo que piden, se recurre a otra empresa de fontanería). Lo que cobra el trabajador es fruto de un acuerdo entre la empresa y el trabajador (convenios). 24. Sistema capitalista Ventajas o i c e r P Oferta P2 P1 Sistema socialista • Cualquier individuo • El precio de los puede comprar productos y o vender lo que servicios es muy quiera. estable. • Los bienes básicos • Incentiva la productividad, tienen precios muy por lo que los bajos para que trabajadores se toda la población sentirán más tenga acceso a estimulados, ya ellos (educación, que, si trabajan sanidad, más, cobrarán más. alimentación, vivienda, etcétera). Cantidad C1 28. Si la demanda por parte de los consumidores es escasa, la empresa vende poco, con lo que obtiene poco beneficio. Tiene varias opciones, pero una de las más idóneas consistiría en disminuir el precio del servicio o producto que ofrece. Si está vendiendo C1 productos a P1 euros y quiere vender más, baja los precios a P2 euros, con lo que las ventas aumentarán (promociones, ofertas 3×2, etcétera). De esta manera, aunque se gane menos por unidad vendida, se obtendrá un mayor beneficio al vender más unidades. • Los productos • Hay muchísimos básicos pueden productos que son muy difíciles de tener precios altos, fuera del alcance adquirir. • Los trabajadores de un sector de Inconvenientes la población (de no se sienten bajos ingresos). estimulados, ya Esto puede originar que cobrarán lo pobreza y miseria. mismo rindiendo más o menos. 25. a) Monopolio: Canal Digital, la red ferroviaria y servicios aéreos entre ciudades pequeñas. b) Oligopolio: compañías aéreas, compañías de telefonía móvil y grandes centros comerciales. c) Mercado perfecto: restaurantes, cafeterías, tiendas de ropa, etcétera. C2 o i c e r P Demanda P1 P2 C1 C2 Cantidad 29. El punto donde se corta la curva de oferta y demanda dará el 26. Elevando el precio. A medida que el precio sube, ciertos consumidores optan por otro alimento, de características semejantes, y que le solucione su problema o necesidad, con lo que la demanda disminuye y el mercado puede equilibrarse de nuevo. El gran problema puede surgir cuando se trate de un producto básico e insustituible. precio de equilibrio. o i c e r P 6 Oferta 5,55 5 4 Página 21 27. Esta curva tiene pendiente positiva, es decir, que cuanto mayor es el precio de venta de un determinado producto, mayor es el interés que tienen las empresas en fabricar y vender dicho pro- http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf Demanda 3 0 0 5 0 1 2 0 3 0 0 0 0 4 0 5 0 3 3 4 4 5 Cantidad 0 0 7 36/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om EL MERCADO Y LA ACTIVIDAD PRODUCTIVA — Precio de equilibrio: 5,00 €. 33. Actualmente, la mayoría de las empresas todavía no recurre normalmente a los servicios de los Parques Tecnológicos, pero cada vez la competencia es mayor, los precios de los productos y servicios son menores y los sueldos más altos. Muchas de ellas, si quieren sobrevivir, tendrán que adoptar tecnologías nuevas y buscar asesoramiento sobre la solución más idónea para su caso. 34. — Bolígrafo. — Móvil. — Ordenador. — Televisión. — Coche (algunas partes). 35. No. Eso constituye una competencia desleal, ya que el objetivo no es bajar los precios para ser más competitivo, sino para romper una de las leyes básicas del sistema capitalista. Desgraciadamente, hace unos años, en España hubo varias denuncias a una determinada panadería desleal de una capital de provincia por vender las barras de pan a un precio inferior al de su coste. 36. El punto de equilibrio es muy poco estable. Constantemente está uctuando. Hay productos, tales como pan, butano, etc., cuyo precio suele estar estable durante más tiempo; sin embargo, otros productos, tales como frutas, verduras, pescado, etc., varían constantemente de precio. 38. a) Ocho amigos que desean abrir una discoteca. Legalmente podrían montar cualquier tipo de empresa o sociedad, excepto la individual. • Sociedad anónima: el dinero necesario lo aportan entre los ocho amigos. Cada uno colaborará según sus capacidades. Por ejemplo, si necesitan 500 000 €, pueden hacer 500 000 acciones de 1 € cada una. Cada uno de los amigos comprará tantas http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 37 acciones como pueda y el resto lo pueden ofrecer a otras personas. Los beneficios obtenidos se pagan a los accionistas por cada acción que tengan. — Unidades vendidas en ese punto de equilibrio: 343. 30. a) Presentador de televisión: terciario. b) Policía: terciario. c) Reparador de televisores: terciario. d) Sastre: secundario. e) Banquero: terciario. f) Pescador: primario. g) Minero: primario. h) Podador: primario. i) Administrativo de una compañía de gas natural: terciario. j) Profesor: terciario. 31. Cuando se vende por debajo del precio de coste. 32. Los diferentes estadios o ciclos de las tecnologías no tienen un tiempo de vida medio; el tiempo de duración de cada una de ellas dependerá de que aparezcan o no nuevas tecnologías. En general, en la actualidad, evolucionan con gran rapidez, porque día a día se están realizando nuevos descubrimientos, pero no se puede establecer el tiempo de duración de cada una de ellas. 01 b) Tres personas que quieren montar una fábrica de bicicletas. Pueden optar por una sociedad limitada (SL), una sociedad civil o sociedad colectiva. c) Una familia que desea abrir una cafetería. Si tienen varios hijos mayores de edad y en total son cinco o más personas, pueden montar cualquier tipo de empresa. Normalmente, este tipo de empresas suele ser de carácter individual, en las que el cabeza de familia figura como titular. d) Treinta compañeros de clase... Con grupos tan numerosos, la mejor solución puede ser montar una empresa SA, SL, sociedad cooperativa (los trabajadores son los propios dueños) o sociedad comanditaria. j Actividades de ampliación 1. Acude a un mercado durante varios días y observa los precios. • ¿Qué observas? • ¿Se mantienen los precios? • ¿Por qué crees que ocurre esto? 2. Dene oferta y demanda con tus propias palabras. j Evaluación 1. Imagina que un producto cuesta 4 € y que por cuestiones comerciales se baja su precio a 2,5 €. Suponiendo que el precio de coste es de 1 €, ¿cuántos hay que vender al nuevo precio para obtener el mismo beneficio que cuando antes se vendían 1 000 unidades? 2. Di a qué sector productivo pertenecen las siguientes empresas, razonando la respuesta: a) Renfe. b) Peluquería. c) Pastelería. 3. Realiza un posible organigrama de una empresa que se dedique a la venta telefónica de productos. 4. ¿Cuál es el número mínimo de empleados de una gran empresa? a) 200. b) 250. c) 300. 5. Cuando un mercado no permite el capital privado se llama... a) Capitalista. b) Socialista. c) Mixto. 37/128 5/24/2018 38 j Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 01 EL MERCADO Y LA ACTIVIDAD PRODUCTIVA Soluciones actividades j de ampliación 1. Los precios de cualquier producto (especialmente los productos frescos, como verduras, carne, etc.) varían casi diariamente. Esto ocurre por las leyes que marca el mercado, que hacen que para ajustar los artículos a la oferta y demanda haya que modicar también los precios. 2. Oferta: número de unidades de un producto o servicio que hay en el mercado en un momento determinado. Demanda: cantidad de bienes o servicios que quieren o están dispuestos a adquirir los consumidores en un momento determinado. Soluciones evaluación 1. Con el precio inicial el beneficio es: Beneficio = (4 − 1) · 1 000 = 3 000 € (2,5 − 1) · N = 3 000, luego N = 2 000 unidades 2. a) Terciario. b) Terciario. c) Secundario. 3. Un posible organigrama de la empresa podría ser: • Producción: personas que fabrican y seleccionan los productos. • Director o gerente comercial: personas que dirigen y coordinan la producción. • Administración: encargados de la contabilidad, compras, etcétera. 4. b) 250. 5. b) Socialista. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 38/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 02 DISEÑO Y MEJORA DE LOS PRODUCTOS j Actividades propuestas 39 € Página 28 1. • Carretilla de madera. Ahora existen carretillas de plástico o metal. 2 000 • Ropa (bras articiales que mejoran la resistencia, tacto, durabilidad). • Tuberías o cañerías (plomo y madera, cobre y polietileno). Cantidad • Estufas. Con los mismos materiales se han mejorado los rendimientos. • Bombillas. Han aparecido en el mercado lámparas de bajo consumo que ahorran hasta el 80 % de energía. 7. a) La demanda se puede determinar mediante: • Consulta de datos del Ministerio de Educación y Consejerías referente al número de alumnos que están matriculados en primero de bachillerato en España. 2. • Submarino. Imita a los peces, especialmente a los delnes. • Aviones de combate. Imitan el vuelo de ataque de los halcones. • Ir a cada uno de los centros y enterarse de cuántos alumnos hay en cada curso de Tecnología Industrial. • Panales de avispas y abejas. Son imitados en la fabricación de estructuras resistentes (interior de puertas de interior no macizas). 3. Tormenta de ideas b) La oferta se puede determinar: • Detectando cuántas editoriales venden libros de texto en el mercado español. Pensamiento crítico • Cada miembro de un grupo aporta ideas o soluciones sin razonarlas. • Cada idea aportada es previamente analizada y razonada. • Todas las ideas aportadas, por absurdas que parezcan, son admitidas. • Solamente se admiten ideas lógicas y racionales. • Al final se analizan todas las propuestas y se critican en profundidad todas las ideas, pudiendo surgir otras nuevas. Página 31 8. • Bocetos: dibujos hechos a mano alzada. • Se analiza y critica en • Croquis: dibujos delineados en los que se representan las vistas del objeto que se va a fabricar, perfectamente acotado. profundidad cada una de las ideas aportadas. • Perspectiva: dibujo en tres dimensiones (caballera, axonométrica o cónica) que permite visualizar los objetos de forma completa. Modernamente se emplean, casi exclusivamente, programas de CAD. 4. El alumno realizará los pasos siguiendo las indicaciones que se dan en la página 26 del libro de texto. • Simulación de ensayos: programas informáticos que capturan los datos procedentes de un programa CAD y son capaces de determinar su comportamiento real, como si la pieza u objeto ya estuviese construido. 5. El punto de umbral se encuentra en el centro de las coordenadas. Los benecios se empiezan a obtener a partir de la primera unidad vendida. o es gr n I 9. s s cio ef n Be Gastos 6. (N · 1,5) + 2 000 = N · 5 2 000 = N · 5 – N · 1,5 = N (5 – 1,5) N = 571,43 unidades = 572 unidades. Los ingresos obtenidos cuando se alcanza el umbral de rentabilidad son de 572 · 5 = 2 860 €. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 39/128 5/24/2018 40 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 02 DISEÑO Y MEJORA DE LOS PRODUCTOS Página 33 do el número de trabajadores y las máquinas empleadas, así como su potencia, se puede determinar, antes de fabricar un producto, el precio nal previsto. De esta manera se tendrá claro si un producto resulta competitivo o no en el mercado. 10. a) Cuando alguien se quiere hacer una casa. Arquitecto. b) Si se va a habilitar un local para montar un bar o discoteca. Ingeniero eléctrico. c) Cuando se va a hacer un puente. Ingeniero de caminos. 11. Los proyectos tienen como objetivo la optimatización de los recursos empleados; por ello, se deberán considerar los siguientes aspectos: j Página 38 • Justicar la razón por la que se va a fabricar un producto nuevo o modicar uno ya existente. • Ventajas que supone el nuevo producto. • Pequeño resultado del análisis del mercado al que se destina. • Cuál es el ciclo de vida del producto fabricado, señalando el tiempo de duración previsto, sistema de reciclaje, etcétera. • Precio de coste y precio de mercado previsto. También se puede indicar qué incidencia se prevé que tenga en el mercado, así como los de la competencia. 12. a) Memoria descriptiva: dene la ubicación del proyecto, los objetivos que se quieren alcanzar con él, la normativa aplicable y las características generales del producto a fabricar o construir. b) Memoria constructiva: justica los materiales empleados, las formas adoptadas, las características técnicas, las fases de fabricación, el plazo previsto, etcétera. 13. El visto bueno o aprobación será realizado por la directiva de la fábrica, previa consulta con todo el personal cualicado. 1. Son cinco: • Estudio de mercado. • Desarrollo de productos. • Planicación. • Producción (fabricación). • Venta y reciclado. 2. • Imitar productos ya existentes u otros creados por la naturaleza. • Aplicar las nuevas tecnologías. • Tormenta de ideas. • Pensamiento crítico. 3. Se emplean dos métodos, el método de ensayo-error y el método cientíco (véase página 26 del libro de texto). 4. a) Consiste, básicamente, en analizar cada uno de los siguientes aspectos para saber si un producto va a tener éxito o no al comercializarlo. b) Los aspectos que se analizan son: • Umbral de rentabilidad: corresponde al número mínimo de artículos que se han de vender para igualar los gastos a los ingresos. Página 36 14. Problemas propuestos Refuerzo Repisa Tornillos Soporte RF1 Cortar R1 Cortar S1 Corte RF2 Pintar R2 Fresar S2 Fresado R3 Pintar S3 Taladro Cubretornillos S4 Pintar • Demanda y oferta: determinar el número de personas interesadas en la compra de ese producto y averiguar cuántas empresas suministran dicho producto y qué penetración de mercado tiene cada una (el porcentaje que vende cada una). • Factibilidad: averiguar qué inversiones tiene que hacer la empresa para poder producir ese producto. S5 Montar y atornillar • Análisis determinar clientes. los intereses de los de consumo: consumidores que serán potenciales S6 Colocar cubretornillos • Tendencias estacionales, modas, etcétera. 15. • Señala qué máquinas, herramientas y personal cualicado se necesitan para fabricar cada una de las piezas que componen el producto que se quiere fabricar y comercializar. • Reeja el recorrido que sigue un material hasta convertirse en una pieza, así como los tiempos de fabricación empleados en cada fase, señalando los tiempos de espera, qué piezas se deben acoplar entre sí y en qué momento, así como el tiempo total necesario para fabricar el producto. Determinado el tiempo que se empleará para fabricar un producto y conocien- http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf • Análisis o experimentación de campo, en zonas geográcas determinadas para detectar el grado de aceptación del producto. • Informe permanente del mercado (realimentación o feed back), que señale cómo se están produciendo las ventas, para ajustar el ritmo de producción. 5. El umbral de rentabilidad, o Break-Even-Point (BEP), es el número mínimo de artículos que se han de vender para igualar los gastos realizados con los ingresos obtenidos. 40/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om DISEÑO Y MEJORA DE LOS PRODUCTOS 6. La Ley de Propiedad Industrial española recoge cuatro títulos de propiedad industrial: invenciones industriales, signos distintivos, modelos y dibujos industriales (esculturas, logotipos, etc.) y productos semiconductores. 7. Es un reconocimiento público de un invento. Al inventor se le concede una vigencia de veinte años para que pueda explotar en exclusiva su invento, impidiendo que otros puedan fabricarlo, venderlo o utilizarlo sin su autorización. • Organismos nacionales (en España es AENOR). 21. Es el organismo nacional de normalización, encargado de elaborar las normas UNE (Una Norma Española). En las normas UNE se establecen los requisitos que deben cumplir los productos, así como la forma de representarlos, entre otras cosas. 22. Las marcas de certicación AENOR más importantes son: • Marca de calidad. 9. Tienen una duración de diez años. • Marca de empresa registrada. 11. • Diseño. • Fabricación de maquetas. • Fabricación de prototipos. 12. a) Consiste en denir las características del producto a realizar, tales como estética, partes funcionales, medidas y materiales. b) Son programas de simulación de ensayos mecánicos. 13. • • • • • El proceso de fabricación elegido. La facilidad de montaje y desmontaje. Ergonomía. Que tengan una estética agradable. Resistencia. 41 20. • Organismos internacionales (tales como ISO y CEN). 8. Protege el esquema de trazado de las distintas capas y elementos que componen el circuito impreso. 10. Se analiza en el departamento de I+D+I (perteneciente a la Ocina Técnica), para que procedan al desarrollo del producto. 02 • Marca de seguridad. • Marca de medio ambiente. 23. Un proyecto técnico es un documento en el que se incluyen grácos, textos, dibujos, fotografías, etc. En él se reejan el problema existente y la forma de resolverlo. 24. Se deberá hacer un estudio preliminar del producto que se va a fabricar, referente a: • Necesidad de fabricación. • Ventajas e innovación del nuevo diseño. • Mercado al que se destina. • Ciclo de vida medio. • Precio unitario del producto nal. (Véase la Tabla 2.3 de la página 32.) 25. • Memoria descriptiva del producto a fabricar. • Memoria constructiva = cálculos. • Normalización. 14. Maqueta: son reproducciones del producto realizadas a escala, en tres dimensiones; cuando el objeto no es muy grande o pequeño, se realizan a escala natural. Reejan todos los detalles constructivos, pero sus partes no son funcionales, excepto algunas. Los materiales empleados suelen ser papel, cartón, arcilla, etcétera. Prototipo: corresponde a las primeras unidades fabricadas, antes de proceder a la fabricación en serie. Se trata, por tanto, de productos totalmente funcionales con los materiales reales. 15. • Maquetas sencillas. • Maquetas completas. • Pliego de condiciones. • Planos. • Presupuesto. 26. a) Necesidades de energía, supercie, equipos, maquinaria, personal, etcétera. b) Materias primas necesarias. c) Diagramas de ujo y hojas de proceso. d) Tecnología necesaria (¿está patentada?). e) Incidencias sociales, económicas, medioambientales, etcétera. 27. Contiene: (Véase página 30 del libro de texto.) 16. Para proporcionar información en tres dimensiones sobre el producto nal. 17. Para someterlo a todo tipo de pruebas y vericar que cumple las condiciones jadas inicialmente. En caso negativo, se corrigen los defectos antes de pasar a la fabricación en serie. 18. Consiste en que una serie de consumidores utilicen el producto durante un tiempo y observen cuáles pueden ser las virtudes y los defectos del producto antes de su comercialización. 19. • Simplicar. • Unicar. • Especicar. (Véase página 31 del libro de texto.) http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf • Ubicación donde se va a llevar a cabo el proyecto (fábrica, parcela, local, etcétera). • Normativa referente a ese producto. • Objetivos que se pretenden alcanzar con su fabricación. • Nombre del promotor o departamento que se encargará de fabricar el producto. • Características generales del producto que se va a crear. 28. • Qué elementos o piezas del producto se van a adquirir de otras empresas, por ejemplo, tornillos, pasadores, muelles, etcétera. • Cuáles son las distintas fases que conlleva la fabricación de un producto. 41/128 5/24/2018 42 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 02 DISEÑO Y MEJORA DE LOS PRODUCTOS • Elaboración del diagrama de ujo de fabricación y montaje de todas y cada una de las piezas que componen el conjunto. j Evaluación 1. Se decide hacer un curso de cocina en vídeo que cuesta 60 000 €, más el precio del embalaje y la distribución, que es de 3 € por unidad. Si el precio de venta es de 18 €, ¿cuántos vídeos hay que vender para amortizar el lanzamiento? 29. Consiste en señalar qué operaciones se realizan con cada una de las máquinas por las que va pasando el producto que se está construyendo. A cada una de las actividades que se realizan con una máquina se le denomina operación. Al conjunto de todas las operaciones de fabricación y montaje que se realizan en la misma máquina se le denomina fase. 2. Imagina que tienes que diseñar un secador de pelo. Sigue los pasos del método cientíco para realizar el proceso. 3. Imagina que deseas construir la siguiente pieza de madera: 30. a) Es una representación gráca del seguimiento de cada una de las piezas que forman el conjunto, desde que se realiza la primera fase hasta que se acopla en el conjunto nal. b) Véase página 35 del libro de texto. Página 39 32. Es un reconocimiento público de un invento, dibujo, escultura, marca, nombre comercial, etcétera. Se registra en la Ocina de Patentes y protege a su inventor de personas no autorizadas que intenten fabricarlo y comercializarlo. Realiza el diagrama de ujo del posible proceso de fabricación que seguirías. 4. ¿Cómo se llama el principal organismo internacional dedicado a la normalización? 35. a) UNE. b) ISO. c) AENOR. 2 500 € 5. En un proyecto técnico, ¿cómo se llama el documento en el que se reeja el estudio del coste del proyecto? a) Memoria. b) Pliego de condiciones. 715 Cantidad Gastos = Ingresos 2 500 + N · 1 = 4,50 · N N = 714,29 unidades = 715 unidades Los ingresos correspondientes al umbral de rentabilidad serán de I = 4,50 · N = 4,50 · 715 = 3 217,5 € c) Presupuesto. j 36. Para ello se puede recurrir a la siguiente dirección: http://www.oepm.es 1. La normalización permite unicar criterios en la fabricación de Luego, seguir el ejemplo de búsqueda de información que ahí aparece. j productos o en la prestación de servicios, es posible mejorar las ventas, etcétera. Organismos que se dedican a este tema son: ISO, AENOR, ASM, etcétera. 2. N · 5 + 6 000 = N · 15, luego el número de unidades será N = 600 unidades. Actividades de ampliación 1. ¿Qué ventajas crees que aporta la normalización? Cita organismos que se dedican a la normalización. Soluciones actividades de ampliación j 2. Se decide hacer un curso de manualidades en un vídeo para distribuir a través de quioscos, cuyo coste es de 6 000 €. La grabación de cada vídeo cuesta 5 € y su venta se realiza a 15 €. ¿Cuántos vídeos hay que vender para amortizar el lanzamiento? http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf Soluciones evaluación 1. (N · 3) + 60 000 = N · 18 Por lo tanto, despejando N, obtenemos que el número de unidades mínimo para amortizar el lanzamiento es de 4 000. 42/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om DISEÑO Y MEJORA DE LOS PRODUCTOS 2. Los pasos del método cientíco son los siguientes: 1. Denir el problema. 2. Encontrar información. 3. Establecer hipótesis-solución. 02 43 3. Un posible diagrama de ujo de fabricación podría ser el siguiente: Pieza de madera PM1 4. Experimentar las hipótesis-solución con experimentos. Cortar cuadrado 5. Escribir y archivar resultados. 6. Obtener conclusiones. 7. Repetir los pasos de los apartados 3 al 6 si hay que buscar nuevas hipótesis. Por tanto, cada persona tendrá unas ideas diferentes sobre la forma de realizar su diseño, pero todas deben seguir de forma documentada todos y cada uno de estos pasos del método cien- PM2 Sujetar y cortar agujero interior PM3 Taladrar los cuatro agujeros de las esquinas PM4 tíco. Acabar supercialmente PM5 Pintar o imprimir 4. b) ISO. 5. c) Presupuesto. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 43/128 5/24/2018 44 j Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 03 FABRICACIÓN Y COMERCIALIZACIÓN DE PRODUCTOS Actividades propuestas • La instalación de un sistema CIM en una empresa permitiría controlar su funcionamiento, desde la concepción de una idea hasta la comercialización del producto. Este sistema facilita enormemente la tarea rutinaria, al mismo tiempo que elimina errores en el proceso. Página 43 1. Las consecuencias económicas para la empresa de automóviles podrían ser catastróficas, ya que se tendría que detener la producción de coches, pues supondría un grave trastorno sacar de la cadena los coches sin asientos para introducirlos de nuevo posteriormente. 5. Véanse las páginas 44 y 45. 6. Todos los circuitos impresos, por muy sencillos que sean, en la actualidad se diseñan mediante programas específicos de electrónica. Uno de los más utilizados en centros educativos corresponde al ORCAD (CAD electrónico), que, mediante módulos adicionales, tales como el PCB, permite simular el correcto funcionamiento de pistas y componentes. Hay que tener en cuenta que si una cadena de montaje tiene que estar parada una hora, esto supondría muchísimas pérdidas, ya que afectaría a muchísimos trabajadores, probablemente a miles. Por ello, los contratos que establecen las empresas automovi- 7. Es el programa más sofisticado que se puede instalar, integrando multitud de labores. Puede llegar a controlar todas las activida- lísticas con sus proveedores suelen ser muy rígidos, con el fin de evitar que se produzcan situaciones de desabastecimiento puntual. des de la tales de materia realización deempresa, los listados decomo fases,petición diagramas de flujo,prima, etiquetado, etcétera. 2. Se exige que se readapte todo el taller a las nuevas exigencias de la producción y que se haya realizado con antelación una producción experimental, con objeto de llevar a cabo los reajustes oportunos. Página 48 8. • La legislación española obliga a todas las empresas a realizar un plan de prevención de accidentes. 3. El precursor de la fabricación en serie o en cadena fue el norteamericano Oliver Evans, quien en 1790 diseñó y construyó un molino para convertir el grano en harina, combinando todos los pasos del proceso en una operación continua. Sin embargo, el usuario más conocido en todo el mundo de «ensamblaje en cadena» fue Henry Ford. En el año 1900, Ford utilizó este sistema para fabricar el coche modelo Ford T. Se puede decir que Ford fue el primero en utilizar el principio de la división del trabajo. En su factoría, los trabajadores permanecían siempre en el mismo lugar y hacían la misma tarea en cada automóvil; cuando la cadena de montaje estaba funcionando a pleno rendimiento se producía un coche cada diez minutos. La producción a gran escala introdujo mejoras en los coches, disminución en los costes de fabricación, aumento de las ventas y aumento del salario de los trabajadores. • Porque de esta manera se minimizan los riesgos de accidentes laborales. 9. No, cada empresa tendrá un plan de prevención de riesgos distinto, porque sus instalaciones, máquinas, situación o actividad son diferentes. 13. Porque esta información es vital en caso de emergencia o peligro y es muy importante que se visualice perfectamente y que llame la atención. Página 49 14. a) Carpintería: • Directos: — Polvo, olores (pinturas, anticarcomas, barnices...), gases. Página 45 4. Algunas de las ventajas son: • Una vez que se ha hecho el dibujo en el ordenador, mediante un programa CAD, se puede capturar mediante uno CAM y crear las instrucciones (código ISO), de manera sencilla, para que una máquina CNC pueda fabricar la pieza o producto. • Se pueden cambiar medidas de la pieza, forma, acabado, etc., de manera sencilla (con el mismo programa CAD que se dibujó). El programa CAM modificará automáticamente las instrucciones que se envían a la máquina CNC. • Usando un programa CAE se pueden llevar a cabo simulaciones del funcionamiento real de la pieza u objeto que se quiere construir. — Ruido producido por las máquinas. — Vibraciones. — Residuos sólidos reciclables (serrín) y biodegradables. • Indirectos: — Energía eléctrica y química (motores) consumida en la propia fábrica y en el transporte de la materia prima. b) Fábrica de productos farmacéuticos: • Directos: — Olores, gases y humos. — Aguas residuales con productos tóxicos. — Ruidos y vibraciones. — Plásticos y cartones. — Restos que quedan de productos químicos. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 44/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om FABRICACIÓN Y COMERCIALIZACIÓN DE PRODUCTOS • Indirectos: 03 45 • Una azafata ofrece para degustar pequeños aperitivos del producto que se quiere promocionar (refresco, queso, yogur, etcétera). — Energía eléctrica y/o química (gas, propano, gasóleo, etc.) que se emplea para uso industrial. • Muestras de regalo de un perfume en revistas o personalmente en una perfumería. Página 52 16. • Fábrica de embotellado de agua. • Empresa envasadora de frutas. • Fábrica de conservas. 17. Defectos: a) Menores: dobladillo interior (que no se ve) algo torcido. b) Mayores: que tenga algún roto, que le falten botones, etcétera. c) Crítico: no tiene. 21. a) La estrategia es la técnica que emplea una empresa para captar la atención de posibles clientes. b) Es cada uno de los sistemas que permiten que la publicidad pueda llegar a los clientes potenciales. 22. 1. Satisfacer una necesidad: yogures con efecto Bífidus (televisión). 2. Mejorar el estatus social: coche Mercedes (revista). 3. Criterios de confianza: compañías de seguros médicos (revistas, radio, televisión). 4. Promesa de alguna recompensa: loterías, ONCE, productos de belleza, etcétera (radio y televisión). Página 53 23. Cerámica, vinos, vidrio, calzados, artesanía. 18. • • • • 24. a) Distribución exclusiva: Zara (ropa), Yves Rocher (cosmética), Hacendado (productos de alimentación de Mercadona), Audi (coches) y Beep (informática). b) Distribución intensiva: bares, ferreterías, tiendas de ropa vaquera, grandes almacenes, supermercados. 19. • • • • Televisor. Teclado. Tostadora de pan. Vídeo. Protegen adecuadamente los productos que contienen. Permiten identicar, de manera clara, el producto que contiene. Hacen publicidad, señalando en letras grandes qué es. Permite almacenarlo adecuadamente, apilando cajas, sin peligro de deterioro. Página 58 26. Contenedor: a) Cartón y papel: color azul. b) Latas y envases de plástico y tetra brik: amarillo. c) Vidrio: verde. j Problemas propuestos Página 60 1. • Almacenar materiales (materia prima en stock). • Comprar cuando se necesita (método just-in-time). 2. • Señala los requisitos del sistema, pero no indica las instrucciones de uso (están en el interior). No tiene garantía escrita ni en el exterior ni en el interior, por lo que se asume que tiene dos años de garantía, que es el periodo mínimo en Europa. Página 57 20. • Oferta 3x2 en hipermercados. • Rebajas. • Siete días de oro. Just-in-time o comprar cuando se necesita: consiste en suministrar el material o productos a la fábrica justo cuando se necesita para su procesamiento, fabricación o montaje (por ejemplo, en una fábrica de automóviles, los asientos o cualquier otra parte fabricada en empresas auxiliares es suministrada varias veces al día, ya que de lo contrario necesitarían un gran espacio para almacenarlos). 3. CAE: ingeniería asistida por ordenador (computer-aided-engineering). Son programas informáticos que analizan el dibujo de una pieza (dibujada mediante CAD) y hacen una simulación, como si en realidad estuviese sometida a determinadas condiciones físicas. Se emplean muchísimo en mecánica, electrónica, arquitectura, ingeniería de caminos y puentes (simulación de puentes y viaductos). 4. AGV (del inglés automatic guided vehicles): se trata de vehículos guiados automáticamente, que se emplean en fábricas para el transporte de piezas, mecanismos, componentes, etcétera. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 45/128 5/24/2018 46 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 03 FABRICACIÓN Y COMERCIALIZACIÓN DE PRODUCTOS AS/RS (del inglés automated storage and retrieval systems): son vehículos guiados automáticamente que se encargan del almacenamiento y recuperación de piezas o productos ya acabados u otros sin acabar, que temporalmente tienen que permanecer almacenados. 5. Deberá contemplar los siguientes elementos: • Estudio de cada uno de los puestos y riesgos a los que está expuesto cada trabajador. • Forma de evitar los posibles accidentes (prevención). • Medios de protección que se deben emplear. • Otros: salidas de emergencia, señalización adecuada, etcétera. 6. Las causas por las que se puede producir un accidente son de dos tipos: materiales y psicológicas. El desarrollo de cada una de ellas se muestra en la Tabla 3.1 de la página 46. 7. Normalmente, suelen concurrir varias causas encadenadas entre sí, por lo que, si se consigue eliminar alguna de ellas (romper el eslabón de la cadena), se evitará el accidente. Por ejemplo, un albañil que está colocando las tejas en el tejado de un chalet y no lleva arnés, ni casco, ni existen vallas protectoras, ni dispone de red, y utiliza un calzado normal. En caso de que se produzca un resbalón, es muy probable que acabe en el suelo, cayendo desde una altura de unos 7 metros. La colocación de red o vallas, a modo de barandillas, podría evitar el accidente. 8. Los tipos de accidentes se clasifican en: • Generales. • Debidos a la energía eléctrica. • Debidos a otro tipo de energía (quemaduras, explosiones...). • Debidos a agentes químicos (véase Tabla 3.2 de la página 47). 9. • Uso de gafas de protección cuando se trabaja en zonas en las que saltan partículas. • No introducir las manos en partes de máquinas hasta que no estén completamente paradas. • En zonas ruidosas, usar elementos de protección auditiva. (Véase parte superior derecha de la Tabla 3.2 de la página 47 del libro de texto.) 10. Algunas de las normas para prevenir accidentes debidos a las energías y al uso de productos químicos pueden ser: • No tocar cables sueltos o pelados. • Comprobar que todas las máquinas tienen toma de tierra y funcionan correctamente. • No tocar condensadores de media y gran capacidad, ya que, aun estando desconectados, pueden provocar una gran descarga eléctrica. • Usar mascarilla y situarse en zonas bien ventiladas si se usan productos tóxicos. • Leer las instrucciones de uso antes de utilizar productos químicos. • No mezclar productos químicos, ya que podrían reaccionar y emitir gases tóxicos. 11. La forma es cuadrada o rectangular. El color es fondo rojo y figuras en blanco. Informan de la dirección y lugar en que se encuentran el extintor y la boca de incendios. 12. A España le afectan dos normativas: a) Normativa europea regulada en el Reglamento (CE) número 761/2001 (conocida como Reglamento EMAS). b) Normativa internacional. La norma ISO-14001, de 1996, que coincide con la norma española UNE-14001. 13. Deberá contener todas las fases del sistema productivo, así como el impacto producido por su ubicación. 14. La ubicación deberá elegirse teniendo en cuenta el impacto que va a tener sobre la población. Las industrias deberán situarse lejos de los núcleos urbanos, teniendo en cuenta, además, la procedencia predominante de los vientos en esa zona en el caso de emisiones de gases a la atmósfera. 15. • Vertidos que va a producir esa fábrica (a la atmósfera, al suelo y al agua). • Ruido provocado. • Vibraciones que puede originar en el entorno (por ejemplo, en las canteras). • Desechos debido a los embalajes de las materias primas que se emplean. • Desechos de los productos de transformación en la fábrica. 16. Es un proceso de verificación o examen al que se someten los materiales, piezas y productos antes, durante y después del proceso de fabricación y montaje. El control de calidad no solamente afecta a los productos, sino a las personas, máquinas, instalaciones y procedimientos. 17. La norma ISO-9000 es la más importante y empleada en la mayoría de los países industrialmente desarrollados. 18. a) Control de calidad del producto: consiste en examinar los materiales, características, medidas, acabados, etc., para asegurarse de que se están cumpliendo las especificaciones previstas. Se realiza en varias etapas. • Inicialmente: comprobando que sus medidas y propiedades técnicas son las adecuadas. • Durante el proceso de fabricación y montaje: realizando controles puntuales o de manera permanente (dependiendo de la importancia del producto). • Al final: cuando el producto está ensamblado y listo para ser empaquetado, se realiza un último examen, comprobando, entre otros parámetros, funcionamiento, terminación, ajustes, etcétera. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 46/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om FABRICACIÓN Y COMERCIALIZACIÓN DE PRODUCTOS b) Control de la calidad del proceso: se realiza sobre el propio proceso de fabricación, la maquinaria, los métodos empleados y los propios trabajadores que lo llevan a cabo. Consiste en estudiar periódicamente las acciones que realiza cada trabajador para corregir posibles desviaciones que puedan conducir a errores en la producción y en revisar las máquinas y herramientas cada cierto número de horas para evitar desajustes y corregir el desgaste de las herramientas. 19. a) Los calibres pasa-no-pasa son instrumentos de verificación que constan de dos partes: Una parte, denominada «pasa», cuya medida corresponde a la mínima que podría tener la pieza a medir, y otra parte, denominada «no pasa», que es la medida máxima que puede tener la pieza. b) Se emplean para comprobar si una pieza tiene sus medidas dentro de una tolerancia determinada. Si la pieza entra por el lado «pasa» y no lo hace por el lado contrario («no pasa»), la pieza es correcta y pasará el control de calidad dimensional. 20. Es un estudio profundo de planificación de estrategias de venta de productos. 21. Consiste en llevar a cabo un análisis de mercado con objeto de obtener la máxima información posible para establecer estrategias de venta adecuadas. Interesa conocer: • La penetración de mercado que tiene cada una de las empresas de la competencia (cuánto vende cada una), así como los puntos débiles y fuertes de sus productos. • El métodoetcétera). de venta más adecuado (directo, por catálogo, vía Internet, • Qué sistema de promoción de productos o publicidad tendría mayor calado entre los potenciales consumidores. 22. Es un conjunto de técnicas usadas para conseguir el aumento de ventas mediante una campaña temporal o espacial que estimule la demanda. 23. a) Medios de publicidad impresos: • Prensa. • Publicidad exterior (vallas, autobuses, avionetas, etcétera). • Mailing (correo). • Banners (publicidad a través de Internet). b) Medios de publicidad audiovisual: 03 47 • Precio al que lo vende el minorista: 5,04 + (5,04 · 0,25) = = 6,30 €. 26. a) Informarse de si la garantía es superior al mínimo que establece la ley (dos años). En caso afirmativo, el vendedor deberá firmar y sellar la garantía. b) Pedir factura, tique, vale de compra o albarán en el que figure la fecha de entrega. 27. La ley 23/2003, de 10 de julio, señala que, en determinadas condiciones, también se puede reclamar a la empresa importadora o fabricante del producto. Pero si la reclamación no es admitida, se puede hacer: a) Ante organismos oficiales: • Ocina Municipal de Información al Consumidor (OMIC), que está en todos los ayuntamientos. • Junta Arbitral de Consumo. • Servicios de Consumo de la Comunidad Autónoma. • Defensor del Pueblo. b) Denuncia ante los tribunales (juzgado de guardia). 28. Consiste en un compromiso temporal que obliga a la sustitución o reparación del producto defectuoso o que no se ciña a las indicaciones señaladas en la información que ha suministrado el vendedor o la publicidad que se ha llevado a cabo. Será el vendedor el que asumirá todos los gastos de reparación o sustitución, incluidos gastos de envío, materiales, mano de obra, etcétera. 29. El sistema más completo, y por tanto el mejor, es el denominado CIM (computer integrated manufacturing) o lo que es igual, fabricación integrada por ordenador. Integra todas las actividades que se pueden realizar en una empresa, sea del tipo que sea, tales como administración, finanzas, diseño, fabricación, marketing, etcétera. 30. Se trata de una zona con posibles descargas eléctricas. Por tanto, las medidas podrían ser: • Desconectar la corriente. • Usar guantes y calzado adecuado. • Empleo de herramientas con aislante eléctrico. • No permitir que haya agua en el suelo. 32. • Flexómetro: medir longitudes. • Escuadra: medir ángulos de 90°. • Goniómetro: medir cualquier ángulo. • Radio. • Nivel: comprobar el grado de horizontalidad. • Televisión. • Escala Pantone: comprobación para ver si el color se ajusta a un patrón. • Cine. 24. El término intermediario es sinónimo de los términos mayoristas o minoristas. Se trata de una persona o grupo de personas (empresas) que comercializan los productos que le compran a las empresas (mayoristas) o que le compran a los mayoristas (minoristas). 25. • Precio de fábrica: 4,5 €. • Precio al que lo vende el mayorista: 4,5 + (4,5 · 0,12) = = 5,04 €. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf Página 61 33. • • • • Todas las fábricas de coches. Fábrica de motos. Fábrica de aviones (CASA). Fábrica de barcos (IZAR; Cartagena). 47/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 03 48 FABRICACIÓN Y COMERCIALIZACIÓN DE PRODUCTOS Se hace de esta manera porque el producto final obtenido es muy valioso y se exige un alto grado de seguridad, pues cualquier error puede acarrear alto riesgo de accidentes. • Uso de guantes. • Uso de protectores auditivos. • Arneses cuando los trabajadores se sitúan a cierta altura. 34. Venta al por menor (minorista): botes de tomate, bolígrafos, azúcar, flores, patatas, mármol, papel, etcétera. • Vallas alrededor, para evitar caídas. 36. Pm = 17,50 € • Señalización adecuada en el interior. • Red de seguridad (evita caída de cascotes). • Señalización adecuada en el exterior. Pminorista: Pm + Pm · 0,30 = 17,50 € Pm (1 + 0,30) = 17,50; Pm = 17,50/1,30 = 13,46 € Pcoste: Pc + Pc · 0,20 = 13,46 € Pc (1 + 0,20) = 13,46 € • Gafas de seguridad, cuando haya peligro de que salten trozos de materiales. • Uso de mascarilla cuando se pinten puertas y paredes. 43. Pc = 13,46/1,20 = 11,22 € 37. Ventajas: • Se pueden detectar mejor las necesidades del consumidor. • El poder de persuasión será mayor. • El cliente se sentirá más seguro y conará más en el producto que pretende comprar. • Puede ver muestras de lo que pretende comprar. Producto Salchichón Normalmente lo suelen comprar las amas de casa. Por ello, los medios más adecuados podrían ser: prensa (revistas del corazón), radio (por las mañanas, a partir de las 12:00 h), televisión (por la tarde, durante los culebrones o programas dirigidos a un público femenino en su mayoría) y vallas publicitarias. Ladrillos Los suelen comprar los hombres de clase media-baja o constructores. El mejor medio de publicidad podría ser: prensa deportiva y periódico o radio. Cerveza La suelen tomar los jóvenes, especialmente los hombres. Si se trata de cerveza sin alcohol, en la que no hay restricciones Inconvenientes: • El desplazamiento de los comerciales o vendedores encarece el producto. • La presencia de comerciales en una empresa supone grandes gastos. 38. Sí. Hay productos en los que los precios de los intermediarios superan el 1 000 %. Los casos más significativos se presentan en los productos agrícolas. Por ejemplo, el precio que se paga por un kilo de naranjas en la huerta murciana o valenciana no suele superar los 0,35 €, mientras que en el mercado el precio puede superar los 2 €. Medio de publicidad legales para su uso, se puede emplear: prensa deportiva y periódicos, radio, televisión (tarde y noche) y vallas. 44. Dependiendo del tipo de defecto encontrado, tendremos: a) Defecto menor: si la empresa no es muy exigente, intentará venderlo al mismo precio. Si el cliente no lo quiere, se devolverá y se reparará, o lo venderán a precio de saldo (más barato). Este aumento se debe a: • Especulación y control ilegal de los mercados. • Encarecimiento debido a los transportes. b) Defecto mayor: se vende directamente a precio de saldo o se intenta reciclar. Si el defecto es grande, puede que acabe como desecho de la fábrica. • Encarecimiento debido al envasado siguiendo normativas europeas. • Inclusión de márgenes de benecio muy altos debido al riesgo de pérdidas por retraso en las ventas (podredumbre de los productos). c) Defecto crítico: directamente se desechan, reciclándolos o tirándolos. 39. En el mundo comercial todo suele estar muy bien estudiado. Si te obligan a pasar por zonas en las que se exponen productos que tú raramente visitarías, la publicidad, el precio o cualquier otro elemento, tal vez despierte tu curiosidad y te acerques a verlo. A lo mejor, incluso acabas comprando. 46. En caso de producirse un conflicto entre comprador y vendedor, ambos (si el comprador está de acuerdo) acatarían la resolución de la JAC como si se tratase de una resolución judicial a la que no se podría recurrir, salvo a instancias mayores (tribunales). De esta forma, se resuelve el conflicto gratuitamente. 40. • Biodegradables: bolsas de plástico, tiestos hechos a base de celulosa y productos textiles. • Reciclables: metales, plásticos y libros. 48. a) El código EAN (European Article Number) es un sistema de códigos de barras para la identificación de productos. 41. Mesas de madera, piezas de coches, periódicos (papel en general). 42. • Uso de cascos. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf b) En España la encargada de dar el número para el código es la AEOC. c) El dígito de control, sirve como mecanismo de autentificación del código. 48/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 03 FABRICACIÓN Y COMERCIALIZACIÓN DE PRODUCTOS j Actividades de ampliación j 49 Soluciones actividades de ampliación 1. ¿Cuál es el significado de las siguientes señales? 1. Boca de incendio Equipo de primeros auxilios Botas especiales 2. Un producto cuesta 200 €. Si el distribuidor se queda con un beneficio del 15 % y el vendedor con el 40 %, y además hay un coste jo por publicidad que se añade al precio de coste de 2 €, ¿cuál es el precio venta al público del producto? No apagar con agua j Uso de orejeras Extintor Evaluación 1. Observa las siguientes señales de seguridad y di cuál es su significado. 2. 200 + 2 = 202 € 202 · 1,15 = 232,3 € 232,3 · 1,4 = 325,22 € es el precio nal del producto. j Soluciones evaluación 1. El significado de cada una de las señales se muestra en la parte inferior de las mismas. 2. Si un consumidor compra un producto en un pequeño comercio a 18 € y se sabe que el dueño del comercio gana un 30 % y el distribuidor un 23 %, ¿cuál es el precio de coste del producto? Guantes protectores No encender cerillas Extintor No fumar 3. ¿Cuál es el significado de las siglas CAM? 4. ¿Cuál de las siguientes no es una causa material por la que se puede producir un accidente laboral? a) Materia prima. b) Inexperiencia. c) Entorno de trabajo. 5. Si en un proceso de fabricación quisieras tener una fabricación integrada por ordenador, ¿qué usarías? a) CAD. b) CAM. c) CIM. Uso de mascarilla Localización salida de socorro 2. El benecio del dueño del comercio será de 4,15 €: 18 € – 4,15 € = = 13,85 €. El benecio del distribuidor será de 2,59 €. Por tanto, el verdadero precio del producto es 13,85 € – 2,59 € = = 11,26 €. 3. Las siglas CAM significan computer aided manufacturing, o lo que es lo mismo, fabricación asistida por ordenador. 4. b) Inexperiencia. 5. c) CIM. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 49/128 5/24/2018 50 j Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 04 LA ENERGÍA Y SU TRANSFORMACIÓN Actividades propuestas 11. Las unidades de mayor peso corresponden al Sistema Técnico, que son aproximadamente diez veces mayores que el SI. 12. El sistema de unidades más utilizado es el Sistema Internacional. Página 65 1. a) La tecnología hace uso de conocimientos de la ciencia: — Usa nuevos materiales para uso industrial. — Fabrica láseres, que descubre la ciencia, y los aplica para fines diversos. 13. a) Aplicaciones del término «caballo de vapor»: potencia de los coches, potencia de una maquinaria eléctrica y potencia de una lanzadera espacial de cohetes. b) Aplicaciones del término «kilovatio»: potencia de un motor eléctrico, potencia de una aeroturbina y potencia de lámparas. — Construye móviles a partir de descubrimientos en telecomunicaciones. — Diseña y fabrica nuevos vehículos con rendimientos superiores gracias a las investigaciones científicas llevadas a cabo. 14. 1 CV = 735 W; 200 W = 200/735 = 0,27 CV 15. E = P · t = 30 · 735 W · 2 h = 44 100 Wh = 44,1 kWh — Crea nuevos biomateriales con la información proporcionada por la ciencia. b) La ciencia hace uso de la tecnología: — Usando ordenadores para procesar la información. — Empleando microscopios para visualizar virus. — Utilizando máquinas diseñadas y construidas por la tecnología. — Sirviéndose de aparatos de telecomunicaciones para intercambiar información. Página 69 1 16. 1 J = 107 erg; 1 J = ___ kgm = 0,102 kgm = 1 W·s = 9,8 1 W·h = 2,77 · 10−4 W·h = = _____ 3 600 = 2,77 · 10−4 · 10−3 kW·h = 2,77 · 10−7 kW·h = 1 cal = 0,24 cal = 0,24 · 10−3 kcal = 2,4 · 10−4 kcal = ____ 4,18 2. • Términos de origen griego: siderurgia ( sider = hierro), diodo (di = doble), biopsia, hidráulica, anemómetro, microordenador (micro = pequeño), nanómetro (nano = una milmillonésima). 1 · 10 −7 kgm = 1 erg = 10−7 J = 10−7 · 10−3 kJ = 10−10 kJ = ___ 9,8 = 10−7 W·s = 10−7/3 600 W·h = 2,77 · 10 −11 W·h = • Términos de origen latino: ítem, radioterapia (radio = rayo), = 2,77 · 10−11 · 10−3 kW·h = 2,77 · 10−14 kW·h = milímetro, centígrado, triángulo. • Términos de origen inglés: hardware, software, scanner. = 10−7 · 1/4,18 cal = 2,4 · 10 −8 cal = • Términos que sean acrónimos: CD-ROM, RAM. = 2,4 · 10 −8 · 10−3 kcal = 2,4 · 10−11 kcal Página 67 3. 4 kp = 4 · 9,8 N = 39,2 N 4. Estamos usando el sistema técnico. 1 kilopondio (kp) = = 1 kilogramo-fuerza. 5. 1 W = 1 J/1 s 1 J = 1 W·s 6 000 J = 6 000 W·s 1 h 6. 1 h = 3 600 s → 1 s = _____ 3 600 7 200 J = 7 200 W·s = (7 200/3 600) W·h = 2 Wh 7. Son magnitudes distintas. La energía (Julios) no se puede comparar con la fuerza (Newton). Sería igual que comparar un metro cuadrado de muro con un saco de cemento. 8. • Fuerza: Newton (N). • Energía: Julio (J). • Trabajo: Julio (J). • Potencia: Vatio (W). 9. Es la unidad de masa empleada en el sistema técnico. 1 UTM = 9,8 kg = 9,8 · 103 gramos. 10. Existen tres unidades fundamentales: espacio = longitud, masa y tiempo. A partir de estas tres se deriva el resto, denominadas «derivadas». http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 1 kJ = 103 J = 103 · 107 erg = 1010 erg = 103/9,8 kgm = 1 000 = 102,04 kgm = 1 000 W·s = _____ W·h = 3 600 = 0,277 W·h = 0,277 · 10−3 kW·h = 2,77 · 10−4 kW·h = 103 = ____ cal = 240 cal = 240 · 10 −3 kcal = 0,24 kcal 4,18 1 kgm = 9,8 J = 9,8 · 107 erg = 9,8 · 10−3 kJ = 9,8 W·s = 9,8 = _____ W·h = 2,72 · 10−3 W·h = 3 600 = 2,72 · 10−3 · 10−3 kW·h = 9,8 = 2,72 · 10−6 kW·h = ____ cal = 2,34 cal = 4,18 = 2,34 · 10−3 kcal 1 W·h = 1 W · 3 600 s = 3 600 J = 3 600 · 10 −3 kJ = 3,6 kJ = 3 600 = 3 600 · 107 erg = 3,6 · 1010 erg = _____ kgm = 9,8 = 367,34 kgm = 1 · 10−3 kW·h = 10−3 kW·h = 3 600 = _____ cal = 861,24 cal = 861,24 · 10−3 kcal = 4,18 = 0,86 kcal 50/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 04 LA ENERGÍA Y SU TRANSFORMACIÓN 1 kW·h = 1 000 W·h = 3,6 · 10 6 J = 3,6 · 1013 erg = = 3,67 · 105 kgm = 8,6 · 105 cal = 861 kcal 4,18 1 cal = 4,18 J = 4,18 · 107 erg = 4,18 ·10−3 kJ = ____ kgm = 9,8 1 h= = 0,43 kgm = 4,18 W·s = 4,18 W · _____ 3 600 = 1,16 · 10−3 W·h = 1,16 · 10−3 · 10−3 kW·h = −6 −3 = 1,16 · 10 kW·h = 10 kcal 1 kcal = 103 cal = 4,18 · 103 J = 4,18 · 1010 erg = 430 kgm = = 1,16 W·h = 1,16 · 10−3 kW·h = 4,18 KJ Una unidad de aquí ergio 51 Equivale a: ergios J kJ kgm Wh 1 10–7 10–10 1,02 · 10–8 2,77 · 10–11 2,77 · 10–14 –4 –7 7 –3 kWh 2,4 · 10–8 2,4 · 10–11 0,24 2,4 · 10–4 10 1 10 0,102 kJ 1010 103 1 102,04 0,277 2,77 · 10–4 2,4 0,24 kgm 9,8 · 107 9,8 9,8 · 10–3 1 2,72 · 10–3 2,77 · 10–6 2,34 2,34 · 10–3 Wh kWh 3,6 · 1010 3,6 · 1013 3600 3,6 · 106 3,6 3,6 · 103 367,34 3,67 · 105 1 103 10–3 1 861,24 8,6 · 105 0,86 861 cal 4,18 · 107 4,18 4,18 · 10–3 0,43 1,16 · 10–3 1,16 · 10–6 1 10–3 kcal 4,18 · 10 3 4,18 · 10 4,18 430 Página 71 17. a) h = 430 m ________ ____________ v = √ 2 · g · h = √ 2 · 9,8 · 430 = 91,80 m/s Ec = 1/2 · m · v2 = 1/2 · 1 000 · 91,80 2 = 4 214 000 J = = 4,21 · 106 J Ep = m · g · (800 – h) = 1 000 · 9,8 · (800 – 430) = = 3 626 000 J Em = Ec + Ep = 7 840 000 J ________ ____________ b) v = √ 2 · g · h = √ 2 · 9,8 · 800 = 125,22 m/s Ec =1/2 · m · v2 = 7 840 000 J Ep = m · g · h = 1 000 · 9,8 · 0 = 0 J Em = Ec + Ep = 7 840 000 J 1,16 2,77 · 10 kcal J 10 2,77 · 10 cal –3 1,16 · 10 10 3 1 b) Cuando empieza a hervir, su temperatura será de 100 °C. α= 10 000 kcal/m2 · h · °C Q/t = 10 000 · 0,049 (200 − 100) = 49 087,39 kcal/h 20. Q/t = c · S · [(T2/100)4 – (T1/1004)] T2 = 120° + 273 = 393 K T1 = 22 °C + 273 = 295 K; S = 0,25 m2 Para el acero niquelado: c1 = 0,35 kcal/m2 · h · °C Para la bañera de porcelana: c = 4,58 kcal/m2 · h · °C 2 El valor de c es igual a: 1 C = _________________ = 0,348 kcal/m2 · h · °C 1 + ____ 1 − ____ 1 ____ 0,35 4,58 4,95 Q/t = 0,348 · 0,25 · [(393/100)4 – (295/100)4] = 14,17 kcal/h Página 72 18. Casi la totalidad de la energía perdida es por conducción. Q = (λ/d) · S · (TF − Ti ) · t S = (0,55 · 1,25) · 2 + (0,55 · 1,25) · 2 + (0,55 · 0,55) · 2 = = 3,355 m2 d = 3 cm = 0,03 m TF = T exterior = 28 °C Ti = T interior = 5 °C λ = 0,013 kcal/m · h · °C Q/t = (0,013/0,03) · 3,355 (28 − 5) = 33,44 kcal/h Página 73 19. Q/t = α · S · (Ti − Ta) Ti = temperatura en la parte inferior. Ta = temperatura del agua. a) Cuando la temper atura del agua es de 25 °C, el líquido está en reposo, por lo que el valor de α = 500 kcal/m2 · h · °C S = π · R2 = 3,14 · 0,1252 = 0,049 m2 Q/t = 500 · 0,049 · (200 − 25) = 4 295,15 kcal/h http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf Página 74 21. = 0,20 = Eu /Es a) Cada hora: Eu = 5 500 kW·h = 5,5 · 10 6 W·h = 1,98 · 10 10 W·s = η = 1,98 · 1010 J Es (kcal) = Pc · m = 8 000 · m Es (J) = 8 000 · m · 103 · 4,18 = 3,34 · 107 · m · J η = 0,20 = 1,98 · 1010/3,34 · 107 · m m = 1,98 · 1010/3,34 · 107 · 0,2 = 2 960,53 kg de antracita cada hora. b) En 24 horas: m = 2 960,53 · 24 = 71 052,63 kg = 71 tm. 22. Q = Pc (real) · V Pc (real) = 28 500 · 2 · 273/(273 + 28) = 51 697,67 kcal/m3 Q = 10 kW·h = 104 W·h = 104 · 3 600 W·s = 3,6 · 107 J = = 8 612,44 kcal 8 612,44 = 51 697,67 · V; V = 0,166 m3 51/128 5/24/2018 52 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 04 LA ENERGÍA Y SU TRANSFORMACIÓN 23. a) Al quemar combustibles sólidos se emplea la fórmula: Q=P ·m c Pc = poder calorífico en kcal/kg m = peso en kg b) Al quemar combustibles gaseosos se emplean dos fórmulas: Pc(real) = Pc · p · [273/(273 + T)] Q = Pc(real) · V Pc = poder calorífico en kcal/m 3 V = volumen en m3 Página 75 24. Ce = 0,212 kcal/kg °C V = volumen = 50 · 1 = 50 cm3 = 0,050 dm3 m = densidad · volumen = 2,75 · 0,050 = 0,1375 kg Q = 0,212 · 0,1375 · (60 − 18) = 1,22 kcal = 5 117,57 J Potencia = W/t = Q/t = 5 117,57/10 = 511,76 W Página 78 25. Sí. La energía no se consume ni se gasta, sólo se transforma. Cuando se dice que una bombilla encendida está gastando o consumiendo energía, lo que realmente sucede es que la energía eléctrica se está transformando en energía calorífica. 26. Si tenemos una máquina a la que se le introduce una determinada cantidad de energía (Q), que puede ser en forma de energía eléctrica, química, calorífica, etc., dependiendo del mecanismo que tenga para transformar, si la máquina funciona adecuadamente, 31. El rendimiento de una máquina nos indica la proporción de energía que aprovecha sobre el total que se le entrega. 32. Significa que cede una cantidad de energía superior a la que recibe o absorbe. Esto, lógicamente, es imposible. El máximo rendimiento que puede tener una máquina es 1. Eso quiere decir que toda la energía entregada ha sido transformada en otro tipo de energía. Si se inventase una máquina que tuviese un rendimiento mayor que 1, se acabaría el problema de necesidades de energía, ya que esa máquina sería capaz de hacerse funcionar a sí misma y le sobraría energía, que se utilizaría para otros menesteres. 33. m = 20 000 kg Q = 20 000 · 8 000 = 1,6 · 108 kcal = = 1,6 · 1011 cal = 6,69 · 1011 J η = Eu /Es ; 0,16 = Eu /6,69 · 1011 Eu = 1,07 · 1011 J = 1,07 · 1011 W·s Eu = 2,97 · 107 W·h = 29 724,44 kWh 34. Es imposible convertir la energía térmica en energía mecánica al 100 %, debido a que siempre habrá pérdidas de energía como consecuencia del rozamiento. En un futuro próximo tampoco se podría conseguir; se podría conseguir disminuir el rozamiento, reduciéndose con ello las pérdidas, pero nunca podría eliminarse del todo. Página 80 35. a) Vivienda: • Subir las persianas durante las horas de sol en invierno, usando cortinas oscuras o sin cortinas, para que el sol no sea reejado. se extraerá de ella otro tipo de energía (mecánica, eléctrica, química, etc.). La diferencia de energía entre lo que hemos metido y lo que sacamos es la variación de energía (∆E) que hay en la máquina. Puede ser positiva, negativa o nula. • Durante la noche bajarlas para que el calor de la calefacción no se vaya a través de los cristales. 27. No será aplicable en procesos termonucleares en los que parte de la masa se transforma en energía. b) Transporte: • No abrir ventanas, usar la ventilación forzada o climatización. 28. a) Antes de ponerse en marcha: Q = Energía aportada al sistema (locomotora). • Los coches limpios (exentos de suciedad) ahorran ener gía, pues se disminuye el coeficiente de rozamiento entre coche y aire. Energía química (carbón). Esta energía se va acumulando en forma de vapor a presión. No se saca trabajo alguno ni otra forma de energía. Por tanto, la variación de energía (∆E) es positiva. También se • No mantener el coche a ralentí cuando se está parado más de dos minutos. están produciendo pérdidas de calor a través de la chimenea, conducción, radiación, etcétera. b) Cuando se pone en funcionamiento: Se sigue aportando energía al sistema, en forma de calor. Se está sacando un trabajo (energía mecánica) del sistema mediante el arrastre de la propia locomotora y de sus vagones. j En ningún momento la energía extraída será mayor que la introducida, desde el momento inicial. Página 82 30. En general, son las máquinas eléctricas. Todas las máquinas que transforman cualquier energía en calor, su rendimiento es del 100 %. Aunque este rendimiento bajará si queremos aprovecharlo para otros menesteres, tal como calentarnos, pues hay que extraer los humos y, en general, ese proceso arrastra una gran cantidad de kilocalorías. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf Problemas propuestos 1. • La técnica es la parte práctica de la tecnología o el saber hacer (construir, montar, etc.). Está formada por personal con grandes habilidades manuales. • La tecnología planica el diseño, la fabricación y el montaje, haciendo uso de recursos científicos. La técnica lo lleva a cabo de manera pragmática. 52/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om LA ENERGÍA Y SU TRANSFORMACIÓN 2. La ciencia y la tecnología están avanzando a un ritmo vertiginoso. Cada año se incorporan a nuestro vocabulario alrededor de 1 000 vocablos nuevos, la mayoría de origen anglosajón. 4. Estos términos se caracterizan por disponer de: • Un cuerpo: signicado o acción explícita que no provoca error al interpretar el vocablo. • Símbolo: pueden tenerlo o no. Por ejemplo, potencia eléctrica es P. • Unidad: pueden tenerlo o no. Por ejemplo, la unidad de la potencia eléctrica es el vatio (W). 5. Son varios (Tabla 4.2, página 65 del libro de texto). • Por derivación (a partir de una palabra base, se fabrica otra nueva añadiendo, suprimiendo o sustituyendo prejos o sujos; por ejemplo, cargar → recargar, descarga, cargador). • Por composición (se fabrica un término nuevo uniendo dos ya existentes en la lengua o elementos de origen griegos o latinos: centímetro). • Préstamos de origen griego, latino y mayoritariamente anglosajón (software, hidrógeno). • Acrónimos (palabra formada por las iniciales o sílabas de varias palabras: CD). • Usando otros términos ya existentes y dotándolos de un nuevo signicado (ratón). 6. Microprocesador, bit, escáner, digital, hardware, software, internet, módem, PC, lámpara (lamp), basic (lenguaje de programación), megabyte, web, chat (charla en Internet). cantidad degramo calor de necesaria para elevar un grado (de 7. 14,5° Caloría: a 15,5 °C) un agua destilada, a presión atmosférica normal (nivel del mar). Kilocaloría: cantidad de calor necesaria para elevar un grado (de 14,5° a 15,5 °C) un kilo de agua destilada, a presión atmosférica normal (nivel del mar). 8. Se emplea el kilovatio hora (kWh). 9. Energía calorífica Energía humana Energía eólica Energía química Energía animal (a) Energía (a) hidráulica (molinos) Energía solar (redescubrimiento) Energía nuclear 04 53 13. La energía nuclear se puede obtener mediante: • Fisión: rompiendo el núcleo de un átomo. • Fusión: uniendo dos núcleos de dos átomos y formando otro distinto. En ambos casos se obtienen enormes cantidades de energía. 14. • La energía cinética se transforma en potencial cuando lanzamos un objeto hacia arriba. Su energía cinética va disminuyendo (disminuye su velocidad) y aumenta su energía potencial (sube más alto). • La energía potencial se transforma en energía cinética cuando ese mismo objeto desciende. Disminuye su energía potencial y aumenta su energía cinética (velocidad). 15. Habría que emplear uno que tuviera un coeficiente de conductividad térmica (λ) muy grande, pues λ da una medida del calor que transfieren los distintos materiales en igualdad de condiciones (mismas dimensiones, tiempo y temperatura). En la Tabla 4.5 (página 72 del libro), el que tiene mayor valor es el cobre (378 kcal/ m · h · °C). Aplicación real: • Tuberías de cobre de un intercambiador de calor. • Radiadores de aluminio (el alumino tiene menor λ que el cobre, pero es mucho más ligero). • Refrigeradores de aletas de aluminio para transistores. 16. a) La energía calorífica hacia el techo se transmite mayoritariamente por convección (el uido que transporta este calor es el aire). Aunque también se transmite calor por radiación. b) La energía caloríca se transmite por radiación sobre objetos situados a su lado. 17. La escala Kelvin es igual a la Celsius + 273 °C. 18. Es la cantidad de energía, en forma de calor, que puede proporcionar un kilogramo de ese combustible, si se trata de un sólido o de un líquido, o un metro cúbico de gas en condiciones normales de presión y temperatura. 19. El poder calorífico de un gas depende del tipo de gas combustible. Pero el poder caloríco real de ese gas viene dado por la fórmula: Pc (real) = Pc · p · 273/(273 + T) p = Presión atmosférica (atm). T = Temperatura ambiente (en °C). Energía solar Pc = Poder caloríco en condiciones normales. 10. Toda la energía procede, directa o indirectamente, del Sol, con la excepción de una pequeña parte que lo hace del interior de la Tierra, manifestándose a través de volcanes, géiseres o terremotos. 11. a) Energía cinética: es la energía debida al movimiento de un objeto que tiene masa. b) Energía potencial: es la energía debida a la altura a la que se encuentra un cuerpo, dentro de un campo gravitatorio. 2 2 20. No despilfarrando la energía. Usando solamente la que se necesita. Ni más ni menos. 21. a) Cuando ascienden los cohetes y fuegos artificiales, se produce una transformación de energía química en mecánica (el cohete sale con gran velocidad —energía cinética— y se va transformando en energía potencial). b) Cuando el cohete explota, la energía química se transforma en energía electromagnética (luz) y energía acústica (sonido). 12. E = P · t = V · I · t = I · R · t = V · t/R http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 53/128 5/24/2018 54 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 04 LA ENERGÍA Y SU TRANSFORMACIÓN 22. E = P · t = 100 · 3 · 30 = 9 000 W·h = 9 kWh = 9 000 · 3 600 W·s = 3,24 · 10 7 J E 23. E = V · I · t = 220 · 6 · 3 = 3 960 Wh la parte inferior a la parte alta de la cazuela. La transmisión de energía (calor) es muy grande. Su valor viene determinado por la expresión: Q/t = α· S · (Ti − Ts ) E = Q = 3 960 · 3 600 W·s = 14 256 000 J = 3,41 · 106 cal El valor de α = 10 000 kcal/m2 · h · °C S = Superficie caliente de la cazuela. 24. E = P · t ; Precio = E · 0,12; 3,56 € = E · 0,12 E = 3,56/0,12 = 29,67 kWh Ti = Temperatura, en °C, del agua en la parte inferior = Temperatura del foco caliente. 29,67 kWh = 29 666,67 Wh = P · t = 8 · 15 · t = 120 · t t = 247,22 horas. 25. Ts = Temperatura, en °C, del agua en la parte superior de la cazuela. Te = 9 °C 0,35 m Ti = 18 °C m 3 1m 28. Si interesa que acumulen mucho calor, se deberá elegir un material cuyo calor específico (Ce ) sea alto. La elección de un material, en muchos casos, también se hace teniendo en cuenta otras prioridades, tales como que no se oxide, que tenga poco peso, que sea barato, etcétera. 1m 1m 3m 4m De los sólidos, el Ce más grande lo tiene la baquelita (0,3) y el menor el plomo (0,031). 1m 3 a) Radiador de coche: generalmente de aluminio (no se oxida y pesa poco). Interesa que no acumule energía, pues hace las labores de refrigerador. El calor específico del aluminio es 0,212 (un valor intermedio). m b) Sartén: interesa que la base sea buena transmisora del calor por conducción y que acumule calor. Un buen material es el aluminio (Ce = 0,212). a) Energía perdida por conducción cada hora: Q/t = (λ/d) · S · (Ti – Te) Superficie del ladrillo: S1 = (4 · 3) · 2 + (3 · 3) · 2 – (1 · 1) · 2 = 40 m 2 c) Recubrimiento interior de un horno de alfarería: deberá resistir bien altas temperaturas (mayores de 1 200 °C), Superficie del cristal: S2 = 2 m2 dcristal = 10 mm = 0,010 m; dladrillo = 35 cm = 0,35 m λladrillo = 0,33 kcal/m · h · °C; λcristal = 0,7 kcal/m · h · °C Q/t = (0,33/0,35) · 40 · (18 − 9) + (0,7/0,01) · 2 (18 − 9) = = 339,43 + 1 260 = 1 599,43 kcal/h transmitir muy mal el calor por conducción o radiación (ser aislante) y acumular mucho calor (Ce alto). Si se emplearan metales, se producirían grandes pérdidas de calor por conducción y radiación. La baquelita no se puede emplear porque no resiste temperaturas tan altas. El ladrillo, yeso y hormigón tienen un calor especíco alto (alrededor de 0,2). A altas temperaturas, el hormigón se resquebraja y el yeso se calcina. Por tanto, el más idóneo resulta ser el ladrillo, que es buen aislante, buen acumulador de energía, barato y resiste bien altas temperaturas. b) Calor perdido diariamente: Q = 1 599,43 · 24 = 38 386,29 kcal = 3,84 · 10 7 cal = = 1,6 · 108 J = 1,6 · 108 W·s = 44 570,74 Wh c) Tiempo que deberá estar func ionando el radiador de 5 000 W: E = P · t; 44 570,74 = 5 000 · t; t = 8,91 horas. 26. La cantidad de calor que hay que aportar es igual a la cantidad de calor que se pierde. Q/t = (λ/d ) · S · (T i − Te) λacero = 12,5 kcal/m · h °C d = 5 mm = 0,005 m S = 345 cm2 = 345 · 10−4 m2 Q/t = (12,5/0,005) · 345 · 10 −4 · (125 − 22) = 8 883,75 kcal/h Página 83 27. Cuando se dispone de un recipiente con agua que comienza a hervir, la mayor transferencia de energía se produce por convección, originándose una corriente o ujo de agua caliente desde 29. La función que realiza el agua que lleva el radiador es recorrer interiormente el motor y, mediante conducción (también radiación), absorber ese calor y trasladarlo al radiador, donde se eliminará al exterior del coche por conducción y radiación. Por tanto, interesa que el líquido refrigerante tenga un calor específico muy grande para que pueda acumular gran cantidad de calor, que robará del interior del motor. El líquido con Ce mayor es el agua, Ce = 1. Por ello se emplea este líquido. El agua em pleada es destilada para evitar que se precipite cal. El problema que tiene el empleo del agua es que en contacto con metales ferrosos puede provocar oxidaciones. 30. Un frigoríco de la categoría A ahorra aproximadamente el 55 % de la energía, respecto de uno de la categoría E. Por tanto, 0,55 · X = 320 kW·h; X = 320/0,55 = 581,82 kW·h 32. Pc = 10 300 kcal/kg. 1 kg de uranio es equivalente a una energía de: 15 E2 = 5,4 · 10 J http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 54/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om LA ENERGÍA Y SU TRANSFORMACIÓN E1 = Pc · m = 10 300 · m = 10 300 · 103 · m cal = = 10 300 · 103 · 4,18 · m J a) 120 W. b) 735 W. m = 125 423 886,3 kg c) 250 W. 33. η = Eu /Es 55 4. ¿A cuántos W equivale 1 CV? E2 = E1; 4,3 · 107 · m = 5,4 · 1015 m = 125 423,89 toneladas de gasóleo. 04 5. ¿Cómo se llama el sistema de medida cuyas unidades fundamentales son el metro, el kilogramo y el segundo? Es = 50 · 109 · 8 000 kcal = 4 · 10 14 kcal = 1,672 · 1018 J a) CGS. Es = 1,672 · 1018 W·s = 4,64 · 1011 kW·h b) SI. Eu = η · Es = 0,16 · 4,64 · 1011 = 7,43 · 1010 kWh c) ST. 34. Es = 175 · 10 3 cal = 731 500 J = 731 500 W·s = 203,19 Wh η = Eu /Es Eu = η · Es = 0,8 · 203,19 = 162,56 Wh j Actividades de ampliación 1. Cita los diferentes tipos de energía mecánica que conozcas y las expresiones que se utilizan para calcularlas. j Soluciones actividades de ampliación 1. Energía cinética: Ec = 1/2 · m · v2 Energía potencial: Ep = m · g · h 2. E = 220 · 2 · (20 · 3 600) = 3,16 · 10 7 J 2. Si un electrodoméstico que funciona a 220 V está conectado durante 20 horas a la corriente de 2 A, ¿qué energía ha consumido? j j Evaluación Soluciones evaluación 1. 100 CV = 73 500 W = 73,5 kW Luego la energía consumida será: 73,5 · 4 = 294 kWh Si una máquina tiene 100 CV, calcula la energía que habrá con1. sumido si se mantiene funcionando 4 horas. 2. ¿Cuál será la temperatura nal de un depósito de 100 litros de agua cuya temperatura inicial era 15 °C, si se sabe que se han aportado 8 000 calorías? 3. Calcula la energía consumida por un horno que funciona a 220 V y cuya resistencia tiene un valor de 1 200 ohmios que ha estado conectado durante un tiempo de 4 horas. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf Q + Ti = __________ 000· 1 + 15 = 15,8 °C 2. Tf = ______ 1008000 m · Ce V2 · t 220 2 3. E = _____ = _____ · 4 = 161,33 Wh 1 200 R 4. b) 375 W. 5. b) SI. 55/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 05 56 j ENERGÍAS NO RENOVABLES Actividades propuestas • La diferencia entre la cantidad de petróleo crudo e hidrocarburos consumidos (64,10 Mtep) se debe a: a) Transformación de parte del crudo para otros menesteres; por ejemplo, la fabricación de plásticos. Página 87 b) Pérdidas en las transformaciones del crudo en los diferentes hidrocarburos. 1. • tep = tonelada equivalente de petróleo. Equivale a 107 kcal. Por tanto, se admite que 1 kg de petróleo crudo es igual a 10 000 kcal. • ktep = kilotonelada equivalente de petróleo = 1 000 tep. Página 92 • Mtep = megatonelada equivalente de petróleo = 106 tep = = 109 kg de petróleo crudo. 2. 1 tep = 1 000 kg de crudo; 4. • Fabricación de carbón de coque, para la obtención del acero en los hornos altos. E1 = 1 000 · 10 000 kcal = 107 kcal = 4,18 ·1010 J • Obtención de productos industriales (gas ciudad, vapores amoniacales, grato, brea, etcétera). E1 = 4,18 · 1010 W·s = 1,16 · 10 7 W·h = 11,61 MWh • Producción de electricidad en las centrales térmicas. Por tanto, 1 tep es mayor que 1 MWh. 3. Observando las Figuras 5.1 y 5.2 del libro de texto (páginas 86 y 87, respectivamente), tenemos: • La cantidad de petróleo crudo (75,31 Mtep) es superior a la cantidad de petróleo consumido como energía secundaria. Lo que parece normal. 5. El carbón mineral, en la vivienda, se usa única y exclusivamen te para calefacción. Hasta hace 30 años, también se emplea ba en cocinas y estufas; el carbón mineral cada día se utiliza menos, ya que es muy contaminante y produce mucho humo y olor desagradable. Transformador E. eléctrica 20 kV 400 kV A línea de transporte Alternador Carbón Energía mecánica (Ec) Tolva Molino Vapor de agua a AP (alta presión) Aire caliente y vapor de agua Turbinas Caldera Polvo de carbón Aire caliente Quemador Vapor de agua a BP (baja presión) CO2 + H2O + + contaminantes Calentador de aire Agua caliente Agua caliente Condensador Agua (líquido) Aire frío Torre de refrigeración Agua fría Aire del ventilador Agua fría Piscina Precalentador CO2 + H2O + CO2 + H2O + + contaminantes + contaminantes (menos) Precipitador Agua fría (reposición) Chimenea CO2 + H2O + + contaminantes (mucho menos) http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 56/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om ENERGÍAS NO RENOVABLES 6. Es un carbón articial que se obtiene a partir del coquizado de la hulla. El proceso de coquizado consiste en: — Calefacción: gasóleo. 2.º Después de algún tiempo, se aumenta su temperatura hasta 1 100 °C y se mantiene unas 16 horas. — Moto: gasolina + 2 % de aceite. El carbón de coque se emplea como fuente de energía y medio reductor para la obtención de acero, dentro del horno alto. Antiguamente, el carbón de coque también se empleaba como energía en locomotoras de vapor porque producía menos cenizas y humo. 7. La combustión origina la emisión de dióxido de carbono (CO2) a la atmósfera. 8. η = 0,08 = Eu /Es Eu = m · g · h = 30 000 · 9,8 · 500 = 1,47 · 10 8 J = = 35 167,46 kcal Es = Pc · m = 8 000 · m Eu = 0,08 · Es; 35 167 = 0,08 · 8 000 · m m = 54,95 kg 9. Consultando la Tabla 5.2 (pág. 91), el consumo de carbón utilizado para generar electricidad fue de 37,26 · 106 toneladas. η = 0,33 = Eu /Es — Barco mercante: fuelóleo o fuel-oil. — Yate: gasolina, gasóleo o, si lleva velas, aire. — Autobús ecológico: gas natural y, modernamente, pila de hidrógeno. — Camión: gasóleo. — Automóvil: gasolina o gasóleo (gas-oil). 15. Parece ser que se originaron dos tipos de descomposiciones: • Una en presencia de oxígeno, mediante bacterias aerobias. • Otra en ausencia de oxígeno, mediante bacterias anaerobias. Página 97 17. La totalidad de las importaciones de gas natural en el año 2006 fueron de 26,90 Mtep (véase la Figura 5.1). La distribución por países (véase la Figura 5.12) fue de: • Argelia (32 %) = 26,90 · 0,32 = 8,60 Mtep • Egipto (13,5 %) = 26,90 · 0,135 = 3,63 Mtep • Trinidad y Tobago (9,5 %) = 26,90 · 0,095 = 2,55 Mtep • Libia (2 %) = 26,90 · 0,02 = 0,54 Mtep • Noruega (6 %) = 26,90 · 0,06 = 1,61 Mtep • Omán (2 %) = 26,90 · 0,02 = 0,54 Mtep Es = m · Pc Es = 37,26 · 109 · 7 000 = 2,6 · 10 14 kcal = 1,09 · 1018 J • Qatar (14,7 %) = 26,90 · 0,147 = 3,95 Mtep Eu = 0,33 · Es = 0,33 · 1,09 · 1018 = 3,6 · 1017 J = = 3,6 · 1017 W·s • Otros (0,1 %) = 26,90 · 0,001 = 0,027 Mtep Eu = 99 916 666 MWh Página 94 57 14. — Taxis: Actualmente, algo más de la mitad de los taxis de Madrid consume gasoil, y el resto, butano. 1.º Se introduce la hulla en una cámara cerrada, en la que se controla la cantidad de oxígeno existente. Se comienza a calentar. 3.º El coque (carbón de hulla) al rojo vivo se vierte sobre un vagón que lo transporta hasta una torre de apagado (cortina de agua). 05 • Nigeria (20,2 %) = 26,90 · 0,202 = 5,43 Mtep 18. — Bombona de 12,5 kg netos de carga de butano. Su tara ronda los 13 kg. Destinada al consuno doméstico. Uso preferente: cocción (cocinas y hornos), agua caliente (calentadores) y calefacción (estufas móviles). Color naranja. 11. Simplemente, introduciendo un tubo que penetre en el líquido. — Bombona de 11 kg de carga de propano. Su tara es del orden de los 13 kg. Destinada a usos particulares y a pequeños usos industriales: cocción (cocinas y hornos), agua calien te (calentadores y calderas), calefacción (estufas móviles y calderas), aplicaciones industriales (soldadores, fontane - Por efecto de las altísimas presiones a que está sometido, saldrá a gran presión de manera natural. ros, asfaltados, calefacciones, hornos y cocinas industriales, etc.), otros usos (barbacoas, calientaplatos, etcétera). Cuando la presión ha disminuido, es necesario utilizar bombas o inyectar agua o aire. Físicamente es igual que la bombona de butano de 12,5 kg y se diferencia porque tiene una banda negra en el casquete superior. 10. Porque el petróleo se encuentra en bolsas a tan altísimas presio nes que, si estuviese rodeado de roca permeable, saldría al exterior de manera natural. 12. El crudo no se utiliza tal y como se extrae de los yacimientos. Debe sufrir un fraccionamiento o separación de cada uno de los hidrocarburos que componen el crudo. Para ello, se emplea la destilación fraccionada. 13. El craqueado del petróleo consiste en calentar uno de sus hidrocarburos (aquel que menos demanda comercial tenga) por encima de la temperatura de ebullición, con objeto de romper sus moléculas y obtener otras de menor peso molecular que coincidan con las de los hidrocarburos de mayor demanda. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf — Bombona de 35 kg. La tara es de 35 kg. Tiene una altura de 143 cm y un diámetro de 30 cm. Destinada a uso comercial, aunque también se emplea —y cada vez más— para uso doméstico. Sus principales usos son: cocción (cocinas y hornos), agua caliente (calentadores y calderas), calefacción y calderas, industriales (soldadores, fontaneros, asfaltados, calefacciones, hornos y cocinas, etcétera). 57/128 5/24/2018 58 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 05 ENERGÍAS NO RENOVABLES — Bombona de 12 kg de mezcla automoción. Es similar a la bombona de butano de 12,5 kg o la de propano de 11 kg. La diferencia una franja pintada de color azul. Uso: permite utilizar GLP envasado como carburante en las carretillas elevadoras. Las ventajas de su uso son fundamentalmente económicas y medioambientales. Energía nuclear j Problemas propuestos Página 104 Página 101 19. 24. El plasma consiste en átomos totalmente ionizados; es decir, se trata de átomos que han perdido completamente sus electrones. Se puede conseguir plasma si se calientan átomos a temperatu ras próximas a los 100 000 °C. Calor Reactor Energía mecánica Energía eléctrica Giro de la turbina Alternador 1. Son aquellas energías que nos proporciona la naturaleza, pero que, una vez consumidas, no hay forma de obtenerlas de nuevo. Existen unas reservas limitadas y llegará un día en que se agoten. 2. a) Fuentes de energía renovables: hidráulica, solar, eólica, - 20. Moderadores: tienen como nalidad reducir la velocidad de los neutrones. Barras de control: regulan la cantidad de escisiones o roturas que se producen en la unidad de tiempo. Sirven, por tanto, para regular la potencia del reactor. 21. a) Los reactores PWR se diferencian de los BWR en que disponen de dos circuitos: — Uno primario, con el refrigerante del reactor siempre en estado líquido. — Uno secundario, en el que, al pasar el refrigerante por el intercambiador de vapor, se evapora y sirve para hacer mover las turbinas. Los reactores BWR disponen de un circuito, con lo que el refrigerante que extrae el calor del núcleo pasa a estado gaseoso y se dirige a las turbinas. b) Los reactores PWR son más seguros, ya que, si se rompe una de las tuberías que conduce el vapor a las turbinas, no se producirá escape de refrigerante radiactivo, pues no pasa por el reactor. Además, en estos reactores el calor del núcleo del reactor se extrae de una manera más segura al estar el refrigerante siempre en estado líquido, siendo su capacidad caloríca mayor que cuando está en estado gaseoso. 22. El intercambiador de calor permite transferir el calor transpor tado por el refrigerante del circuito primario (que está en estado líquido) al refrigerante del circuito secundario. Los refrigerantes de los circuitos primarios y secundarios no están en contacto. La transferencia de calor de un circuito a otro se hace a través de este elemento. En una central nuclear PWR, hay dos intercambiadores de calor (uno denominado «generador de vapor» y otro que se encarga de bajar la temperatura al vapor que sale de la turbina para que se licúe), por cada lazo de refrigeración que tenga el circuito primario de cada uno de los reactores. 23. Las razones son políticas. Existen diferentes grupos sociales (conservacionistas, ecologistas, partidos de izquierda, etc.) partidarios de su erradicación. Sus razones se basan en el ries go de fugas o explosiones nucleares, que afectarían a miles de personas en el entorno de la central. Actualmente se han puesto muchas expectativas en la energía nuclear de fusión. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf biomasa, térmica. RSU, maremotriz de las olas, geotérmica e hidro b) Fuentes de energía no renovables: carbón, derivados del petróleo, gas natural y energía nuclear. 3. Electricidad, butano, gasolina, gasóleo, queroseno, carbón de coque, fuelóleo, etcétera. 5. Grandes masas vegetales quedaron sepultadas debido a cata clismos; luego, sufrieron un proceso de carbonización parcial o total. 6. Son carbones fabricados por el ser humano. Existen dos tipos: • Carbón vegetal: se obtiene quemando madera apilada y recubierta con barro. De esta manera se obtiene una combustión parcial, ya que se controla el nivel de oxígeno presente. • Carbón de coque: se obtiene en las coquerías. Para ello, se introduce carbón de hulla en un recinto cerrado en el que se controla la cantidad de oxígeno. Se calienta toda la masa hasta unos 1 100 °C y se mantiene durante unas 16 horas. Luego se enfría. 7. Se pueden obtener muchos productos, pero los más importantes son: • Aceites: de ellos se obtienen medicamentos (ácido acetilsali cílico para fabricar aspirinas), colorantes, insecticidas, explo sivos, etcétera. • Pez: es un producto que se emplea para impermeabilizar tejados y asfaltar carreteras (asfalto). 8. Tienen como objetivo aumentar el rendimiento del carbón y reducir el impacto medioambiental. Para ello se emplean: • Combustión en lecho fluido: se pulveriza el carbón y se mezcla con cal. Luego, mediante una corriente de aire ascen dente, se mantiene otando mientras arde. Con ello se consigue que el azufre reaccione con la cal y no se emita a la atmósfera azufre, que genera la lluvia ácida, y que el carbón arda mejor, al tener una mayor supercie de contacto, aumentando el rendimiento. • Gasificación del carbón: se inyecta vapor de agua, mezclado con oxígeno o aire, a cierta temperatura en una masa de carbón; como consecuencia, se desprende un gas combustible que posteriormente se quema. 58/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om ENERGÍAS NO RENOVABLES 9. • Por la parte superior: gas natural y otros hidrocarburos en estado gaseoso. • Queroseno: 23 %. • Butano y propano: 2 %. • Laterales: roca impermeable (arcilla) y depósitos de sal. • Otros: 6 %. 10. a) Gasóleo, gasolina, queroseno, fuelóleo (fuel), alquitrán, butano y propano. b) Plásticos, neumáticos, bras textiles sintéticas, aceites sintéticos y paranas. 11. a) Arabia Saudí (11,4 %) = 75,31 · 0,114 = 8,53 Mtep. b) Nigeria (11,5 %) = 75,31 · 0,115 = 8,66 Mtep. c) Méjico (15,1 %) = 75,31 · 15,1 = 11,37 Mtep. d) Irán (8,7 %) = 75,31 · 0,087 = 6,55 Mtep. e) Noruega (5,1 %) = 75,31 · 0,051 = 3,84 Mtep. 12. • Gas ciudad o manufacturado: se obtiene durante la fabricación del carbón de coque (como subproducto). Tiene un poder caloríco de unas 5 000 kcal/m 3. Es muy tóxico y contaminante del medio ambiente. Hasta no hace mucho tiempo, se empleaba para usos domésticos en las grandes ciudades. En la actualidad solamente se emplea en la industria, especial mente en la obtención del carbón de coque. 59 • Gasolina: 20 %. • Parte inferior: agua salada. • Parte central: roca porosa. 05 18. • Hidrocarburos sólidos: — Alquitrán: asfaltar carreteras e impermeabilizar tejados o terrazas. — Paranas: usos industriales. • Hidrocarburos líquidos: — Aceites: lubricación de máquinas. — Fuelóleos: barcos y centrales térmicas. — Gasóleo: camiones, autobuses, trenes, coches y calefacciones. — Queroseno: aviones. — Gasolina: turismos y ciclomotores. • Hidrocarburos gaseosos: — Propano: uso en calefacción y agua caliente, industrial o particular. — Butano: uso doméstico. — Metano y etano: se queman en la renería. • Gas pobre o gas del alumbrado: se obtiene a partir de la combustión incompleta de materia vegetal. Su poder calorí co es muy pequeño (unas 1 500 kcal/m3). Se utilizó mucho en el alumbrado público de las calles durante el siglo XIX y como fuente de energía en máquinas industriales. 19. Por cada litro de crudo se obtienen 0,23 litros de queroseno. Por tanto, con 100 litros de crudo se obtendrán 23 litros de queroseno. • Acetileno: se obtiene al añadir agua al carburo de calcio (CaC2). Todavía se utiliza mucho como fuente de energía calo ríca en procesos de soldadura (soldadura oxiacetilénica). Su poder caloríco es de 13 600 kcal/m3. uranio enriquecido al 3 % ( U) o de plutonio ( Pu), mediante el impacto de un neutrón, generándose gran cantidad de energía en forma de calor. 20. Fisión nuclear: consiste en romper un núcleo de un átomo de 235 13. Observando la Figura 5.15 de la página 97, vemos que en la actualidad existen 10 renerías en España localizadas en: Carta gena (Murcia), San Roque (Cádiz), Tenerife, Huelva, El Ferrol (A Coruña), Bilbao, Tarragona, Castellón y Puertollano (Ciudad Real). 14. Es muy poco contaminante, ya que el porcentaje de azufre es muy bajo, generando en la combustión únicamente CO 2 y HO2. No es tóxico. 15. Gasoducto: son tuberías por las que se conduce el gas (gene ralmente, gas natural) para transportarlo desde los yacimientos o depósitos de almacenamiento (gasómetros) hasta los centros de consumo. Oleoducto: son tuberías por las que se transporta petróleo (crudo) o cualquier otro hidrocarburo en estado líquido. 16. Al principio se licúan los más pesados y al nal los más ligeros. Algunos de ellos no se llegan a licuar y se queman en la propia renería. El orden de licuado es: alquitrán, aceites, fuelóleo, gasóleo, petróleo, queroseno, gasolina, butano y propano. 17. Aproximadamente es (véase la Figura 5.11): • Gasóleo y fuelóleo: 37 %. • Alquitrán, paranas y aceites: 12 %. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 239 Reacción nuclear en cadena: es una forma incontrolada de siones, escisiones o roturas de núcleos atómicos. Por cada núcleo roto se suelen producir tres neutrones que pueden romper a su vez tres núcleos distintos; éstos, a su vez, romper otros tres, etc. De esta forma, en la reacción n, se estarán rompiendo 3n−1 núcleos simultáneamente. Si la cantidad de calor liberado no es eliminado, se produce tanto calor que da origen a una bomba atómica. 21. N = 38−1 = 2 187 átomos simultáneamente. 22. El intercambiador de calor permite transferir el calor transportado por el refrigerante del circuito primario (que está en estado líquido) al refrigerante del circuito secundario. Los refrigerantes de los circuitos primarios y secundarios no están en contacto. La transferencia de calor de un circuito a otro se hace a través de este elemento. En una central nuclear BWR, hay un intercambiador de calor (generador de calor) por cada lazo de refrigeración que tenga el circuito primario de cada uno de los reactores. 23. En la sión nuclear se rompen núcleos de átomos para formar átomos distintos y gran cantidad de energía. En la fusión nuclear se unen dos núcleos de dos elementos químicos distin tos (deuterio y tritio) para obtener un nuevo átomo (helio) y gran cantidad de calor. 59/128 5/24/2018 60 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 05 ENERGÍAS NO RENOVABLES 24. E = P · t; 14,85 GW·h = 14 850 MW·h = 990 · t; comienza a disminuir, hasta casi su desaparición, en el año 2006. t = 15 horas. 25. La fusión nuclear consiste en unir dos núcleos de dos elemen tos químicos (tritio y deuterio) para formar helio y obtener gran cantidad de calor. 4. La máxima producción de carbón se dio hacia 1998, dismi nuyendo ligeramente con posterioridad. La tendencia, no obstante, es estable. 26. Presenta tres tipos de problemas: 5. La energía hidráulica se ha mantenido constante a lo largo del tiempo. 1. Calentar los átomos de deuterio y tritio a altísimas temperaturas (que pueden llegar a los 300 millones de grados) y mantenerlos el tiempo suciente para que se inicie la fusión de los núcleos de deuterio y tritio. 33. 2. Disponer de recipientes adecuados para mantener estos elementos (átomos) en un recipiente que no se funda. Ventajas • Resulta más económico que hacer galerías. • Se destruyen hábitats que pueden ser importantes para la fauna y flora. • Ocurren menos accidentes. • Causa grandes impactos visuales. 3. Sacar la energía liberada en la fusión de los núcleos (generalmente calor) y transformarla en otro tipo de energía. 27. La reacción nuclear más contaminante es la sión, porque la materia prima empleada (uranio sionable) es muy radiacti va, así como los residuos (combustibles gastados). La cantidad de neutrones producto de la reacción nuclear es mayor en la sión. Inconvenientes • No se producen explosiones • El agua de lluvia puede debido a la presencia de arrastrar materia que grisú. contamine fuentes y ríos. 34. Burgos (Ayoluengo). Valencia (Chipirón). Tarragona (Casablanca, Rodaballo y Boquerón). Vizcaya (Albatros y Gaviota). Página 105 29. Observando la Tabla 5.2 podemos ver que el consumo de carbón en España en el año 2006 fue de 42,09 millones de toneladas. Podemos comprobar que el 88,52 % de carbón consumido se utiliza para generar energía eléctrica. El resto, 11,48 %, se usa para fabricar cemento, uso doméstico, industria y otros menesteres. 30. Para calefacciones. 31. a) Sí, cada año se gasta más energía y la tendencia es esa. b) Cada día se requiere más energía en la industria (automatización de procesos industriales), se viaja más (consumo de más petróleo) y mejora la calidad de vida en la vivienda (calefacción en invierno y aire acondicionado en verano). c) – Se mantienen: energía hidráulica, energía nuclear y energía del carbón. – Aumenta levemente: petróleo. – Se dispara: gas natural. d) El aumento en el consumo de gas natural se debe a la sustitución paulatina por este combustible del butano (en coci nas y calentadores), del gasóleo (calefacciones) y a los usos industriales. 32. a) Los momentos más importantes en la producción de energía en España en los últimos años son: 1. A nales de los años ochenta, la energía nuclear aumenta considerablemente. 35. El petróleo total consumido fue de 72,4 Mtep y el producido (según se muestra en el recuadro superior de la página 96 del libro del alumno) de 0,140 Mtep. Mediante una regla de tres: x = 0,19 %. No tiene por solamente lo que no da la lluvia 36. ácida. Enprácticamente la combustiónazufre, se genera H 2Oorigen y CO2,amientras que otros hidrocarburos generan monóxido de carbono (CO). 37. No. El gas natural que se suele encontrar en la parte superior de los pozos petrolíferos se conoce con el nombre de «gas natural húmedo», ya que se halla mezclado con combustibles gaseo sos derivados del petróleo. En la naturaleza también se puede encontrar gas natural en grandes bolsas, a altísimas presiones, compuesto únicamente por metano, etano y proporciones muy pequeñas de hidrógeno y nitrógeno. 38. • El gas natural se almacena en depósitos, denominados gasómetros, a altas presiones para que se licúe. Para transportarlo se utilizan camiones cisternas o tuberías (gasoductos). Cuando se transporta por gasoductos se hace en estado gaseoso, a una presión no muy grande para reducir pérdidas por ltraciones. • El crudo o petróleo se almacena en depósitos en estado líquido, a presión ordinaria. Luego se transporta hasta las renerías mediante oleoductos (tuberías), barcos, camiones o trenes. 39. MeV (megaelectrovoltio) es una unidad de energía utilizada en reacciones nucleares. Es igual a: 1 MeV = 1,602 · 10−13 J • Una unidad de masa atómica (u) es igual a: u = 1,66 · 10−27 kg. 2. Aproximadamente en el año 1986, se empieza a producir gas natural, pero parece que la tendencia es a desaparecer. 3. La producción de petróleo, aunque pequeña, parece que se ha mantenido baja hasta 1998. A partir de esa fecha http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf • Si la materia (1 unidad de masa atómica) se desintegra y se convierte en energía, mediante la fórmula de Einstein, tendremos la siguiente energía: E = 932,58 MeV 60/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om ENERGÍAS NO RENOVABLES 40. — En la página 100 del libro de texto gura la potencia de cada una. La suma total es 7 421 MW. — La energía eléctrica máxima generada al año, suponiendo que funcionasen las 24 horas, sería: 41. Algunas medidas podrían ser: • Sustituir las centrales térmicas por parques eólicos, que generen electricidad a partir de energía eólica. Nota: el poder caloríco del carbón es de 8 000 kcal/kg. 3. ¿Cuántos julios se utilizan para producir cemento en España en un año si se sabe que se utilizaron 0,4 · 10 6 Tm de carbón? Nota: el poder caloríco del carbón es de 8 000 kcal/kg. 4. ¿Cuál de los siguientes derivados del petróleo no es un gas? a) Butano. • Reducir la dependencia del vehículo para trayectos cortos que se pueden hacer a pie, en bicicleta, en autobús, metro, etcé tera. • Usar transporte público si el número de personas que ocupan un coche es reducido. b) Propano. c) Queroseno. 5. ¿Cómo se llama la reacción que se produce en el núcleo de un átomo que hace que éste se separe? a) Fusión. • Aislar las viviendas para evitar pérdidas de energía caloríca (calefacción). • Educar ecológicamente, que se aprenda a no derrochar energías procedentes del petróleo y del gas natural. E 42. h = __u Es Eu = m · Ce · Δt = 2 000 · 1 · Δ t = 2 000 · Δt m = d · V = 0,7 · 1,5 = 1,05 kg Es = Pc · m = 10 300 · 1,05 = 10 815 kcal Eu = h· Es 2 000 · Δt = 0,85 · 10 815 9 192,75 Δt = ________ = 4,6 °C 2 000 43. E = m 9· c2 = m · 12(3 · 108)2 = m · 912 · 1016 J E = 10 kcal = 10 cal = 4,18 · 10 J 4,18 · 1012 = m · 9 · 1016 m = 4,18 · 1012/9 · 1016 = 4,64 · 10−5 kg m = 0,046 g j Actividades de ampliación 1. Calcula la cantidad de carbón (antracita) que es necesario quemar en 10 horas en una caldera si su rendimiento es del 30 % y tiene una potencia útil de 40 kW. 61 2. Si en una central térmica el rendimiento es del 32 % y su potencia es de 75 000 kW, calcula la cantidad de carbón que consume al día esta central suponiendo un funcionamiento de 24 horas al día. E = P · t = 7 421 · 24 · 365 = 65 007 960 MW·h E = 65 007,96 GW·h 05 b) Fisión. c) Nucleación. j Soluciones actividades de ampliación 1. La energía obtenida en la caldera será: Eútil = P · t = 40 000 · 10 · 3600 J = 1,44 · 10 9 J = = 344 497,61 kcal E___ útil h = 0,3 = Es Es = m · PC = m · 8 000 344 497,61 0,3 = __________ m · 8 000 m = 143,54 kg 2. a) Lluvia ácida: la lluvia ácida se produce a consecuencia de las emisiones gaseosas de azufre y nitrógeno, que vuelven a la tierra arrastradas por la lluvia o la nieve. En este momento es cuando producen grandes daños a la vegetación y bosques. b) Efecto invernadero: este fenómeno hace referencia a la elevación de la temperatura de la atmósfera debido a la dicultad de disipar el calor por el aumento de la cantidad de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera y que procede de industrias y automóviles. Este efecto se supone que es el que provoca el cambio climático responsable de las altera ciones en las lluvias, olas de calor, etcétera. Dato: poder caloríco de la antracita = 8 000 kcal/kg. 2. ¿Cuáles son los efectos que sobre el medio ambiente tienen los siguientes tipos de contaminación debidos a la combustión de carbón? a) Lluvia ácida. b) Efecto invernadero. j Evaluación 1. Calcula el rendimiento de una central térmica que consume 250 000 kg de carbón al día y cuya potencia es de 30 000 kW. Nota: el poder caloríco del carbón es de 8 000 kcal/kg. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf j Soluciones evaluación 1. La energía obtenida en la central será: Eu = 30 000 · 24 · 10 3 · 3 600/(1 000 · 4,18) = 6,2 · 108 kcal Por tanto, podemos calcular ya el rendimiento: 61/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 05 62 η = Eu = Eaportada = ENERGÍAS NO RENOVABLES 6,2 · 108 = 0,31, es decir, 31 %. 8 000 · 250 000 2. La energía obtenida en la central será: E = 75 000 · 24 = 1 800 000 kW·h = 1,55 · 109 kcal 3. E = Pc · m = 8 000 · 0,40 · 10 6 · 103 = 3,2 · 1012 kcal = = 1,3 · 1016 J 4. c) Queroseno. 5. b) Fisión. La energía aportada es: Eaportada = 8 000 · m, de modo que susti tuimos en la expresión del rendimiento y despejamos m: 1,55 · 109 0,32 = _________ 8 000 · m sarios. ⇒ m = 605 562,2 kg de carbón son nece- http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 62/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 06 ENERGÍAS RENOVABLES j Actividades propuestas Página 110 1. • Energía potencial → Energía cinética del agua (tuberías). • Energía cinética del agua (turbina). → Energía cinética de rotación • Energía cinética de rotación → Energía eléctrica (alternador). 2. Ruedas hidráulicas • Bajo rendimiento ≤ 20% producida en otras centrales: térmicas, nucleares, etc.), se emplea para bombear agua del embalse inferior al superior. b) • Energía potencial → Energía cinética (velocidad del agua) → Energía cinética (rotación de la turbina) → Electricidad (alternador). • Electricidad → Energía cinética (giro de la bomba) → Energía cinética (velocidad del agua bombeada) → Energía potencial (agua subida al embalse superior). 8. Véase la cuestión número 13 de los Problemas propuestos al nal de la unidad. Turbinas • Rendimientos muy altos ≥ 80% • Giran a baja velocidad. • Giran a muy alta velocidad. • Son sistemas antiguos de aprovechamiento de la energía. • Son sistemas modernos de aprovechamiento de la energía hidráulica. 3. a) En ríos que tengan montañas laterales muy pronunciadas. b) Son más baratas porque su forma origina que, debido a la fuerza de presión del agua, sea sujetada por las montañas que la rodean (clavándose en ellas). 4. Se deberán colocar a una distancia del fondo del embalse de 1/3 de la altura total de la presa. De esta manera, se evita que fangos, tierra, piedras, etc., puedan penetrar por las conducciones y destruir las turbinas que giran a gran velocidad. Además, para evitar la entrada de ramas o troncos, dispondrán de una rejilla. 5. Tienen dos funciones: 9. Ventajas s a c ir tc é l e ro d i h s e l a tr n e C o t x i M o e b m o B o r u P o e b m o B a) Como depósitos de almacenamiento, suministrando más agua si el caudal requerido en la turbina aumenta momentá neamente. b) Evitar una sobrepresión en los conductos cuando se reduce el caudal de salida de agua. Por ejemplo, para reducir poten cia en la turbina hidráulica. 6. η = Eu /Es Es = 9,8 · Q · h · t = 9,8 · 3 · 100 · 30 · 24 = = 2116 800 kW·h Eu = η · Es = 0,9 · 2 116 800 = 1 905 120 kW·h = = 1 905,12 MW·h Página 111 7. a) La central de bombeo mixta consta de dos embalses. Uno superior, al que llega agua procedente de un río, y otro inferior (que en algunos casos coincide con otro embalse en escalón). El agua se almacena en el embalse superior, alimentando las turbinas a través de los conductos adecuados. Si el embalse superior está lleno, el agua rebosará y se irá por el río, llenando el embalse inferior (depósito). Cuando hay un excedente de energía y el embalse superior dispone de poca agua, esta energía (energía eléctrica que no se consume y es http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 63 Inconvenientes • Funciona sin • Prácticamente necesidad de ninguno. La dificultad para haber bombeado previamente agua al construir este tipo embalse superior. de centrales exige • Permite almacenar zonas con grandes energía en el embalse desniveles en superior, bombeando distancias cortas. agua del interior, cuando hay exceso de producción eléctrica. • Permite almacenar energía eléctrica (en forma de energía potencial) cuando existe un exceso que no se consume y no se pueden detener las centrales que la producen (térmicas, nucleares…). • Antes de poder utilizar el agua almacenada (energía) en el embalse superior es necesario haberla bombeado. • El rendimiento de este sistema de almacenamiento de energía es bajo. Página 115 11. El coeciente de radiación solar es variable y depende de muchos parámetros. Los más importantes son: latitud geográca, hora del día, estación del año y situación atmosférica. Su valor máximo es del orden de 1,3 cal/min · cm2 12. • Colocación de elementos de protección del viento procedente del norte y aprovechar el sol del sur para poner plantas, ores o verduras. • Abrir ventanas con orientación al sur para que entre el sol y se caliente la casa en invierno. • Colocar plástico, creando el efecto invernadero, para plantar ores o verduras en primavera o invierno. • Fabricar colectores planos artesanalmente para capturar la energía solar y aprovecharla para usos domésticos (calefac ción y agua corriente sanitaria). • Empleo de cocinas solares en verano en zonas cálidas (sur de España), para ahorrar combustible. Habrá que orientarlas hacia el sol, con objeto de obtener la máxima energía posible. 13. S = 120 m2 = 120 · 104 cm2 = 1,2 · 106 cm2 Q/t = K · S = 0,6 · 1,2 · 106 = 720 000 cal/min = 720 kcal/min Q/t = 43 200 kcal/h 63/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 06 64 ENERGÍAS RENOVABLES 14. Para hacer el cálculo, suponemos un tiempo t = 1 hora: u u /Es;=E47· = P3·600 t = ·(29 = EW·h + 9 + 9) · t = 47 · t = 47 · 1 W·h = = 47 W·s η Página 119 19. • Restos de uva, se transforman en alcohol. • Pirólisis o fabricación de carbón vegetal. La madera se convierte en carbón. Eu = 169 200 J = 40 478,47 cal Es = Q = K · t · S = 0,8 · 60 · S • Obtención de biogás a partir de excrementos y restos de materia orgánica en Leche Alba (Zaragoza). Eu = h · Es; 40 478,47 = 0,3 · Es 40 478,47 cal = 0,3 · 0,8 · 60 · S 20. Pc (real) = Pc · p · [273/(273 + t)] = S = 2 811 cm2 = 0,28 m2 = 4 500 · 1,5 ·[273/(273 + 25) = 6 183,72 kcal/m 3 Q = 0,5 · 6 183,72 = 3 091,86 kcal Página 117 15. Eútil = Pútil · t = 44,85 · 10 = 448,45 kWh Página 121 17. • Mover yates. Para ello se emplean velas. 21. a) Hidrotérmico: el agua se encuentra en el interior de la • Aeroturbinas eólicas. • Molino americano para extraer agua. tierra a una temperatura entre 40 y 200 °C. Cuando se hace un agujero, sale a presión. 18. a) Se compone de dos semicilindros desplazados uno respecto b) Geopresurizado: suelen estar a mucha mayor profundi dad. El agua, que sale a una presión muy grande y a más de 200 °C, suele aparecer mezclada con gas natural. del otro y sujetos verticalmente mediante cables. b) Se puede construir una aeroturbina a partir de una lata de refresco. Para ello: 1. Cortar la lata por la mitad con la ayuda de una sierra de arco o tijeras. Usar guantes de cuero para evitar accidentes. 2. Lijar toda la parte superior e inferior del bote (con ello se elimina la capa plástica que impide la soldadura blan da). 3. Cortar dos trozos de hojalata y hacerles un agujero, con el mismo diámetro que el eje de la aeroturbina. 4. Soldar las chapas (3) a 1/5 de distancia de uno de los extremos. El agujero deberá quedar medio tapado por la chapa del bote. 5. Doblar la chapa del bote, alejado del agujero, para que entre el eje con facilidad. 6. Colocar la otra mitad del bote, procurando que su centro coincida con el del eje. Doblar un poco la hojalata para que el eje entre bien. 7. Soldar la hojalata a la otra mitad del bote. 8. Cortar dos trozos de hojalata y soldarlo por la parte superior e inferior. 9. Y, por último, introducir el eje y un tubo por la parte inferior. c) Roca caliente: no hay agua. La roca se encuentra a gran temperatura (puede llegar a los 300 °C). Al introducir el agua fría, se puede sacar la energía caloríca. 22. El agua que se encuentra en esos yacimientos geotérmicos puede proceder de ltraciones del terreno, debido a lluvias, deshielos, ríos, etcétera. m 23. Q = 4 m3/h = 4 · 103 l/h = 4 · 103 kg/h = t 3 E/t = Ce · m T t · (TF – i ) = 1 · 4 · 10 · (75 – 15) = = 240 000 kcal/h Página 122 24. • Cuando la marea empieza a subir, se cierran las compuertas y se dejan cerradas hasta que casi ha llegado a pleamar. • Se abren las compuertas y las turbinas comienzan a funcionar, como si se tratase de un embalse. Se calcula para que el estuario esté completamente lleno cuando la marea comience a bajar. • Se cierran de nuevo las compuertas hasta que la marea esté próxima a su punto más bajo (bajamar). Luego se abren las compuertas y comienzan a funcionar de nuevo las turbinas, mientras sale el agua del estuario. Deberá haber salido toda el agua que entró cuando la marea comience a subir de nuevo. Para transformar la energía potencial del agua en energía eléctrica se emplean turbinas que van conectadas a un alter nador. CO LA Cortar (1) Lijar (2) 25. Son desperdicios sólidos, generados por la actividad doméstica (3) o comercial. Soldar (8) 26. a) Incineración: quemando aquellos productos que ardan y Soldar (4) Soldar (7) http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf aprovechando su energía caloríca. b) Fermentación: todos los residuos orgánicos se pueden hacer fermentar y obtener biogás, que se empleará como combustible. 64/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om ENERGÍAS RENOVABLES 27. • Muebles de madera. Mediante incineración. • Plásticos. Mediante incineración. • Productos textiles. Incineración. • Materia orgánica (cáscaras de patatas, cortezas de plátanos, verduras, etc.). Biogás. • Papeles y cartones. Incineración. 28. a) Para obtener electricidad. Incineración Energía caloríca Alternador Vapor de agua Giro de turbina de vapor b) Para producir biogás. Calentar hasta . 30 °C Biogás Extraer restos Compost Página 123 Energía cinética de la ola Energía eléctrica Energía cinética de una turbina hidráulica b) • Se trata de una rueda que en su periferia lleva una serie de «cucharas» que soportan el choque de un potentísimo chorro de agua. • Las cucharas reciben el agua frontalmente y la desvían 90° en sentidos opuestos, provocando un giro radial de la turbina. • Para aumentar la potencia, basta con añadir un mayor número de chorros. • Su rendimiento es del 90%. • Placas fotovoltaicas. • Central solar de colectores cilíndrico-parabólicos. • Central solar de campo de helióstatos. b) Energía solar en energía térmica. • Invernadero. • Recinto cerrado con cristales. • Colectores planos. • Horno solar. 4. Se podría emplear el mismo sistema que se indica en la Figura Un líquido a gran presión hace girar una turbina hidráulica (usa el principio de la bomba de la bicicleta, con aceite en vez de aire) 2. Mediante empuje vertical (flotación). Exactamente igual que el anterior, sólo que en vez de aprovechar el empuje, se aprovecha la otabilidad de un cuerpo ligero. 3. Mediante presión. Energía de la ola 1. a) La más adecuada sería una turbina Pelton. b) La placa fotovoltaica transforma la energía solar en energía eléctrica directamente. Energía cinética del soporte Alternador Página 126 Sol en energía caloríca (calor). Movimiento Energía cinética del líquido Problemas propuestos 3. a) El colector solar transforma la energía electromagnética del 29. 1. Mediante empuje de la ola. Movimiento 65 2. Existen varios procedimientos: a) Energía solar en energía eléctrica. Mantener durante algunos días Introducción en un recipiente j 06 6.12 de la página 114 (desalinadora de agua marina). Al calentar el agua, se evapora y, posteriormente, se condensa, depo sitándose en otro recinto. En el primer recinto quedarán los fangos secos, una vez que se ha evaporado toda el agua. 5. • La constante solar (K) es la intensidad de radiación solar, medida fuera de la atmósfera. Se le considera invariable a lo largo del año. Su valor es K = 1,94 cal/min · cm2 • El coeciente de radiación solar (K) es la intensidad de radiación solar en un punto cualquiera de la supercie del planeta. Es un valor variable, que depende de muchos parámetros. Su valor puede estar comprendido entre 0 y 1,3 cal/min · cm 2. El valor que se suele tomar en un día de verano es: K = 0,9 cal/min · cm2 6. a) La parábola-cilíndrica tiene la propiedad de reejar todos Aumento de presión del aire Energía de presión Energía eléctrica Energía cinética de rotación Giro del alternador Giro de la turbina 30. Aparece explicado en el apartado 6.8 A, de la página 123 del libro de texto. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf los rayos sobre una línea. Si sobre esa línea se coloca una tubería, se habrá concentrado gran cantidad de rayos, apor tando una gran energía caloríca. b) No se emplean para lo mismo. Los colectores planos se usan para calentar agua para diversos usos, mientras que los colectores cilíndrico-parabólicos se emplean para transformar la energía solar en energía eléctrica, pero aprovechándola desde un punto de vista caloríco. 7. El horno solar consiste en un campo de helióstatos (espejos planos orientables) que reejan los rayos sobre una gran pará - 65/128 5/24/2018 66 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 06 ENERGÍAS RENOVABLES 9. a) Sólidos y líquidos: bola. Esta parábola concentra los rayos en una zona muy redu cida u horno, consiguiéndose temperaturas de hasta 4 000°C. Se emplea en investigaciones cientícas relacionadas con la fusión de metales y otros materiales. 1. Etanol (~6 000 kcal/kg). 2. Serrín (4 320 kcal/kg). 3. Madera seca (2 800 kcal/kg). 8. • Obtención del gas pobre: consiste en elevar la temperatura de un horno, en el que está ardiendo materia orgánica, entre 700 y 1 500 °C, limitando la cantidad de aire que entra entre un 10 y un 50 % de lo teóricamente necesario. Este aire se hace pasar por el material ardiendo a gran velocidad. • Obtención del gas de síntesis: el proceso de obtención es igual que en el caso anterior, pero en vez de aire, se emplea oxígeno puro. • Obtención del alcohol de quemar: se obtiene mediante una transformación de glucosa en etanol, por la acción de microorganismos (levaduras y hongos unicelulares). b) Gases combustibles: 1. Biogás (4 500 kcal/m3). 2. Gas pobre = gas del gasógeno (1 200-2 600 kcal/m3). 10. Los yacimientos geopresurizados se encuentran a enormes presiones (el agua que puede estar a 200 °C se suele encontrar en estado líquido). Si no estuviesen recubiertos por roca imper mable, el agua y el vapor saldrían a la atmósfera o se ltrarían hacia otros lugares. 13. Las centrales hidroeléctricas españolas más importantes son: 265 480 Sil Orense 262 800 Ebro Tarragona 228 000 Camba Orense 225 000 Miño Lugo 225 000 Tajo Cáceres 221 400 Ribagorzana Huesca 210 000 Ribera del Huelva 206 000 206 000 189 800 180 000 Tajo Duero Duero Tajo Sevilla Guadalajara Zamora Zamora Toledo (1) Central de bombeo mixto (2) Central de bombeo puro 1 – 2 1 – 2 – 2 2 – 1 – – 1 – 1 2 2 2 – – – 159 000 133 200 133 000 130 000 129 200 126 000 124 000 121 600 120 440 112 000 110 000 108 000 102 100 Miño Duero Nalón Miño Tajo-Tiétar Navia Júcar Sil Lladorre Miño Tajo Ribagorzana Guadiana Lugo Zamora Orense Asturias Cáceres Asturias Valencia Orense Lleida Orense Cáceres Huesca Badajoz – – 1 – 1 – – – – – 1 – – Nombre de la central Potencia (kW) Río Provincia 1. Aldeadávila I-II 2. José M.ª de Oriol 3. Cortes-La Muela 4. Villarino 5. Saucelle I-II 6. Estany Gento- Sallente 7. Cedillo 8. Tajo de la Encantada 9. Aguayo 10. Mequinenza 11. Puente Bibey 12. San Esteban 13. Ribarroja 14. Conso 15. Belesar 16. Valdecañas 17. Moralets 18. Guillena 19. Bolarque I y II 20. Villalcampo I y II 21. Castro I y II 22. Azután 1139 200 Duero Salamanca 915 200 Tajo Cáceres 908 350 810 000 Júcar Tormes Valencia Salamanca 570 000 Duero Salamanca 451 000 Flamisell Lleida 440 000 360 000 Tajo Guadalhorce Cáceres Málaga 339 200 Torina Cantabria 324 000 Ebro Zaragoza 285 250 Bibey Orense 23. Los Peares 25. Esla 26. Tanes 27. Frieira 28. Torrejón 29. Salime 30. Cofrentes 31. Cornatel 32. Tabescán Superior 33. Castrelo 34. Gabriel y Galán 35. Canelles 36. Cíjara I y II http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 66/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om ENERGÍAS RENOVABLES 06 67 — Hay 8 centrales de bombeo puro. Calor emitido = calor absorbido — Hay 8 centrales de bombeo mixto. — Hay 20 que no disponen de bombeo. Por tanto, no hay posibilidad de almacenar energía procedente de otras centrales. K · t · S = m · C e · (Tf Ti ); caudal = Q = m/t S = C e · (T f – T i) · m/(t · K) = Q · Ce · (T t – T i )/K = 10 4 · 1 · · (90 – 8)/0,5 = 1 440 000 cm 2 S = 144 m2 14. Aquellas minicentrales tenían como objeto principal el abaste cimiento de energía eléctrica a pequeñas industrias y localidades aisladas. Pero como el número de usuarios era reducido, su mantenimiento resultaba caro. Con la generalización de la Red Nacional de abastecimiento no pudieron competir, se hundieron y tuvieron que cerrar. c) Cantidad de energía capturada diariamente por el colector. Q = K · t · S = 0,5 · 4 · 60 · 1 440 000 = 172 800 000 cal. Q = 172 800 kcal 21. La energía caloríca obtenida a lo largo de un año será: En la actualidad, existen subvenciones que animan a empresarios a invertir de nuevo en este tipo de centrales que producen energía ecológica y renovable. E1 = 172 800 · 300 = 5,18 · 107 kcal = 5,18 · 1010 cal = E1 = 2,17 · 10 11 J = 2,17 · 1011 W·s = 60 192 000 W·h = = 60 192 kWh 15. El etanol de 94° tiene un poder caloríco de unas 6 000 kcal/kg (véase la Figura 6.22 de la página 119). Cada kilogramo de glucosa genera 510 g de etanol. m = 0,510 · 3 = 1,53 kg de etanol. El precio de la energía anterior (E1) hubiese sido: Precio = 60 192 · 0,08 = 4 815,36 € 22. La cantidad de energía recibida por el colector diariamente será: Q = Pc · m = 6 000 · 1,53 = 9 180 kcal t = 6 · 60 = 360 min; S = 4 m2 = 4 ·104 cm2 16. La primera es una fermentación con oxígeno y la segunda es una Q1 = K · t · S = 0,8 · 360 · 4 · 104 = 11 520 000 cal = fermentación sin oxígeno. = 11 520 kcal a) En la fermentación alcohólica se transforma la glucosa en etanol o, lo que es lo mismo, alcohol etílico, debido a la acción de microorganismos (levaduras y hongos unicelulares). La cantidad de energía obtenida al año será de: QT = 11 520 · 150 = 1 728 000 kcal = 7,22 ·10 9 J = = 7,22 · 109 W·s b) En la fermentación anaerobia se produce biogás (metano y dióxido de carbono), debido a la acción de bacterias QT = 2 006 400 W·h = 2 006,4 kWh El dinero ahorrado al año será: anaerobias, que viven en ausencia de oxígeno. Se usa como combustible. Precio = 2 006,4 · 0,08 = 160,51 €/año. El tiempo en amortizar lo que ha costado será: 17. v = 50 km/h = 50 · 103/3 600 = 13,89 m/s 2 600 € = 160,51 · t; t = 16,20 años. S = π · R2 = 3,14 · 31,52 = 3 117,25 m 2 a) Pviento = 0,37 · S · v3 = 0,37 · 3 117,25 · 13,89 3 = = 3 090 119,1 W Pviento = 3 090,12 kW b) Potencia absorbida por cada aerogenerador: Pútil = Pabsorbida = η · Pviento = 0,9 · 3 090,12 = 2 781,11 kW j 1. Localiza los principales embalses que alimentan las centrales hidráulicas españolas, así como algunas de sus características técnicas más relevantes. c) E = Pútil · t = 2 781,11 · 180 · 24 = 12 014 382,97 kW·h E = 12 014,38 MWh d) Coste de cada generador = Energía producida al año · Precio kW·h · N.º de años. 500 000 € = 12 014 382,97 · 0,09 · N Actividades de ampliación 2. Busca en diversos medios (revistas, periódicos, Internet, enci clopedias, etc.) la información que puedas sobre la potencia obtenida con energía eólica en la Unión Europea. N = 0,46 años e) Etotal = 60 · 12 014,38 MW·h = 720 862,98 MW·h = = 720,86 GWh j Evaluación 1. Si en una central hidroeléctrica hay un desnivel de 20 m y pasa Página 127 20. a) Para calentar el agua a 90° se va a requerir un colector plano aislado térmicamente y con el vacío en su interior. b) La supercie del colector será: caudal = Q = 600 l/h = = 6 · 105 g/h; Q = 104 g/min http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf un caudal de 15 m3/s, ¿cuál es su potencia real? Suponer un rendimiento del 0,93. 2. En un invernadero cuyos cristales superiores tienen unas dimensiones de 10 × 4 metros, calcular el calor que habrá entrado en un día con 9 horas de sol si suponemos que no ha habido pérdidas. K = 0,85 cal/min · cm2. 67/128 5/24/2018 68 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 06 ENERGÍAS RENOVABLES 3. En un balneario se obtienen 12 m3/hora de agua a 84 °C. ¿Cuál es la cantidad de energía que se obtiene cada día? La tempera tura de referencia son 20 °C. Soluciones evaluación 4. ¿Cuál de los siguientes tipos no es una clase de turbina? 1. Preal = η · Pteórica = 0,93 · 9,8 · 15 · 20 = 2 734,2 kW 2. La supercie del invernadero será: a) Fourneyron. S = 1 000 · 400 = 400 000 cm 2 b) Kaplan. Por tanto, el calor que habrá entrado es: c) Stewart. Q = 0,85 · 540 · 400 000 = 183 600 kcal 5. ¿Cuál es la potencia máxima que se obtiene en las minicentrales hidráulicas? a) 10 MW. b) 75 MW. c) 20 MW. 3. Q = 12 m3/hora= 12 000 kg/h En un día se tendrán 12 000 · 24 = 288 000 kg de agua. E = Ce · m · ∆T = 1 · 288 000 · (84 – 20) = 18 432 000 kcal 4. c) Kaplan. 5. a) 10 MW. j Soluciones actividades de ampliación 1. Pr incipales embalses de interés hidroeléctr ico en España. Consulta la tabla que aparece en la solución de la Actividad 13 de la página 66 de este solucionario. 2. Potencia eólica instalada en la UE, 2006. Fuente: IDAE/EurObserver. Obtenido de: http://www.ercyl. com/pdf/doc_eolica/situacion_de_la_energia_eolica_en_ espa%C3%B1a_junio_2007.pdf http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 68/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 07 LA ENERGÍA EN NUESTRO ENTORNO j Actividades propuestas Página 134 4. Página 130 1. Fusión fría 69 Fusión ordinaria • Se realiza a temperatura ambiente. • Hay que elevar la temperatura de los átomos que se van a fusionar a más de 100 millones de grados. • Se combinan dos átomos de deuterio para formar uno de helio. • Se combinan un núcleo de deuterio y otro de tritio para formar un núcleo más pesado (helio). Gas Quemador Energía química Energía caloríca Intercambiador de calor Calentamiento del agua Energía caloríca 5. Agua fría • La mejor es la fusión fría. • Ventajas: — Se produciría a temperatura ambiente. — Sería una energía baratísima. — No produciría ningún residuo peligroso para el medio ambiente. — Su uso no acarrearía ningún peligro de explosión, incendio, etcétera. 2. a) Entre dos electrodos se encuentra un electrolito que deja pasar iones positivos de hidrógeno, que se unen al oxíge no, generando una diferencia de potencial muy pequeña y vapor de agua. Como la tensión es muy pequeña, se colocan muchas pilas de hidrógeno en paralelo. b) Las ventajas que aporta el empleo de pilas de hidrógeno en la producción de energía secundaria es importante, resaltando: • No se produce contaminación alguna. • El rendimiento obtenido es muy alto. • La materia prima (hidrógeno y oxígeno del aire) es muy barata. El hidrógeno se podría obtener del agua. El proble ma es que todavía resulta caro producir el hidrógeno puro. Se están ensayando métodos en los que se utiliza la ener gía solar para descomponer el H 2 del agua. Página 132 3. Chispa (calor) Intercambiador de calor Energía Energía química caloríca Calefacción del coche Radiador Gira el cigüeñal Energía mecánica Al exterior Página 137 6. La ubicación idónea será aquella zona en la que el número de horas anual de sol sea mayor, teniendo en cuenta, además, el coeciente de radiación solar. Normalmente, estos valores suelen ser máximos en las mismas zonas o zonas colindantes. Estos lugares son: • Tenerife, 1 940 KWh/m2 año y 2 897 horas/año. • Málaga, 1 700 kWh/m2 año y 3 023 horas/año. • Murcia, 1 800 kWh/m2 año y 2 280 horas/año. • Almería, 1 710 kWh/m2 año y 3 052 horas/año. 7. Observando la Figura 7.15 de la página 137, serían: Aragón (Zaragoza), Galicia (A Coruña y Lugo), Castilla-La Mancha (Albacete) y las islas Canarias. 8. Observando la Figura 7.14 de la página 137, vemos en cada provincia dos valores. El superior corresponde a la energía anual (en kWh), en forma de calor, recibida en ese lugar a lo largo del año, por metro cuadrado. Su valor es: • Madrid: 1 560 KWh. • Zamora: 1 470 KWh. • Murcia: 1 800 KWh. Calor • Santa Cruz de Tenerife: 1 940 KWh. Rozamiento Aire acondicionado Energía eléctrica Agua caliente Parte de la energía se convierte en electricidad gracias al alternador Energía mecánica Energía luminosa Energía acústica Motor de arranque Luces del coche Claxon http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf • Palma de Mallorca: 1 520 KWh. • Alicante: 1 750 KWh. 9. El uso del sistema indirecto en calentadores de agua mediante colectores solares planos tiene la ventaja, frente a los de efec to termosifón, de no depositarse cal en la zona del colector. Al disponer de dos circuitos, el agua que transporta la energía caloríca desde el colector al depósito puede ser agua destila da, a la que se puede añadir anticongelante (si el colector está situado en zonas en las que hiela en invierno). 69/128 5/24/2018 70 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 07 LA ENERGÍA EN NUESTRO ENTORNO Página 140 10. a) Casa: electricidad y butano. b) Instituto: electricidad y gasóleo. j Problemas propuestos Página 142 1. a) Todavía no es un proceso de obtención de energía. Fueron los cientícos Martín y Stanley quienes aseguraron haber observado indicios de esta fusión fría. Pero hasta el momento no se ha podido comprobar ni desarrollar. Consiste en hacer pasar una corriente eléctrica a través de una celda electrolítica en la que el cátodo es de paladio (Pd) y el ánodo de platino (Pt). El baño conductor es un compuesto de litio, oxígeno y deuterio, disuelto en agua pesada. 10. a) Las líneas o redes primarias son aquellos cables que unen las estaciones transformadoras con las subestaciones de transformación. b) Las líneas de transporte son las mismas que las líneas primarias. 11. Para reducir el voltaje, convirtiéndolo de 420 000 V a 132 000 V. 12. a) La cogeneración es un proceso de aprovechamiento de la energía residual (que normalmente se tira, ya que no es posible aprovecharla, debido al bajo rendimiento de las máquinas) cuando se está «produciendo» energía mecánica o eléctrica, para utilizarla en otros usos industriales o domésticos. b) Los más usados son: — Cogeneración mediante motor de ciclo diésel. — Cogeneración mediante turbina de gas. 13. Electricidad Calor (Vapor) Hogar Calor b) Todavía no se utiliza porque no se ha desarrollado. 2. a) Hidrógeno líquido y oxígeno (del aire). b) Ninguno. Solamente se libera H2O y algo de calor, además de electricidad. Energía química 3. a) Energía eléctrica. (Agua) b) En la actualidad se emplea para mover vehículos (autobuses). 4. a) La energía solar fotovoltaica, independientemente de la potencia instalada. b) La energía eólica y energía de la biomasa. c) Porque el gobierno está intentando que personas particulares instalen placas solares fotovoltaicas para uso propio y venta a grandes productoras eléctricas. La energía procedente de la biomasa es renovable pero contaminante y la ener gía eólica está bastante generalizada en España (hace unos años también tenía subvenciones y precios más altos). d) La energía eléctrica producida por cualquier medio siempre tiene igual calidad. Alternador (Vapor) Calor Intercambiador de calor Calor Otros usos industriales ma (A o B). 15. La solución idónea sería colocar dos electroválvulas en las dos tuberías que conectan con el colector (más o menos, a la salida del acumulador —Figuras 7.12 y 7.13 de la página 136—), que se cerrarían cuando funcionase el radiador eléctrico que calienta el agua. 21. a) • Gasóleo A: para automóviles (coches, trenes, camiones, autocares, etcétera). • Gasóleo B: para usos agrícolas (tractores, cosechadoras, segadoras, etcétera). • Gasóleo C: para calefacciones. Los tres tipos de gasóleo se diferencian solamente en el color. Cada uno de ellos tiene un precio distinto. 6. Entre 15 000 y 20 000 voltios. Lo que pretende el gobierno es subvencionar determinados usos del gasóleo, y por ello ha establecido estos tres tipos. El más caro es el gasóleo A. 7. a) La estación transformadora se encuentra en las proximidades de los lugares de producción de electricidad (centrales hidroeléctricas, centrales nucleares, centrales térmicas, etc.), transformando el voltaje de 15 000-20 000 V a 420 000 V. 8. Las casetas de transformación son transformadores que se encuentran en el interior de la población. Transforman el volta je de 20 000 V a 220, 380, o cualquier voltaje que demande el usuario. mecánica 14. Todos los receptores deberían ser de eciencia energética máxi- 5. La energía renovable de mayor subvención es la solar fotovoltaica con potencias instaladas menores de 100 kW (véase el apar tado «Saber más» de la página 131). b) Los centros de transformación suelen encontrarse en las afueras de las ciudades y transforman el voltaje de 132 000 V a 20 000 V. Energía Turbina de vapor La policía suele hacer análisis a vehículos (camiones, autobuses, etc.) para comprobar que usan el gasóleo A (mediante el color) y no otro más barato. 22. a) Según su Pc: • Líquidos: Gasóleo (10 300 kcal/kg). • Gaseosos: Butano (28 500 kcal/m3). Propano (22 350 kcal/m3). 3 Gas natural (8 540 kcal/m ). http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 70/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om LA ENERGÍA EN NUESTRO ENTORNO b) Según su precio/KWh: • Electricidad: 0,1333 €/KWh • Gas natural: 0,1314 €/KWh • Propano: 0,098 €/KWh • Butano: 0,0709 €/KWh • Gasóleo C: 0,0516 €/KWh 24. Como se puede observar, un pila de hidrógeno es eso, una pila (acumulador de energía), no una fuente de energía. 30. a) Durante la construcción: • Colocar aislamiento térmico en paredes (bra de vidrio, poliuretano o poliestireno comprimido) formado por ambos lados de una capa na de aluminio que reeja las radiaciones electromagnéticas. Energía química η = Calor Electricidad • Ventanas al sur y norte, con doble acristalamiento y vidrios dobles. Calor Usos industriales • Instalación de un equipo de aire acondicionado con tecnología Invertir (que ahorra hasta un 25 % porque evita que el motor-compresor esté parando y arrancando constantemente). b) Durante el uso: Eu/Es; Es = Pc · m1 = 8 000 · 6 = 48 000 kcal Eu = Ce · m2 · (Tf – Ti ) = 1 · 1 500 · (38 – 12) = 39 000 kcal 25. η = 39 000/48 000 = 0,8125 = 81,25 % η = 76 % = 0,76 = Eu/Es Eu = m · C e · (Tf – Ti ) = • Durante el invierno bajar las persianas que dan al norte y abrir las que dan al sur para que entre el sol. • En verano bajar las persianas que dan al sur y abrir las que dan al norte. Así no entra el sol y sí la luminosidad. m · 1 · (35 – 14) = m · 21 • Ventilar la habitación durante un tiempo corto en invierno y luego usar la bomba de calor. Es = Pc · m1 = 9 400 · 12,5 = 117 500 kcal Eu = η 71 En la actualidad se está obteniendo hidrógeno a través del gas natural, que es más barato pero es una energía no renovable. Página 143 23. 07 · Es = 0,76 · 117 500 = 89 300 kcal m · 21 = 89 300; m = 89 300/21 = 4 252,38 kg = 4 252 litros 26. Según la Figura 7.14 de la página 137, la media anual de sol en Murcia es de 2 280 horas. Potencia instalada: 2 200 W. La energía máxima generada cada hora será E1 = 2,2 kW·h. El precio al que se venderá la electricidad durante los primeros 25 años será del 575 % respecto del precio normal (actualmen te es de 0,07 €/KWh). Véase la columna derecha de la página 131. Tenemos: 22 000 € = 0,4025 €/kWh · 2,2 kWh · 2 280 horas · X (años) X = 10,89 años. Lavadora P ~ 220 V Inversor 12 V Batería = 1,2 kW P1 = potencia de la lavadora P2 = potencia de la batería P1 = 1,2 kW P1 = V1 · I1; I1 = P1/V1 = 1 200/220 = 5,45 A Potencia de la lavadora = potencia de la batería P1 = 220 · 5,45 = 12 · I2; I2 = 100 A Q = I2 · t; t = Q/I2 = 250 A·h/100 A = 2,5 horas 29. El hidrógeno líquido usado en la pila de hidrógeno es una energía secundaria. No hay depósitos naturales de hidrógeno como ocurre con el gas natural o petróleo. Actividades de ampliación 1. Cita alguna forma de ahorro energético que pueda ser puesta en práctica en un domicilio particular, como tu casa. 2. Explica cómo se realiza la cogeneración con un motor diésel. j Precio = 0,07 · 5,75 = 0,4025 €/KWh 28. j Evaluación 1. Una batería tiene una capacidad de 600 Ah y un voltaje de 9 V. Si la batería está en un automóvil que requiere una potencia de 825 W, ¿cuánto tiempo tardará en gastarse? 2. Si una batería de 500 Ah y 9 V debe recargarse con otra de 270 Ah, ¿cuánto tiempo tardará? 3. Para calentar 2 000 litros de agua de 15 °C a 36 °C se ha usado gasóleo C. ¿Cuántos litros de combustible serán necesarios? Nota: Pc (gasóleo) = 10 300 kcal/kg Densidad = 0,8 kg/L 4. ¿Cómo se llaman los cables que unen las centrales de producción con las subestaciones de transformación? a) Redes de inicio. b) Redes primarias. c) Redes secundarias. 5. ¿Cuál es el tipo de energía más utilizado en viviendas? El hidrógeno líquido se puede obtener del agua a través de un proceso denominado electrólisis. El problema que tiene es que este método es muy caro. Se gasta más energía eléctrica en a) Eléctrica. producirlo que la energía que se obtiene posteriormente. c) Gasóleo C. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf b) Gas natural. 71/128 5/24/2018 72 j Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 07 LA ENERGÍA EN NUESTRO ENTORNO Soluciones actividades de j ampliación 1. • Cerrar las ventanas cuando esté la calefacción encendida. • Ducharse en lugar de bañarse. • Apagar las luces de los lugares que no se utilizan. • Sellar las rendijas de puertas y ventanas. • Comprar electrodomésticos con clasicación energética A o B. • Utilizar bombillas de ahorro energético. • Reciclar todos los elementos de desecho posibles: papel, cartón, plásticos, vidrio, pilas, etcétera. 2. Este sistema de cogeneración consiste en acoplar a un motor diésel un alternador con el que se genera electricidad. El calor que se obtiene se elimina usando radiadores y ventiladores que, conducido por canalizaciones adecuadas, se utiliza en procesos industriales, como calefacción, calentamiento de agua, climatización de piscinas, etcétera. Soluciones evaluación 1. La intensidad que circula es: 825 I = ____ = 91,67 A 9 Por tanto, el tiempo que tardará en gastarse es: Q 600 t = __ = ______ = 6,55 horas I 91,67 2. Si la batería de 270 Ah da 270 A cada hora; para calcular cuánto tarda en dar 500 A se establece una regla de tres: 270 A → 1 h 500 A → x ⎫ x = _______ 500 ∙ 1 = 1,85 h ⎬ 270 ⎭ 3. Q = Ce · m · ∆T = 1 · 2 000 · (36 – 15) = 42 000 kcal Q = m · Pc, luego despejamos la masa para obtener el dato pedi do: Q 42 000 m = __ = ______ = 4,078 kg Pc 10 300 4. b) Redes primarias. 5. a) Eléctrica. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 72/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om LOS MATERIALES: TIPOS Y PROPIEDADES j Actividades propuestas Página 147 1. a) Edad de piedra: lanzas con punta de pedernal, puñales de sílex, cuchillos, raspadores de piedra, hachas, etcétera. b) Edad de bronce: collares, tijeras, cazuelas, escudos, lanzas y espadas. c) Edad de hierro: espadas, puñales, cinceles, hachas, cascos, etcétera. d) Edad actual: bolígrafo, gafas, tostadora, broca, cuchara, etcétera. 2. a) Materiales naturales: puerta de madera, papiro, pergamino, peldaño de piedra, viga de madera, escultura de granito, 08 73 d) Cuchara: el material empleado no desprenderá olores desagradables, tóxicos o venenosos. Soportará bien los esfuerzos de flexión. Resistirá la corrosión y oxidación. e) Estantería: tendrá una buena resistencia a la flexión y compresión. f) Pértiga: deberá poseer una gran elasticidad. Su resistencia a la flexión deberá ser aceptable y tener poca densidad. Página 153 7. Lana, cuero, marfil, etcétera. 8. Sartenes, cazuelas, bolígrafos, botes de cristal, botellas de plástico y vidrio, florero de cristal, coche, cuadernos, libros, pilas, etcétera. estantería de madera, chaqueta de lana, camiseta de algodón y pulsera de oro. b) Materiales artificiales: ladrillo, escultura de porcelana, un vaso de vidrio, candelabro de bronce y cuaderno. c) Materiales sintéticos: bolígrafo, vela de barco de lona y bolsa de plástico. j Problemas propuestos Página 156 Página 150 3. a) Tracción: cuerda por la que trepa una persona, cinta cuando se está abriendo una persiana, y cuerdas, cadenas o tubos que sujetan un columpio. b) Compresión: patas de una mesa, columnas de un edificio y piezas laterales que sujetan una estantería. c) Flexión: vigas de un edificio y terraza, trampolín de una piscina y pieza superior de una grúa de obras. 4. a) Torsión: manubrio de una puerta, manivela para abrir y cerrar las ventanillas de un automóvil, y tornillos cuando se están apretando con una llave o destornillador. b) Cortadura: tirafondos que sujetan las bisagras de una puerta, escarpia que sujeta un cuadro, y pasador, tornillo o remache que sujeta las dos piezas de unas tijeras, alicates, tenazas, etcétera. Página 151 5. Los materiales, ordenados de manera aproximada, de mayor a menor resiliencia son: caucho, papel, hormigón, acero, madera, aluminio, bronce, plástico, piedra, plomo, cerámicas y vidrio. Página 152 6. a) Silla: además de buena resistencia mecánica (resistencia a la flexión y compresión), deberá soportar la humedad, el sol y los ambientes salinos con facilidad. b) Tablas para parqué: gran dureza (para que no se rayen ni se dejen penetrar por objetos que se caigan). c) Sillón: los materiales empleados deben ser elásticos y resistentes a esfuerzos de compresión y flexión. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 1. Edad de Piedra, Edad de Bronce, Edad de Hierro y, tal vez, Edad de Silicio. 2. a) Materiales naturales: son aquellos que se encuentran en la naturaleza. b) Materiales son aquellos quesufrido se obtienen partir de losartificiales: materiales naturales y no han transfor-a mación previa. c) Materiales sintéticos: se fabrican a partir de materiales artificiales. 3. El término «mejor» es muy relativo, ya que depende de la aplicación a la que se destine el producto que tiene ese material. • Los productos naturales, generalmente, son baratos y tienen la ventaja de ser muy agradables al tacto, a la vista, etc., pero sus propiedades mecánicas suelen ser reducidas. • Los productos articiales suelen tener unas propiedades mecánicas aceptables. • Los productos sintéticos tienen unas propiedades mecánicas, ópticas y magnéticas muy buenas, pero todavía no se han conseguido unas propiedades como la de ser agradable al tacto o poseer una textura u olor tan buenas como las de los materiales naturales. 4. Son aquellas propiedades que señalan cómo se comporta el material del que está fabricado, cuando la luz incide sobre él. 5. a) Buena elasticidad: neumáticos, muelles, gomas elásticas, flejes de acero, goma de borrar. b) Buena plasticidad: plastilina, arcilla, mortero de cemento y hormigón antes de fraguar. c) Buena ductilidad: hilo conductor de cobre, filamento de wolframio de una bombilla, varilla de aluminio, cadena de oro, etcétera. 73/128 5/24/2018 74 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 08 LOS MATERIALES: TIPOS Y PROPIEDADES 6. a) Esfuerzo de tracción: trata de estirar el objeto sobre el que actúa. b) Esfuerzo de compresión: trata de acortar el objeto sobre el que actúa. 15. Son aquellas sustancias inflamables, corrosivas, tóxicas o que pueden producir algún tipo de reacción química, originando peligros para la salud o el medio ambiente. 16. a) • Generar menos residuos en origen. c) Esfuerzo de flexión: trata de curvar el objeto sobre el que actúa con una fuerza perpendicular a él. 7. Consiste en estirar lentamente una probeta (especie de cilindro) cuyas medidas son conocidas y normalizadas (las mismas para todos los materiales que se someten a este tipo de ensayo), hasta que se rompe. Luego se analiza su comportamiento (alargamiento) en función de la fuerza que tenía en ese instante. Finalmente, se obtiene una curva gráfica informativa. • Reutilizar parte de los residuos en origen. • Tratarlos adecuadamente, mediante su neutralización y tratamiento biológico pertinente. b) Incinerarlos y depositarlos en vertederos controlados. 17. 8. Bielas de motocicleta o de máquina, radio de bicicleta, casco de barco por el golpeteo cíclico de las olas. 9. a) Flexión. b) La repisa estará sometida a flexión y los laterales a compresión. Objeto Plasticidad Ductilidad 1. Jarrón de vidrio 0 0 4 0 0 0 2. Tacón de zapato 0 1 3 0 5 1 3. de Bolígrafo plástico 0 0 3 0 3 0 4. Martillo de acero 0 0 5 5 5 0 0 0 3 0 4 0 5 3 0 0 0 3 7. Papel de aluminio 5 4 0 0 0 5 8. Alambre de acero 3 3 5 5 5 0 9. Goma de borrar 0 0 1 0 5 2 5. Escalera de madera 6. Vela de cera c) Compresión. d) Torsión. e) Flexión y compresión (debido al peso de ramas, hojas, frutos, etcétera). f) Cortadura. 10. En el ensayo de dureza se ejerce una fuerza, lentamente, mediante un diamante o bola de acero, sobre el material a analizar y se mide la huella dejada. Dureza Acritud Resiliencia Maleabilidad En el ensayo de resistencia se golpea fuertemente el material que se va a analizar mediante un péndulo, cuya energía potencial se conoce, y luego se analiza la energía gastada para romperlo. 11. Se deben tener en cuenta tres criterios: Página 157 18. Objeto Tipo de material • Propiedades mecánicas, ópticas, sensoriales, térmicas, etc., que debe cumplir. Puerta de armario Natural Tijeras Artificial • Tipo de esfuerzo a que va a estar sometido. Teja Artificial • Forma que tiene el objeto y cómo van a actuar las fuerzas sobre él. Camiseta de algodón Natural Viga de madera Natural 12. Agotamiento prematuro y deterioro del medio ambiente. Cesta de mimbre Natural 13. • Reducir la cantidad de material por unidad, mediante nuevos diseños. Tienda de campaña Artificial/sintético Neumáticos Sintético Zapatos Natural/sintético Sofá Natural/artificial • Reciclar el material cuando acabe su vida útil. • Reutilizar para otras aplicaciones. 14. a) Las soluciones pueden ser: usar menos y aprovechar más, alargando la vida útil (por ejemplo, de bolsas de papel y plástico, usándolas varias veces). b) El derroche de folios actual es enorme, lo que acarrea la deforestación de los pocos bosques que quedan en el mundo. Para ello: • Usar los folios por las dos caras (hasta que estén totalmente escritos). • Tirarlos en contenedores de papel para su reciclado. • Por cada árbol cortado, plantar uno o dos nuevos. Cuaderno Natural Muro de piedra Natural Disquete Sintético Fotografía Sintético Medias de lycra Sintético 19. Acústicas, durabilidad, resistencia al ataque de bacterias y hongos, resistencia a la oxidación y corrosión, densidad, estabilidad térmica, estabilidad dimensional, humectabilidad (por ejemplo, http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 74/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om LOS MATERIALES: TIPOS Y PROPIEDADES en lentes de contacto), permeabilidad (a gases y líquidos), etcétera. 20. La tenacidad es la capacidad de un material para resistir los esfuerzos lentos, mientras que: j 75 Actividades de ampliación 1. Define las siguientes propiedades mecánicas: a) Elasticidad. b) Dureza. • Resiliencia es la capacidad que tiene un material para resistir bien los esfuerzos bruscos. • Acritud es un aumento de la dureza, resistencia y fragilidad como consecuencia de la deformación en frío. 08 c) Fatiga. 2. Dibuja las fuerzas a las que estará sometido un cuerpo, si el resultado de ellas es un esfuerzo del siguiente tipo: 21. El esfuerzo de compresión se da en piezas de poca longitud, mientras que el pandeo ocurre cuando la pieza es muy larga. En ambos casos, la fuerza tiende a acortar la pieza. a) Tracción. b) Torsión. 22. Los ganchos están sometidos a flexión porque la fuerza (el peso) es paralela a la superficie de fijación a cierta distancia, por la que tiende a curvar el gancho. Los tornillos están sometidos a cortadura porque la fuerza es paralela a la superficie de fijación, pero muy cerca de ésta, por lo que tiende a cortar los tornillos. 23. Se muestra en el cuadro de texto que se encuentra en la columna de la izquierda de la página 154. 24. • Identicación de la etiqueta en la que gura la composición del producto textil (es obligatorio que la lleve). • Tocando la prenda (se necesita ser un experto). 25. • Restaurantes de comida rápida. j Evaluación 1. Si sobre una probeta de 4 cm 2 de sección se realiza un ensayo de tracción con una fuerza de 1 000 kp, ¿cuál es la tensión a la que se ha sometido? 2. En un ensayo Brinell, la dureza (HB) se calcula como HB = F/S, donde F es la carga aplicada en kp y S es la superficie de la huella dejada en el material (mm 2). Si en un ensayo con una carga de 2 000 kp se obtuvo una huella de superficie de 19 mm 2, ¿cuál es el número de dureza Brinell? Emplean cubiertos y platos de plástico para no lavarlos y evitar que se los lleven. 3. En un ensayo de fatiga, la resiliencia se mide como r = E/A, siendo E la energía absorbida en julios y A la sección de la probeta La alternativa podría ser usar los mismos materiales que los restaurantes convencionales aunque no sean de tanta calidad. . Si endeunlaensayo la es energía absorbida sido de 3 000 J 2 yenlacm sección probeta de 5 cm , hallar ha la resiliencia. 2 • Bolsas de plástico. 4. ¿Cuál es el principal esfuerzo al que están sometidas las patas de una silla? Los hipermercados te regalan tantas bolsas como quieras. Su vida útil va a ser muy corta (transportar muy pocos alimentos hasta la cocina). Luego se tiran a la basura. Una solución podría ser reciclarlas de nuevo (llevándolas al hipermercado la próxima vez que vayamos), usarlas para separar los diferentes materiales que tiramos a la basura y llevarlos al contenedor de reciclados. a) Torsión. b) Tracción. c) Compresión. 5. ¿Cuál de las siguientes propiedades no corresponde a un material cerámico? a) Elasticidad. b) Fragilidad. 26. a) Elasticidad: gomas elásticas, neumáticos, cámaras de bicicleta. c) Dureza. b) Fragilidad: vidrio, cerámica, diamante. c) Transparencia: plásticos, vidrio y compuestos orgánicos (gafas). d) Dureza: diamante, acero y piedra. e) Acritud: acero, cobre y latón. j Soluciones actividades de ampliación f) Maleabilidad: oro, aluminio y cobre. g) Veteado: roble, mármol y caoba. h) Ductilidad: oro, cobre y aluminio. i) Inoxidabilidad: acero inoxidable, latón y aluminio. 1. a) Elasticidad: capacidad que tienen los materiales de recuperar su forma tras haber sido sometidos a un esfuerzo. j) Plasticidad: plastilina, arcilla y acero. b) Dureza: dificultad que presenta un material a ser rayado o penetrado por otro. k) Opacidad: hormigón, plomo y acero. c) Fatiga: fallo de un material por efecto de cargas repetidas a l) Resiliencia: acero, fundición y caucho. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf lo largo del tiempo. 75/128 5/24/2018 76 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 08 LOS MATERIALES: TIPOS Y PROPIEDADES 2. a) Tracción: las fuerzas actuarán del siguiente modo sobre el cuerpo: E j F Soluciones evaluación 1. La tensión es: F _____ 1 000 __ s = = = 250 kp/cm2 4 S F 2 000 2. HB = __ = _____ = 105,26 19 S b) Torsión: los momentos actuarán del siguiente modo sobre el cuerpo: E 3 000 3. r = __p = _____ = 600 J/cm2 5 A 4. c) Compresión. M M 5. a) Elasticidad. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 76/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om METALES FERROSOS j Actividades propuestas 8. Página 165 1. El acero se puede obtener a partir de: • Mineral de hierro. Empleando para ello el horno alto y el convertidor. • Chatarra. Usando el horno eléctrico. 2. 3. • Las dimensiones. El horno alto puede llegar a medir hasta 70 m de altura. • El combustible empleado en el horno alto es carbón de coque, mientras que el horno eléctrico funciona con electricidad. • La materia prima del horno alto es mineral de hierro y en el eléctrico se emplea chatarra. • El producto obtenido en el horno eléctrico es acero de gran calidad, mientras que en el horno alto se obtiene arrabio (hierro con exceso de impurezas). a) Las ferroaleaciones tienen como misión aportar nuevos elementos químicos a la masa de acero fundida, con objeto de mejorar sus propiedades. b) Los fundentes tienen dos misiones: • Bajar el punto de fusión de la ganga para que la escoria sea líquida. • Reaccionar químicamente con las impurezas, formando la escoria (otando en la masa líquida). Mineral de hierro + + Fundentes + Coque Horno alto Aire 9. 10. 11. Arrabio 6. Observando la Figura 9.8 de la página 162 del libro del alumno podemos ver que la zona del horno alto con mayor temperatura es el etalaje. Aquí se alcanzan temperaturas de unos 1 650 ºC, sucientes para fundir todo el mineral de hierro. Es una fundición con 4,3 % de carbono. Funde a los 1 130 °C. Hierro puro. Probeta % de carbono Estado A 0,15 Sólido B 1,76 Pastoso C 4,3 Líquido Para tapar un agujero en la vía pública, cuando están arreglando una alcantarilla o quieren canalizar un conducto por debajo de la vía pública. Las fundiciones ordinarias están formadas solamente por hierro y carbono (en proporciones mayorespequeñas. al 1,76 %). contiene otros elementos es en proporciones Las Si fundiciones especiales utilizan como materia prima las fundiciones ordina rias. El tipo de fundición obtenida depende, principalmente, del proceso de fabricación. Escoria Si al principio se añaden las ferroaleaciones, al bajar la lanza de oxígeno, además de quemarse las impurezas del hierro, también se quemarían estos elementos que forman la ferroaleación. Los trenes de laminación son una serie de pares de cilindros a través de los cuales se hace pasar un tocho de metal caliente o frío. Los cilindros giran en sentido contrario y presionan el metal, reduciendo su espesor y aumentando su anchura y longi tud. Con ellos se consigue fabricar perles, piezas planas, alambres, etcétera. Página 172 Gases 5. 15. Las fundiciones aleadas, además de hierro y carbono, contienen otros elementos que mejoran sus propiedades. Las fundiciones ordinarias solamente contienen hierro y carbono. 16. a) Piezas fabricadas de fundición maleable de corazón blanco. Molde de la pieza a obtener a) La colada sobre lingoteras consiste en verter acero líquido sobre unos moldes prismáticos de fundición, de sección cuadrada y forma troncopiramidal. Luego se extrae el molde (la lingotera), quedando el lingote de acero solidicado hasta que se vaya a utilizar. b) La colada convencional consiste en verter el acero líquido sobre un molde con la forma de la pieza nal que se quiere obtener. Una vez solidicado, se retira el molde y se obtiene la pieza. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf Solidificación pieza Recubrimiento de mineral de hierro Vertido de fundición blanca sobre el molde Página 167 7. 77 Página 170 14. 4. 09 Sacar pieza Disminución progresiva de la temperatura Tiempo = 5 días Introducción en horno T = 1 000 °C Tiempo = 10 días 77/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 09 78 METALES FERROSOS b) Piezas fabricadas de fundición maleable de corazón 4. La ganga es la parte del mineral de hierro que no vale, mientras que la mena es la parte que se aprovecha. 5. Magnetita, hematites, limonita y siderita. 6. Altos Hornos corresponde a una empresa española, situada en el País Vasco, mientras que hornos altos son unos hornos de grandes dimensiones que se utilizan para la fabricación de arrabio, a partir del mineral de hierro. La empresa Altos Hornos de Vizcaya disponía, hasta no hace mucho tiempo, de varios hornos altos. 7. 1. Se inclina el horno y se introduce el arrabio, el fundente, y si se tiene o se quiere, algo de chatarra, no mucha, ya que se puede enfriar la masa. 2. Se pone el horno vertical (convertidor o procedimiento LD) y se baja una lanza, por cuyo interior se insua oxígeno. De esta forma las impurezas se queman. negro. Molde de la pieza a obtener Solidificación pieza Recubrimiento de arena Vertido de fundición blanca sobre el molde Sacar pieza Disminución progresiva de la temperatura Introducción en horno Tiempo = 5 días T = 900 °C Tiempo = 6 días 3 Se inclina el horno y se saca la escoria que ota sobre la masa de acero líquido. 4. Se vierte el acero sobre una cuchara y se le añade carbono y ferroaleaciones. c) Piezas fabricadas de fundición maleable perlítica. Molde de la pieza a fabricar Solidificación pieza Recubrimiento de arena 8. Son unos depósitos especiales, colocados encima de vagones de trenes, que sirven para transportar el arrabio desde el horno alto hasta las proximidades del convertidor. 9. 1. Seleccionar la chatarra, separando los metales no ferrosos, así como otros materiales. 2. Quitar la tapadera del horno eléctrico e introducir la chatarra y el fundente. 3. Cerrar el horno y acercar los electrodos a la chatarra. Comenzará a saltar un arco eléctrico que fundirá toda la masa. Mantener durante unos 50 minutos. 4. Cuando toda la masa está fundida, inyectar oxígeno para eliminar impurezas (silicio, carbono, manganeso, etcétera). 5. Inclinar el horno eléctrico para extraer la escoria. 6. Añadir las ferroaleaciones y seguir calentando hasta que toda la masa esté líquida y su composición sea uniforme. 7. Inclinar el horno para verter el acero sobre una cuchara, que lo trasladará a la zona de colada. 11. Solamente se diferencian en el tanto por ciento de carbono que tenga cada uno. a) Hierro. De 0,01 % a 0,03 %. b) Acero. De 0,03 % a 1,76 %. c) Fundición. De 1,76 % a 6,67 %. d) Grato. Más de 6,67 %. 12. Son mucho más duros y resistentes que los que llevan poco carbono. Vertido de fundición blanca sobre el molde Sacar pieza Disminución progresiva de la temperatura Tiempo = 2 días Introducción en horno T = 900 °C Tiempo = 5 días d) Piezas fabricadas de fundición de grafito esferoidal o modular. Se le añade Ce + Mg Cuchara con fundición gris (fundida) j Verter en molde Enfriar y obtener pieza Problemas propuestos Página 174 2. 3. No. Porque en este horno no se aporta energía caloríca para fundir los productos ferrosos. Únicamente se insua oxígeno, que quema las impurezas y origina grandes llamaradas cuando el metal está fundido. De nada serviría aportar oxígeno a una carga de chatarra. • • • • • Tragante. Cuba. Vientre. Etalaje. Crisol. 13. Se empezaría a fundir antes la pletina de acero de 1,6 %. Esta fusión comenzaría a unos 1 200 °C aproximadamente, mientras que la pletina de hierro se fundiría a los 1 530 °C (véase el diagrama de hierro-carbono, Figura 9.19, página 168). 14. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf Los aceros aleados, además de hierro y carbono, tienen otros elementos que mejoran sus propiedades. Los aceros no aleados poseen solamente hierro y carbono. Si contienen otros elemen tos, es en proporciones insignicantes. 78/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 09 METALES FERROSOS 15. Se muestra en la Tabla 9.2 de la página 169 del libro de texto. 16. El vanadio proporciona en la resistencia la fatiga y el cobalto permite que losaumento aceros mantengan gran adureza a altas temperaturas. 17. • Palastros: chapas laminadas de grosores mayores de 0,5 cm. • Barras: piezas largas de diferentes secciones. • Perles: piezas huecas de sección diversa y gran longitud. 18. Se introducirán en el contenedor amarillo. 19. Son materiales no renovables. Llegará un momento en que se agoten los minerales de hierro. • Su fabricación resulta más barata y menos contaminante. • Si se abandonan por doquier producen un gran impacto medioambiental. 20. Rejas, ventanas, llaves, tornillos, alcayatas, bolígrafo, canda do, persiana, grapadora, tijeras, guillotina, muelle, taladradora, tornillo de banco, serrucho, martillo, alicate, broca, compás, reloj, frigoríco, cafetera. 21. • • • • 22. 23. Sillas metálicas/sillas de plástico. Mesas metálicas/mesas de plástico. Cubos para agua. Máquinas de escribir. Las antiguas tenían muchas piezas metálicas. • Cámaras fotográcas. Ahora muchas piezas son de plástico. a) Consiste en asignar la letra F mayúscula, seguida de un guión y cuatro números. b) Se aplica a los aceros. c) Los criterios de selección se indican en la Tabla 9.3 de la página 169. d) El acero F-3200 correspondería a un acero inoxidable para válvula de motores de explosión. a) b) c) d) e) 79 mente, se emplean como materia prima de las especiales o en la fabricación de piezas de poca calidad, ya que son excesivamente duras (no se pueden mecanizar fácilmente) y son muy frágiles. 29. El cromo aporta resistencia y dureza a la oxidación y abrasión (rozamiento), y el vanadio aporta resistencia a la fatiga (que en este caso no se produce) y resistencia a la abrasión (desgaste por rozamiento). 30. a) b) = 900 · 600 000 = 5,4 · 108 W = 540 000 kW. E = P · t = 540 000 · 0,83 = 450 000 KWh. 50 min = 0,83 horas c) Gasto total = Gasto de energía + Coste chatarra + Coste ferroaleación. Gasto energía = 450 000 · 0,11 = 49 500 €. Coste chatarra = 120 000 · 0,05 = 6 000 €. P=V·I Coste ferroaleación = 300 €. Gasto total = 55 800 €. Precio por kilogramo = 55 800 €/120 000 kg = 0,465 €/kg. 31. a) Energía necesaria para fundir el mineral de hierro y transformarlo en hierro. Q = Ce · m · (TF − Ti) Masa total a fundir: mediante una sencilla regla de tres 8 000 t → 80 % ← 100 % x ⎫ ⎬ x= ⎭ 10 000 t Q = 0,118 · 10 000 000 (1 650 − 3) = 194 346 · Q = m · Pc; m = Q/Pc = 194 346 · 104/6 500 = 104 kcal = 298 993 kg 299 t b) P = E/t = 194 346 · 104/24 · 3 600 = = 24 493,75 kcal/s = 94,02 MW . 32. Para fundir la chatarra se necesita elevarla a 1 130 °C. Q = m · Ce · (TF − Ti) = 90 · 103 · 0,105 · (1 130 − 30) = = 10 395 000 kcal Q = 4,35 · 10 10 J E = P · t = V · I · t = 900 · I · 3 000 t = 50 min = 3 000 s Calor necesario = Energía aportada 4,35 · 1010 J = 900 · I · 3 000 I = 16 093 A j Actividades de ampliación Alicate: acero duro o extraduro. Pinza: acero suave o extrasuave. Cortafríos: acero extraduro. Llave de bujías: acero semiduro. Chinchetas: acero extrasuave. Página 175 24. a) A un tipo de acero que resiste muy bien la oxidación. b) 18 % Cr + 10 % Ni. c) Los aceros son magnéticos, pero los aceros inoxidables no (no son atraídos por un imán). 25. Se muestra en la Figura 9.8 de la página 162. 26. El convertidor se usa cuando la materia prima es, casi en su totalidad, arrabio procedente del horno alto. El horno eléctrico se emplea para convertir la chatarra en acero. 27. Las fundiciones especiales se pueden utilizar para fabricar piezas, mientras que las fundiciones ordinarias, mayoritaria- http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 1. Nombra las principales características del hierro. 2. ¿Cuáles son los principales productores mundiales de hierro? j 1. Evaluación ¿Qué tipo de acero usarías si quisieras tener una resistencia de 35 kp/mm2? ¿Cuál es el porcentaje de carbono que tienen esos aceros? 79/128 5/24/2018 80 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 09 METALES FERROSOS 2. Enumera los tipos de fundición ordinaria y sus características fundamentales. 3. Un horno de producción de acero está conectado a 380 V y la corriente es de 800 000 A. ¿Cuál es la potencia del horno? 4. ¿Cómo se llama el oricio por el que se introduce el aire en un horno alto? a) Tobera. b) Piquera. c) Cuba. 5. Si quieres aportar un aumento de dureza en una aleación de hierro, ¿qué elementos de aleación añadirías? a) Cromo. b) Cobalto. 2. •• • • • • • • j 1. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf Soluciones evaluación Debería usarse un acero de los llamados extrasuaves, cuyo 2. contenido en carbono se encuentra entre el 0,1 y el 0,2 %. Los principales tipos de fundición ordinaria son: • Fundición blanca: su colabilidad es baja, es frágil y extremadamente dura, por lo que es difícil de mecanizar, lo que hace que tenga pocas aplicaciones. Se utiliza como materia prima para fabricar fundiciones maleables. • Fundición gris: también es frágil y poco dura, y debe su nombre a su apariencia. • Fundición atruchada. Tiene unas propiedades intermedias entre la fundición blanca y la gris. Soluciones actividades de ampliación El hierro es un mineral dúctil, maleable y muy tenaz, de color gris y que es muy utilizado en aplicaciones industriales y ornamentales de todo tipo. Se magnetiza con facilidad cuando está en estado puro, aunque no de forma permanente. Se magnetiza de forma permanente cuando está aleado con carbono. Es el cuarto elemento en abundancia en la corteza terrestre, y siem pre se encuentra en forma de óxido en diversos minerales, como la pirita, hematites, siderita, etcétera. Rusia. Australia. Brasil. Canadá. China. Estados Unidos. Venezuela. Liberia. 1. c) Vanadio. j Los principales productores de hierro en el mundo son: 3. P = V · I = 800 000 · 380 4. a) Tobera. 5. b) Cobalto. = 304 000 000 W = 304 000 kW 80/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 10 METALES NO FERROSOS j 81 Actividades propuestas Página 179 1. Material Aplicación Ventajas Estaño Fabricación de material de aportación para soldaduras. Bajo punto de fusión y resistencia a la oxidación. Fácil unión. Cobre Tuberías de conducción de agua. Buen conductor del calor y la electricidad. Cinc En chapas finas para fabricar canalones. Resistencia a la oxidación. Plomo Fabricación de perdigones (cartuchos de caza) y aparejos de pesca. Su alta densidad y su bajo precio. Aluminio Ventanas y puertas. Ligereza y resistencia a la oxidación. Titanio Implantes de bases de piezas dentarias. La incrustación del titanio en el hueso de la encía no Magnesio Aleado con aluminio para la fabricación de piezas y estructuras de aviones. Cromo Cromado de metales y aleaciones para protegerlos de la oxidación y de la corrosión. Aceros inoxidables. Muy duro y resistencia a la oxidación y corrosión. Gran acritud. Níquel Niquelado de metales, fabricación de aceros inoxidables y de imanes. Muy resistentes a la oxidación y a la corrosión. Wolframio Filamentos de bombillas incandescentes. Elevado punto de fusión. Cobalto Imanes alnico. Endurecimiento de aceros. Muy resistente a la oxidación y a la corrosión, incluso a altas temperaturas. Berilio Moderador en reacciones nucleares. Endurecimiento de metales. Muy ligero y duro. 2. produce rechazo. Tiene una densidad pequeñísima. Agua Casiterita Trituradora Molino Trituración Molienda Cuba Horno Horno de Mineral Óxidos reverbero Sn Separación de Sn Oxidación de los Reducción Electrólisis por agitación sulfuros de Sn Escoria Fangos (ganga) 4. • Metales no ferrosos pesados. Cuando su densidad es mayor de 5 kg/dm3. 7. • Metales no ferrosos ligeros. Su densidad está comprendida entre 2 y 5 kg/dm3. • Metales no ferrosos ultraligeros. Su densidad es menor de 2 kg/dm3. 5. La temperatura máxima que se puede obtener en un horno eléctrico (según indica su selector) puede llegar a los 250 °C. Como la temperatura de fusión del estaño es de 231 °C, si lo introducimos en el horno se fundiría. Página 181 6. a) Proceso de obtención por vía húmeda. Cuando el contenido en cobre del mineral es menor del 10 %. b) Proceso de obtención del cobre por vía seca. Cuando el Sn al 99 % Contactos de interruptores, bornes de una pila de petaca, cazuela decorativa de cobre, estatua de bronce, candelabro de latón, reloj de latón, lámpara de latón, bobinado de un motor (cobre), grifos, tornillos, etcétera. Página 183 8. • Es muy resistente a la oxidación y corrosión en el aire y agua. • Resiste muy mal el ataque de ácidos y sales. Por lo que si se fabrican recipientes de cinc y van a contener algunos de estos elementos, se deteriorarán fácilmente. 9. 12. Farolas, tela metálica (para separación de ncas), postes que sujetan la tela metálica, postes de electricidad, etcétera. Cobre (1 083 °C), cinc (419 °C) y estaño (231 °C). contenido del mineral de cobre es mayor del 10 %. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 81/128 5/24/2018 82 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 10 METALES NO FERROSOS Página 185 22. 13. Cañerías, metal de aportación para soldadura blanda (rollo de estaño y plomo); plomos para pescar, cargas que se colocan los submarinistas para igualar su densidad a la del agua, etcétera. 14. a) Aplicaciones del cromo: pomos de puertas, grapadoras, tijeras, etcétera. El titanio, frente al acero, tiene las siguientes ventajas: • Resiste mejor la oxidación y corrosión a temperatura ambiente. • Conserva las propiedades mecánicas (análogas a las del acero) incluso hasta los 400 °C. 23. Mineral de Ti b) Aplicaciones del níquel: cabeceros, tiradores de armarios y puntas de bolígrafos. Cloración Carbón Calor c) Wolframio: pinturas, colorantes, cerámicas, hileras (para el estirado de alambres), catalizadores (petroquímica), agroalimentación e imanes permanentes. TiCl4 Cloro Horno a 800 °C Transformación Magnes io A rgón o helio Titanio d) Cobalto: esmaltes y pinturas. 15. 16. 24. j Página 187 17. Agua fría Agua fría y molienda Intercambia- Sosa Criolita — Cuando se encuentra a temperaturas inferiores a –18 °C se descompone, convirtiéndose en polvo gris. Calor Precipitador b) Las aleaciones del estaño más importantes son: O2 — Bronce (Sn + Cu). H2O Aluminio Electrólisis, 1 000 °C Horno, 1 200 °C a) Características del estaño: — Tiene un color plateado brillante. El brillo lo pierde cuando se oxida. dor de calor Residuos Problemas propuestos Página 192 1. Decantador a) Carnalita, magnesita y dolomita. b) Se usa más la carnalita, que se obtiene del agua del mar (se encuentra en forma de cloruro de magnesio). La galena argentífera es un mineral de plomo que, además, contiene plata. Agua Cal caliente Obtención Horno eléctrico El wolframio es el mismo elemento químico que el tungsteno. Es un material que conserva sus propiedades a altas temperaturas, lo que lo hace idóneo en aplicaciones tales como herra mientas de máquinas-herramientas y lamentos de bombillas. Sosa Bauxita cáustica Calor Trituración Mezclador T i e s p o n jo s o — Metal de aportación en soldaduras blandas (Sn + Pb). Alúmina — Aleaciones de bajo punto de fusión: • Darcet (Sn + Pb + Bi). Calor • Cerrolow (Sn + Pb + Bi + Cd + In). 18. • Pinza de capuchón de bolígrafo, tapadera de sartén y sartén (tienen baja densidad y buena conductividad térmica). 2. • Rejas y tirador de puertas de jardín (gran resistencia a la oxidación). 19. — Posee una alta conductividad eléctrica y térmica. b) Los minerales de cobre más usados son: — Cobre nativo. — En forma de sulfuros (calcopirita y calcosina). — En forma de óxidos (malaquita y cuprita). a) Para transformarlo en alúmina. P1 = 500 · 0,44 = 220 € b) Para transformar la alúmina en aluminio. P2 = 17 000 kW·h · 0,08 €/kW·h = 1 360 € P3 = 500 · 0,44 = 220 € 3. Es una aleación de cobre y estaño (Cu + Sn), que contiene solamente estos dos elementos. El porcentaje de estaño varía entre el 5 y el 30 %. 4. El latón especial es una aleación de cobre y cinc que, además de estos elementos, lleva otros que mejoran las propiedades del latón. Se suele emplear para la fabricación de tuercas, tornillos, grifos, etcétera. Total = P1 + P2 + P3 = 1 800 € Página 189 21. Porque el proceso de obtención resulta muy caro. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf a) Características: — Es un material muy dúctil y maleable. 82/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om METALES NO FERROSOS 5. Las campanas se suelen fabricar de bronce ordinario. Cuanto más estaño lleva la aleación, mayor sonoridad tienen. 6. Níquel, cobre, cinc, aluminio, latón, etcétera. 7. Es el cobre obtenido en el horno de reverbero (que procede del mineral de cobre), cuya pureza ronda el 40 %. También se conoce con el nombre de cobre bruto . 8. El forjado de cobre consiste en golpearlo en frío con un martillo. Con ello se mejoran sus propiedades, especialmente la dureza. La forja del cobre se empezó a utilizar allá por el año 3 000 a. C. 9. 10. Aparece en las páginas 180 y 181 del libro de texto. 21. Para poder separar la mena (parte útil del mineral) de la ganga (partes despreciables, tales como rocas, tierra, etcétera). 22. Los latones tienen un color dorado-amarillento cuando están pulidos y dorado-mate cuando se oxidan, mientras que los bronces, al cabo del tiempo, adquieren una tonalidad verdosa (obsérvense las campanas de una iglesia). 23. a) Composición: • Bronce = Cu + Sn • Latón = Cu + Zn b) Aplicaciones: • Latón: grifos, tornillos, tuercas, candelabros, lámparas, etcétera. a) Minerales de cinc más empleados: blenda y calamina. b) Las aleaciones más importantes de cinc son: • Latón (Cu + Zn): candelabros, grifos, tornillos, etcétera. • Bronces: campanas, esculturas, cables eléctricos, etcétera. c) La adición de otros metales al cobre mejora sustancialmente sus propiedades mecánicas y resistencia a la oxidación, empeorando su conductividad eléctrica y caloríca. • Alpaca (Cu + Ni + Zn): cuberterías, compases y joyería barata (bisutería). 11. 12. • • • • Galvanizado electrolítico. Galvanizado en caliente. Metalizado. Sherardización. 24. Se representan en la Figuras 10.9 y 10.10 de la página 182 del libro de texto. 25. Se muestra en la Tabla 10.5 de la página 184. 26. a) Se está utilizando en bases de piezas dentarias, ya que su implantación en el interior del hueso (mandíbula) no produce rechazo alguno. Pasado algún tiempo, queda rmemente unido al hueso. Sobre esa base se pueden colocar dientes o muelas. a) Características más importantes: • Tiene una alta densidad (11,34 kg/dm3). • Es maleable y blando. • Funde a los 327 °C. b) Se usa para la fabricación de estructuras y elementos de máquinas para transbordadores espaciales, misiles, satélites de comunicaciones, cohetes, etcétera, ya que tiene una gran resistencia y poco peso especíco. También se usa en la fabricación de aletas de turbinas, herramientas de corte, fabricación de pinturas, etcétera. b) Las aleaciones más importantes son: • Metal de aportación junto al estaño para soldaduras blandas. 13. Al plomo que se obtiene en el horno de mua (especie de horno alto pequeño), procedente de la galena. El plomo de obra contiene muchas impurezas y no suele tener aplicaciones especícas. Posteriormente, deberá sufrir un proceso de electrólisis para su anado. 14. Se emplea cromo (18 %) + níquel (10 %), además de acero. 15. El cobalto tiene unas propiedades análogas al níquel, pero es magnético a temperatura ambiente. 16. Se fabrican a base de cobalto. 17. Es una aleación de aluminio y cobre, denominada también duraluminio 18. a) — Es un metal blanco plateado, muy resistente a la oxidación y corrosión. — Sus propiedades son análogas a las del acero, con la ventaja de que se mantienen hasta los 400 °C. b) La materia prima de la que se obtiene es del rutilo y de la ilmenita. 19. 83 20. El cuproaluminio es una aleación de cobre y aluminio. Se emplea en la fabricación de hélices de barco, turbinas, bases de sarte nes, etcétera. • Zamak (Al + Cu + Zn): imitación de instrumentos cientícos antiguos (astrolabios, octantes, sextantes, etc.), piezas de máquinas, etcétera. 10 27. Se muestra en la Figura 10.18 de la página 188. 28. a) A partir de la carnalita (cloruros). Se obtiene por electrólisis. El magnesio sube a la supercie, ya que tiene menos densidad que la mezcla de sales fundidas. La cuba tiene que ser metálica, actuando como cátodo. b) Dolomita y magnesita (carbonatos). Se obtiene por reducción en un horno eléctrico, al que se le ha añadido fundente, para provocar la eliminación de oxígeno. 29. 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Aleaciones: magnam, magzin, magal, fumagcin y fumagal. 1. Cobre (0,017). 2. Aluminio (0,027). 3. Wolframio (0,056). 4. Cinc (0,057). 5. Cobalto (0,063). 6. Níquel (0,11). 7. Estaño (0,115). 8. Plomo (0,22). 9. Titanio (0,8). 10. Magnesio (0,8). 11. Cromo (1,1). Mayoritariamente, en la fabricación de productos pirotécnicos. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 83/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 10 84 METALES NO FERROSOS Se podría sustituir por uno que tenga buena resistividad, un peso especíco menor que el cobre y sea barato. El más adecuado es el aluminio. j 1. Si la riqueza de las minas de estaño es del 0,02 %, ¿cuántos kilogramos de material hay que extraer para obtener 1 kg de mineral? 2. Nombra las principales aleaciones de cinc que conozcas. 3. ¿Cuál es el mineral del que se obtiene el aluminio? 4. El bronce es una aleación de: a) Cobre + Estaño. b) Cobre + Níquel. c) Cobre + Cinc. 5. El duraluminio es una aleación de: a) Al + Bronce. b) Al + Cu + Si. c) Al + Ni + Co. Página 193 31. 32. • • • • • • Rejas de ventana. Han desplazado al acero. Persianas. Desplazan a la madera y plásticos. Ventanas de aluminio. Desplazan a la madera. Pomos de puertas de aluminio. Desplazan al acero y bronce. Llantas de automóviles (duraluminio). Desplazan al acero. Recipientes de comidas precocinadas. Desplazan a los plásticos. • Envases de anes. Desplazan a productos cerámicos y plásticos. En las Tablas 10.7 y 10.8 del libro de texto se indica que las aleaciones de aluminio y magnesio son muy empleadas en aeronáutica y automoción, porque tienen un peso especíco muy pequeño. 33. • Evitaremos que se lleguen a agotar, ya que son materiales no renovables. j • La extracción de mineral, transporte y transformación en metales puros acarrea, en general, más emisiones que si se obtienen a través de un proceso de reciclado. 35. 1. E = 10 000 kW·h/1 000 kg = 10 kW·h/kg PF = P1 + 0,4 · PF PF · (1 − 0,4) = P1 PF = P1/0,6 = 1,1/0,6 = 1,83 €/kg j Imán permanente: Al + Ni + Co (ALNICO). Bicicleta: aluminio + Mg. Pistón de moto: aluminio. Base de sartén: duraluminio. Filamento de lámpara: wolframio. Cuchillo de acero inoxidable: Cr + Ni. Broca de taladrar fundición blanca: nitrato de Ti o Co. Hojalata: estaño. Metal de aportación: Sn + Pb. Tubería: cobre. Canalón: cinc. Monedas: Cu + Al + Ni. Campana: bronce (Sn + Cu). Escultura: bronce. a) Propiedades del estaño: Densidad d = 7,28 kg/dm3 Temperatura de fusión Tf = 231 °C Resistividad = 0,115 Ω · mm2/m Resistencia de tracción s = 5 kp/mm2 b) Propiedades del cobre: • Densidad d = 8,90 kg/dm3 • Temperatura de fusión Tf = 1 083 °C • Resistividad = 0,017 Ω · mm2/m • Resistencia de tracción s = 18 kp/mm2 PF − 0,4 · PF = P1 • • • • • • • • • • • • • • Soluciones actividades de ampliación • • • • P1 = 10 · 0,11 = 1,1 €/kg 37. Evaluación 2. j El cobre se obtiene fundamentalmente de: • Calcopirita. • Cobre nativo. • Calcosina. • Malaquita. • Cuprita. Soluciones evaluación 1. Con una simple regla de tres podemos obtener el dato pedido. Para obtener 1 kg de mineral hará falta extraer 5 000 kg de material. 1 kg de material → 0,0002 kg de Cu puro x ← 1 kg x = 1/0,0002 = 5 000 kg de material Actividades de ampliación 1. Describe las principales características de los siguientes metales: a) Estaño. b) Cobre. 2. Las principales aleaciones de cinc son: • Latón. • Alpaca. • Zamak. 2. ¿Cuáles son los principales minerales de los que se obtiene el cobre? Intenta encontrar una muestra de cada uno de ellos y compara sus diferencias y sus similitudes. 3. 4. El aluminio se extrae de la bauxita. a) Cobre + Estaño. 5. a) Al + Bronce. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 84/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 11 PLÁSTICOS, FIBRAS TEXTILES Y OTROS MATERIALES j Actividades propuestas Página 206 7. • La madera ha sido sustituida en aquellas aplicaciones en las que se exige una gran resistencia y durabilidad. En interiores conserva muy bien sus propiedades mecánicas y durabilidad. • Es una bra natural de origen mineral. • Los problemas que acarrean son que recientemente se ha descubierto que su manipulación puede provocar leucemias y cánceres. 8. Cáñamo, yute, retama, sisal, pita… • Tiene la ventaja de tener un bajo peso especíco. 9. • Corbatas, camisas, cortinas, ropa interior y cojines. Página 196 1. 2. • Al tratarse de un material aislante, al tocarlo no da la sensación de calor o frío, con lo que su tacto es agradable. • Ventajas: suavidad, textura, no necesita planchado y elegancia. a) Plásticos: calculadora, bolígrafo, ordenador. • Inconvenientes: es cara y poco higroscópica. b) Fibras: medias, jerséis, pantalones. 10. c) Elastómeros: goma elástica, neumático, cámara de bicicleta. d) Madera: puerta, lápiz, mesa. e) Corcho: tapones, paredes, suelos. g) Cerámica: vajilla, tiesto, azulejos. j) Nuevos materiales: cristal líquido, prótesis dentarias (biomateriales), placas solares. 12. Ventajas: es muy elástica (no se arruga). Inconvenientes: el calor húmedo puede afectar a la bra. El contacto con pieles sensibles puede provocar alergias. 13. Son bras textiles articiales. La materia prima es celulosa a la que se añaden diferentes disolventes (químicos) para obtener una gran variedad de bras celulósicas. 14. • Se obtienen disolviendo una proteína de origen animal o vegetal para luego obtener hilos muy nos, que forman las bras. En el gráco de la página 94 (Figura 5.11) se muestran los dife rentes componentes obtenidos de un litro de crudo en condiciones normales. Página 202 Termoestables: todas aquellas aplicaciones en las que se exige que los plásticos estén sometidos a temperaturas superiores a 60 °C (mangos de sartenes, cazuelas, partes que están en contacto con el motor de un coche, etcétera). Termoplásticos: cualquier aplicación cuya temperatura a la que se encuentren no sea muy alta, ya que pueden derretirse. Ratón de un ordenador, sillas de terraza, juguetes, partes del interior de un coche, etcétera. 6. Fibra = 70 · 40 000 000/0,04 = 7 · 1010 kg = 70 000 000 tm En la Figura 11.11 de la página 197 se muestran los diferentes productos obtenidos realmente en la práctica, después de que algunos de ellos hayan sufrido un proceso de craqueado. 5. Las más importantes son: 4 % · P/40 000 000 = 70 P 15. Obtención • Fibrolana y lanital. De la caseína de la leche, disuelta en sosa cáustica. • Vícara. Proteínas vegetales disueltas en sosa cáustica. • Rayón alginato. Algas marinas disueltas en sosa cáustica. Poliamidas, poliéster, acrílicas, polivinílicas, polietilénicas, polipropilénicas y lycra. Página 209 16. • Ramas gruesas. • Tronco (duramen y albura). • Raíces (si se trata de maderas nobles). 17. Celulosa (60 %), lignina (30 %), almidón, tanino, azúcares, sales minerales y agua. 18. • Madera blanda: naranjo, limonero, pino, eucalipto, chopo, algarrobo. • Madera dura: nogal, cerezo, roble, castaño, olmo, ébano, almendro. • Policarbonato. • Polimetacrilato. Gamuza. Procede de oveja y camello curtida con grasa. Otras pieles: avestruz (bolsos y zapatos), conejo (gorros) y camello (lámparas de cuero). Página 197 4. → 11. h) Yeso: techos, paredes, escultura. i) Cemento: para pegar ladrillos, para pegar azulejos, revestimiento de fachadas. • Guantes → Dogskin. Procede de oveja y cabra. • Gamuzas f) Vidrio: cenicero, cristal, espejo. 3. 85 Se pueden curvar o doblar fácilmente con calor, no se astillan Después de haberlos tenido expuestos a la intemperie durante un largo tiempo para que su humedad se reduzca por debajo del con los impactos o golpes y son muy resistentes. 15 %. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 19. 85/128 5/24/2018 86 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 11 PLÁSTICOS, FIBRAS TEXTILES Y OTROS MATERIALES Para eliminar casi toda el agua, con objeto de aumentar su resistencia y dureza. 35. Para la fabricación de puertas de seguridad que se cierran cuan do hay un incendio, para evitar su propagación. La malla de acero colocada interiormente evita que fragmentos rotos puedan desprenderse. Página 212 20. Celulosa procedente de madera, desechos de materia vegetal, productos textiles (prendas ya usadas), papel y cartón reciclados. 21. Consiste en tratar los troncos de madera con una muela de gres o material sintético rugoso, que gira a gran velocidad, para arrancar bras de madera sin romperlas. 22. 1. Método mecánico: se cuecen las bras de madera a presión y con agua abundante. Página 218 36. b) Porcelana: • Arcilla pura (caolín) + feldespato + cuarzo o sílex. • Se hace en dos fases: 1. Se calienta en el horno hasta unos 1 000 °C. Se saca y 2. Método químico: se cuecen las bras de madera a presión y a unos 150 °C, añadiéndoles reactivos químicos. 23. Método químico: con sosa o el alcalino. 24. a) Añadiendo cloro para eliminar restos de lignina. se le aplica esmalte. 2. Se introduce en el horno hasta unos 1 400 °C. 38. • Materia prima: sulfato de calcio dihidratado. • Proceso de obtención: calcinación en un horno a unos 450 °C durante unas cuatro horas. Posteriormente, se muele y se envasa. 39. • • • • • • 40. • Hormigón pretensado: vigas de un puente. • Hormigón armado: columnas de un edicio. • Hormigón: acera de una calle. 41. • Para recubrimientos exteriores en los que se exige imper meabilidad, como en el caso de terrazas, acequias o canales y canalones de cemento. • Pegar tejas de cañón y sus terminaciones. 42. • Fabricación de paredes o muros y escaleras. • Colocación en el suelo a modo de baldosas. • Construcción de nichos y panteones. 43. • Es un producto reforzado. Consiste en añadir bras de amianto a un mortero de cemento u hormigón. • La manipulación del amianto puede provocar cánceres y leucemias. Si se toman precauciones extremas (protección + automatización), se puede usar el amianto en el interior del hormigón y en aplicaciones en las que no haya contacto, tales como canalizaciones de desagüe, cubiertas de tejado, etcétera. j Problemas propuestos b) Dejar un papel más blanco. 25. 26. Obtención de la celulosa → Separación de las bras Blanqueado → Coloración + Colas → Tamizado → Secado Calandrado. → → • Alisado del papel, al hacerlo pasar por una serie de tambores calientes perfectamente pulidos. • El calandrado es lo mismo que el satinado. • Para obtener un papel liso y utilizarlo en aplicaciones 27. diversas. 1. Papel (gramaje ≤ 150 g/m2). 2. Cartulina (gramaje entre 150-350 g/m2). 3. Cartón (gramaje ≥ 350 g/m2). Página 213 29. 1. Cavas. 2. Vinos. 3. Frascos que contienen especias (pimentón, colorante, etcé tera). 4. Frascos que contienen ores secas. Página 214 32. Bombilla, platform, cristales, pantalla de televisión y ordenador, cenicero, botella, cuadro, vaso, espejo, gafas, microscopio, prismáticos, cámara de fotos y de vídeo. 33. • Mezcla de arena de cuarzo + cal + carbonato sódico + otros elementos (óxido de plomo, óxidos metálicos, vidrios reciclados, colorantes, etcétera). Cimientos: hormigón. Columnas: hormigón armado. Vigas: hormigón pretensado. Estructura del canal: hormigón armado. Recubrimiento del canal: mortero de cemento. Impermeabilidad: capa de cemento + agua (masa pastosa). Página 222 • Luego se calienta en un horno, a unos 1 500 °C, hasta que se funde. 34. a) Ladrillos refractarios: • Se mezcla: arcilla + óxidos de aluminio + torio + berilio + + circonio. • Se calienta hasta unos 1 300 °C y se enfría lentamente. El plomo. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 1. El plástico o polímero es un material sintético, obtenido por el hombre a través de diversas reacciones químicas, a las que se le han añadido aditivos que mejoran sus propiedades. 86/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om PLÁSTICOS, FIBRAS TEXTILES Y OTROS MATERIALES 2. a) En sus inicios (nales del siglo XIX). 17. • Origen animal (caseína de la leche) y vegetal (látex y celulosa). • El proceso de obtención de un tapón de corcho es: 1. Fabricación del cuerpo (parte que está dentro de la botella): a base de círculos de corcho natural. • Alquitrán del carbón (al obtener el carbón de coque). 2. Cabeza del tapón (parte que sobresale de la botella): a base de aglomerado de gránulos (procedente de recortes) unidos mediante cola. c) En la actualidad: • Petróleo y gas natural. Mejoran considerablemente las propiedades del polímero, tales como conductividad, resistencia a la degradación de la luz, color 1. 2. 3. 4. 5. 6. más atractivo, etcétera. Termoplásticos (si se funden fácilmente) y termoestables (una vez fabricados, ya no se funden, sino que se carbonizan). 7. Bolsas (antes eran de tela y ahora son de plástico). 8. Pinzas (antes eran de madera y ahora son de plástico). 9. Tiestos (antes eran de cerámica y ahora son de plástico). • Abaratar el producto y mejorar sus propiedades físicas, químicas y mecánicas. 19. • Fibras (textiles, de vidrio) + sílice + papel. 4. 5. 6. Son materiales de estructura muy elástica, lo que permite gran des deformaciones sin roturas, recobrando su forma inicial. No se pueden fundir de nuevo. 7. Prensado, inyección, termoconformado y extrusión-soplado. 8. • Son una mezcla de un plástico más otro material que le conere resistencia mecánica. 20. 9. Pastas de un libro, carpeta, bote de refresco, lata de pesca do, mesa (madera + resina melamínica), escay (cuero articial), lona, bolígrafo (metal + plástico). 10. • Están formados por elementos de longitud muy grande en relación con su diámetro, que se emplean para la fabricación de hilados y tejidos. Sillas de terraza (madera o metal). Juguetes (sustituyen a la hojalata y cartón). Estantería (sustituye a la madera). Botellas (vidrio). Platos y vasos (cerámica y vidrio). Cucharas (metal: acero inoxidable). • Mango de sartén: deberá ser termoestable para evitar que el calor del fuego pueda llegar a derretirlo. • Bolígrafo: es un plástico barato y no hace falta que sea termoestable, ya que no está sometido a calor. Es un plástico termoplástico. 21. • Se obtienen productos mejorados, con propiedades mucho mejores que los elementos que forman el compuesto. 1. 2. 3. 4. 5. 6. Gafas de seguridad: policarbonato o metacrilato. Carcasa de ordenador: ABS. Mesa para jardín de infancia: resinas úricas o melamínicas. Patinete de playa: resina de poliéster + bra de vidrio. Esponja de baño: poliuretano. Bolsa para alimentos: polipropileno o poliestireno. Página 223 22. a) • PVC (1,3 kg/dm3). • Según su origen, se clasican en mineral, vegetal, animal, articiales y sintéticos. • Policarbonato (1,21 kg/dm3). 11. Las más importantes son: algodón, lino y esparto. • ABS (1,04 kg/dm3). 12. Poliamidas (nailon), poliéster (tergal), acrílicas, polivinílicas, polietilénicas, polipropilénicas y poliuretano. 13. Todas las maderas de árboles de hoja caduca (maderas duras). 14. 1. Descortezado. • Metacrilato (1,19 kg/dm3). • Polietileno (0,93 kg/dm3). • Polipropileno (0,9 kg/dm3). • Poliestireno (0,47 kg/dm3). Si los plásticos no llevasen cargas, sería fácil identicarlos, determinando su densidad. Pero la carga puede conducir a equívocos. 2. Tronzado. 3. Aserrado. 23. Dispone de una boquilla. Por su interior se insua aire y por el exterior se conduce plástico fundido a presión; a medida que sale el plástico, se va pegando contra las paredes internas de un molde, adquiriendo su forma. 24. Para la confección y bordado de trajes de toreros, culto religioso y trajes regionales. 25. 1. 2. 3. 4. 4. Secado. 5. Cepillado. 15. 1. Alisado: papel secante, tarjetas, novelas, prensa diaria. 2. Satinado: libros, folios, paquetería. 3. Barba: documentos ociales. 4. Moneda: billetes de diferente valor. 5. Fotográco: fotografía. 16. 87 • Se emplea para aislantes, suelos acolchados y, mayoritariamente, tapones. b) Hasta 1930: 3. 11 Se hace cada nueve años, a partir de que el árbol tiene 18 años. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf Contrachapado: mesa y pala de ping-pong. Conglomerado: puerta y repisas de estanterías. DM: parte interior de cuadros y fondos de armario. Tablex: fondos de armario y parte inferior de cajones. 87/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 11 88 26. PLÁSTICOS, FIBRAS TEXTILES Y OTROS MATERIALES El papel alisado es un papel áspero y lanoso, tal como sale de la máquina continua. 5. El papel satinado es un papel alisado que además se ha planchado y abrillantado gracias a la potentísima presión que ejercen sobre él los cilindros de la calandria. Es liso y brillante. a) Pino. b) Cedro. c) Olmo. El papel de barba está hecho de bras de trapos de algodón, lino, cáñamo, etc., siendo muy duradero y resistente. Es caro y se emplea solamente en documentos ociales y notarías. 27. El vidrio, cada día más, está siendo sustituido por productos plásticos y otros materiales, debido a su fragilidad. Tiene la ventaja de limpiarse con mucha facilidad y de ofrecer una gran transparencia al paso de la luz. 29. • Pañuelo: algodón. • Jersey: lana. • • • • 32. j 1. 2. 3. 4. 5. 6. j 1. ¿Cuáles son los elementos que constituyen un polímero? 2. Cita ejemplos de bras de origen mineral. Intenta conseguir algún fragmento de estas bras para observar su aspecto y características. Los componentes generales de cualquier polímero son: • Cargas. • Aditivos. • Catalizadores. 2. Mesa: vidrio estirado. Escaparate: vidrio difuso. Aislante para paredes: bra de vidrio. Ventanal de ocina: vidrio reectivo. Luna trasera de automóvil: vidrio difuso. Ventana de habitación: cristal. 1. Soluciones actividades de ampliación • Materia básica que compone el polímero. Camisa: algodón. Pantalón deportivo para ciclista: poliuretano (lycra). Chaqueta: lana. Mono para taller: polipropilénicas. Actividades de ampliación ¿Cuál de los siguientes tipos de madera no es una madera blan da? Las bras de origen mineral son: • Fibra de vidrio: son bras muy nas mezcladas entre sí, cuya principal propiedad es que son ignífugas, buenas aislantes térmicas y acústicas. • Fibras de metales: estos metales suelen ser el oro y la plata, ya que, debido a su ductilidad, pueden ser convertidos en nos hilos para la fabricación de tejidos ornamentales, trajes regionales, etcétera. j 1. Soluciones evaluación Las siglas indicadas corresponden a los siguientes polímeros: a) PP: polipropileno. b) PE: polietileno. 2. Las principales materias primas del poliéster son: a) Se obtiene de la mezcla de un diácido y un diol. j Evaluación b) Se suele mezclar con bras de vidrio. 3. Los principales derivados de la madera son: ¿Qué signican las siguientes siglas que hacen referencias a dos tipos de polímeros? a) Aglomerado. a) PP. b) PE. c) Contrachapado. Cita las materias primas de las que se obtiene el polímero llamado poliéster. e) DM. 3. Nombra los principales productos derivados de la madera. g) Cartón. 4. ¿Cuál de las siguientes bras no es de origen animal? a) Lana. b) Lino. c) Seda. 1. 2. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf b) Chapado. d) Tablex. f) Papel. 4. b) Lino. 5. c) Olmo. 88/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om ELEMENTOS MECÁNICOS TRANSMISORES DEL MOVIMIENTO j Actividades propuestas Página 228 • • 89 b) Número de revoluciones con que girará la rueda conducida. i = 1/2 = N/n = N/1 200 → N = 1 200/2 = = 600 rpm → N = 600 rpm 6. d = 50 mm 1. • Plano inclinado: rampa de coches, paso de peatones por enci• • 12 ma de una carretera, tejado. Tornillo: de banco, de mordaza, prensa de aceite. Cuña: para sujetar el mango de un martillo, para romper el hormigón (martillo neumático), arado (que penetra la tierra), cuchillo cortando pan, piedras colocadas en el arco de una puerta de catedral o iglesia. Rueda: rueda de alar, torno de ceramista, rueda de coche. Palanca: palanca de cambio de marchas de un coche, freno de una bicicleta, joystick. 2. Los mecanismos son partes de las máquinas. 3. a) 1. Transmisión del movimiento: pedal (manivela) → plato → cadena → piñón → rueda. D = 500 mm n = 1 400 rpm a) Relación de transmisión. i = d/D = 50/500 = 1/10 b) Número de revoluciones con que girará la rueda conducida. i = 1/10 = N/n = N/1 400 N = 1 400/10 = 140 rpm N = 140 rpm c) Distancia entre ejes. E = R − r = 500/2 − 50/2 = 450/2 = 225 mm E = 225 mm 2. Rueda libre, que permite avanzar solamente en un sentido de pedaleo. Página 237 3. Frenos. 4. Sillín, compuesto por muelles y piezas que giran, para amortiguar los golpes. 5. Dinamo → cables → bombillas. b) Clasicación de los mecanismos según Hachette (para la bicicleta): 1. Receptores: pedales. 2. Reguladores: interruptor, rueda libre. 3. Comunicadores: pedal, biela, plato, cadena, piñón, rueda libre. 4. Modicadores: pedal (manivela) (movimiento más o menos lineal alternativo → circular). 5. Operadores: ruedas. Página 234 4. r = 5 cm = 0,05 m P = 0,2 CV Fx = 25 kp considerar, a efectos teóricos, como dos ruedas de fricción de diámetros iguales a los diámetros primitivos de los engranajes. Por ello, a la hora de determinar la relación de transmisión, se tendrán en cuenta estos diámetros. 8. a) La altura de adéndum es igual al módulo y representa la distancia que hay desde el radio primitivo hasta el radio exterior. Deberá ser un poco más pequeña que la altura de dedéndum (que vale 1,25 · m), para evitar que la cabeza del diente roce o choque contra el fondo del diente del otro engranaje. b) El hueco del diente es un poco mayor que el grueso del diente para que quepa sin dicultades. Si el hueco es demasiado grande, existirá demasiado «juego» y se producirán muchos ruidos y vibraciones. Si son casi iguales, el ajuste es «casi perfecto», pero habrá demasiados roces y pérdida de ener gía. 9. m = 3 mm z = 30 µ = 0,35 Fx = 60 · P/(2 · π · n · r · µ) n = 60 · P/(Fx · 2 · π · r · µ) = = 60 · 735 · 0,2/(25 · 9,8 · 2 · π · 0,05 · 0,35); n = 327,40 rpm a) Paso: p = π · m = 3,14 · 3 = 9,42 mm b) Diámetro interior: di = dp − 2 · h2 = m · z − 2 · 1,25 · m = m · (z – 2,5) di = 3 · (30 – 2,5) = 82,5 mm 5. i = 1/2 n = 1 200 rpm a) Diámetro de las dos ruedas. i = 1/2 = r/R → R = 2 · r E = r + R = 600 600 = r + 2 · r = 3 · r → r = 600/3 = 200 mm R = 2 · r = 2 · 200 = 400 mm D = 800 mm 7. Dos ruedas dentadas que están engranando entre sí se pueden d = 400 mm http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf c) Diámetro exterior: de = m · (z + 2) = 3 · (30 + 2) = 96 mm 10. • Un módulo grande trae consigo un diente grande. Por ejemplo, el grosor de un diente de módulo m = 1 es igual a s = = 19/40 · p = 0,475 · π · m = 1,49 mm. Si el módulo m = 25, el grosor del diente valdrá s = 19/40 · p = = 19/40 · π · 25 = 37,31 mm. 89/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 12 90 ELEMENTOS MECÁNICOS TRANSMISORES DEL MOVIMIENTO Los dientes grandes se usan cuando se quieren transmitir grandes potencias. Pero sobre todo se emplean para diámetros de engranajes grandes. b) Diámetro primitivo de la rueda: D = m · Z = 2 · 60 = 120 mm p Los dientes pequeños se usan en engranajes pequeños (por ejemplo, relojes). • Si la potencia que se quiere transmitir es grande, se corre el riesgo de que el diente se rompa. Para evitarlo, deberá tener un grosor y una longitud grande. Tanto el grosor (s) como la longitud de diente (b) son función del módulo, mediante las fórmulas: R c) Velocidad de la rueda: i = d/D = 90/120 = N/n = N/1 000 → N = 1 000 · 90/120 = 750 rpm → Página 241 14. En los engranajes cónicos de dientes rectos encontramos innidad de diámetros entre d1 y d2. Como el número de dientes, para cada uno de los diámetros, tiene que ser el mismo, la única solución es que existan también innidad de módulos distintos, desde uno mínimo que corresponde al diámetro d1 a otro máximo que corresponde a d2. b = 10 · m; s = (19/40) · p = (19/40) · π · m Página 238 11. ZR = 60 dientes Si los módulos son distintos, el tamaño del diente también es distinto. Por tanto, cada uno de los dientes va creciendo a medida que su diámetro es mayor. Para fabricarlos a mano, se hace el mayor y el menor y para el resto se elimina el material siguiendo el perl de los dos dientes mecanizados. d1 Los módulos de los dientes serán: m = 6 mm Zp = 40 dientes n = 1 500 rpm a) Número de revoluciones (N) con que girará la rueda: i = Zp /ZR = 40/60 = N/n = N/1 500 N = 1 500 · 40/60 = 1 000 rpm m1 = d1/z b) Distancia entre ejes: E = ( dp + Dp)/2 = (m · Zp + m · ZR)/2 = m · ( Zp + ZR)/Z = = 6 · (40 + 60)/2 E = 300 mm c) d = d + 2 · h = m · (Z + 2) = 6 · (40 + 2) = 252 mm e p 1 p de = 252 mm m2 = d2/z d2 12. Zp = 50 dientes ZR = 30 dientes a) Relación de transmisión: i = Zp /ZR = 50/30 = 1,67 15. a) Si se gira la corona o rueda cóncava, intentará desplazar b) Si la relación de transmisión es: i > 1 → El eje conducido gira más deprisa que el eje conductor. El número de dientes del piñón es mayor que el de la rueda. longitudinalmente al tornillo. Como el tornillo no se desplaza longitudinalmente, porque físicamente está bloqueado, todo el conjunto se bloqueará. b) Se emplea para dos cosas: i = 1 → Ambos ejes giran a igual velocidad, aunque en sentido contrario. El número de dientes del piñón es igual al de la • Reducir enormemente la velocidad de giro del árbol conducido, ya que, por cada vuelta del tornillo sin n, la corona rueda. i < 1 → El eje conducido gira más despacio que el eje conductor. El número de dientes del piñón es menor que el de la rueda. solamente gira 1/ Z1 vueltas. tanto, paradar queZ lavueltas. corona gire una vuelta completa, el Por piñón deberá 1 • Cuando se desea que el movimiento se transmita solamente del tornillo sin n a la corona, y no a la inversa. En nuestro caso, como i > 1, en vez de reducir velocidad, se aumenta. 13. m = 2 mm dp = 90 mm ZR = 60 dientes n = 1 000 rpm a) Número de dientes del piñón: dp = m · Zp; Zp = dp/m = 90/2 = 45 dientes. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 90/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 12 ELEMENTOS MECÁNICOS TRANSMISORES DEL MOVIMIENTO 16. • El engranaje epicicloidal se emplea para reducir o ampliar el número de revoluciones con que gira un eje paralelo o en la misma dirección que otro de entrada. • Los hipoides son engranajes de dientes cónicos helicoidales que se emplean para transmitir el movimiento entre ejes que no se cortan. 17. Z1 → Z2 Z3 → i = Z1/Z2 = 40/100 = N21/800 → N21 = 320 rpm i = Z3/Z4 = 80/60 = N22/800 → N22 = 1 066,67 rpm Z4 Z1 = 40 Z3 = 80 Motor 800 rpm I Página 243 22. a) Polea simple: no proporciona ninguna disminución en la fuerza aplicada. Sólo cambia la dirección o el sentido de la fuerza aplicada a través de la cuerda, facilitándonos el trabajo. Aplicaciones: • Extracción de agua de un pozo. • Para subir y bajar las velas de un barco. • Tendedero. b) Polipasto: proporciona una disminución en la fuerza aplicada. Aplicaciones: II Z2 = 100 • Grúa de obras. • Camión grúa. Z4 = 60 • Puente grúa. 18. a) Cadena cinemática: está formada por todos los pares de engranajes que pueden componer cualquier caja de velocidades. 23. 20 · 5 = F · 3 F = 20 · 5/3 = 100/3 = 33,33 N b) Tren de engranajes: es un conjunto de dos engranajes que, en un momento determinado, pueden estar engranando entre sí. 20 N x = 5 cm En una cadena cinemática puede haber uno o muchos trenes de engranajes. Página 242 19. Suponiendo que la potencia de un coche sea constante, tenemos: P = W/t = F · e /t = F · v W = trabajo = energía F = fuerza e = espacio = distancia recorrida t = tiempo v = velocidad Observemos que, al disminuir la velocidad del vehículo, aumenta la fuerza que lo empuja. En las cuestas es necesario aumentar esa fuerza para que pueda subir. La única solución es disminuir la velocidad. Esta misma cuestión se le presenta a los ciclistas a la hora de ascender por una montaña. Para poder subirla, es necesario que cambien de piñón para reducir la velocidad. 20. M1 = 50 N · m F y = 3 cm 24. 20 · x = F2 · y 20 · 5 = F2 · 3; F2 = 33,33 N F2 = F1 = 33,33 N F1 · 3 = F · 5; 33,33 · 3 = F · 5 F = 20 N F 20 N x = 5 cm x = 5 cm y = 3 cm y = 3 cm F 20 N x F1 y F2 Página 244 25. • Cuerdas: subir y bajar una vela de un yate. • Alambres: apertura de capó (coche), cierre y apertura de r == 25 R 30 mm mm Par conductor = par resistivo M2 = F · R = M1 F · 0,030 = 50 F = 50/0,03 = 1 666,67 · N M2 91 ventana automática (coche). • Articulaciones: cierre de puertas blindadas. 26. • Cadenas: bicicleta, moto. • Correa dentada: impresora, escáner. M1 = 50 N · m Página 246 27. El momento o par ( M2) que trata de frenar el giro de la rueda conducida es igual a: M2 = Fy · µ · RA; donde RA = radio del árbol. R = 30 mm r = 25 mm Fy = fuerza vertical que depende de la potencia a transmitir. µ = coeciente de rozamiento (constante para un material determinado). http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 91/128 5/24/2018 92 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 12 ELEMENTOS MECÁNICOS TRANSMISORES DEL MOVIMIENTO 5. • El piñón (rueda o engranaje conductor) siempre se representa Cuanto mayor es el radio del árbol, mayor va a ser el valor del momento o par que trate de frenar la rueda, y mayor energía se pierde en la transmisión. mediante letras minúsculas. • La rueda (rueda o engranaje conducido) se representa mediante letras mayúsculas. Por tanto, interesa que el diámetro de los árboles sea el mínimo posible, para evitar pérdidas de potencia o energía de transmi sión. 6. i = r/R = d/D = N/n 7. La velocidad tangencial es la velocidad lineal que tiene cada 28. • El debido al diseño de los engranajes es inevitable. Siem- uno de los puntos de la periferia de las ruedas de fricción ( r = = 2,5 cm = 0,025 m): pre va a perder un 6 % de energía, debido a la transmisión del engranaje (energía debido a la fuerza F2 = F · sen 20°), y algo de pérdida de energía debida al rozamiento. v = V = 2 · π · r · n/60 = 2π · R · N/60 v = V = 2 · π · r · n/60 = 2 · π · 0,025 · 1 000/60 = = 2,62 m/s • El que más importancia tiene es el debido al rozamiento. Si conseguimos disminuir el valor FR, habrá una menor pérdida de energía. La velocidad tangencial es la misma porque la periferia de ambas ruedas está en contacto y se supone que no hay deslizamiento. • El valor de FR se puede disminuir de dos maneras: 1.º Diseñando una máquina que tenga unos árboles con unos diámetros lo más pequeños posible (pero que no se rompan ni curven durante el funcionamiento). 2.º Disminuyendo el valor del coeciente de rozamiento. Para ello: 8. a) Separación entre ejes de ruedas exteriores: E = R + r b) Separación entre ejes de ruedas interiores: E = R – r 9. i = r/R = d/D = N/n = tg b 10. a) Transmisión mediante ruedas de fricción. Para ello se juntan dos ruedas, presionando fuertemente una contra la otra. El contacto se hace por sus periferias. Es necesario que las ruedas estén una junto a la otra. – Elegir adecuadamente los materiales que van a estar en contacto (material del cojinete y material del árbol). – Usar lubricación de manera adecuada. j b) Transmisión mediante polea y correa: las poleas pueden estar separadas por una gran distancia, ya que es la correa el elemento que hará de enlace entre las dos poleas. Es un método que permite un menor deslizamiento que las ruedas de fricción. Por ello, todavía se emplea en multitud de apli- Problemas propuestos Página 248 1. • Motores primarios: son aquellas máquinas que se encargan de transformar la energía primaria (eólica, solar, nuclear, hidráulica, etc.) en otro tipo de energía, generalmente eléctrica o mecánica. Raramente se suelen utilizar acopladas directamente a la máquina o sistema que se quiere mover. • Motores secundarios: son aquellos cuya energía de salida acciona las máquinas directamente. caciones en la actualidad. d N c) En ambos casos: i = __r = __ = __ R D n 11. Cuando se quiere transmitir el movimiento entre ejes que se cruzan a cierta distancia y la transmisión no es un factor fundamental (no importa que se produzcan pequeños deslizamien tos). 12. • Como correa cruzada, para provocar que la polea conducida gire en sentido contrario a la conductora. • Para transmitir el movimiento entre ejes que se cruzan, formando un ángulo cualquiera. 2. • Motores primarios: aerogenerador, placa solar, turbina hidráu lica, etcétera. • Para transmitir el movimiento entre ejes que se cortan, formando un ángulo cualquiera. • Motores secundarios: motor de dos tiempos (moto), motor eléctrico, motor de cuatro tiempos (coche). 3. • Los árboles son piezas cilíndricas alargadas que se emplean 13. • Engranaje conductor: piñón. para transmitir potencia o energía a través de ellas. Por tanto, están sometidas a esfuerzos de torsión. • Engranaje conducido: rueda. • Los ejes tienen la misma forma que los árboles, pero solamente sirven de sustento a los engranajes, poleas o ruedas de fric ción. No se encuentran sometidos a torsión, sino a exión. 14. a) • Engranajes de dientes rectos. • Engranajes de dientes helicoidales. • Engranajes de dientes en V. 4. Los acoplamientos móviles tienen como misión permitir una cierta inclinación entre los árboles de transmisión. Es decir, puede ocurrir que, en algún momento del funcionamiento, los árboles no estén alineados, lo que podría provocar su rotura. Para ello se emplean los acoplamientos móviles, que permiten pequeñas inclinaciones de los árboles y con ellos mantener la transmisión del movimiento. b) La ventaja más importante es que no se producen deslizamientos, por lo que la relación de transmisión siempre es constante. 15. Módulo (m) = es el diámetro que correspondería a una circunfe- http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf rencia imaginaria si su longitud de circunferencia fuese igual al paso (p). 92/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om ELEMENTOS MECÁNICOS TRANSMISORES DEL MOVIMIENTO 12 93 El paso (p) es la longitud del arco correspondiente a la circun ferencia primitiva que abarca un grueso y un hueco de diente. Paso (p) = π · m. Se expresa en milímetros. El diámetro primitivo es el diámetro que tendría la rueda de fricción equivalente. Depende del módulo y del número de dientes. 16. a) i = dp/Dp = rp/Rp = ZP/ZR = N/n b) Es exactamente la misma (los diámetros o radios exteriores de las ruedas de fricción coinciden con los radios y diáme tros primitivos de los engranajes). La única diferencia es la relación del número de dientes, que en las ruedas de fricción no existen. Tela 17. di = dp – 2 · h2 = m · z – 2 · 1,25 · m = m · (z − 2,5) dp = m · z de = dp + 2 · h1 = m · z + 2 · m = m · (z + 2) 23. • Se consigue una elevada reducción del número de revoluciones de una manera muy sencilla, sin tener que emplear varios trenes de engranajes. 18. a) Los engranajes helicoidales se caracterizan por tener sus dientes inclinados respecto de su eje. b) Al estar engranando más de un diente a la vez, se producen menos ruidos y vibraciones, así como menos posibilidades de roturas. Tiene como inconvenientes: • El motor no gira cuando está parado (porque el tornillo sinfín se lo impide) y se ejerce un par o momento sobre el árbol que sale de la corona. 24. M • Son más difíciles de fabricar, por lo que resultan más caros. • Producen esfuerzos axiales, que se compensan mediante cojinetes o rodamientos axiales. Esto origina una pequeña pérdida de energía o potencia. 19. a) Entre ejes que se cortan: engranajes cónicos de dientes rectos y helicoidales. b) Entre ejes que se cruzan: tornillo sinfín-corona, hipoide y engranaje helicoidal. 20. Tiene dos peculiaridades: 1. Que produce una gran reducción de velocidad de giro en la transmisión, i = Zp/ZR = 1/ZR (el número de dientes del torni llo sinfín es, normalmente, igual a uno). 2. Solamente se puede transmitir movimiento desde el tornillo sinfín a la corona, y no a la inversa. 25. a) Momento o par de la rueda. Pasemos todo al sistema internacional: M = P · 60/(2 · π · N) = 0,3 · 735 · 60/(2 · π · 900) = = 2,34 N · m b) i = Z1/Z2 = N/n; 60/80 = N/1 200; N = 900 rpm 21. Fx = 60 · P/(2 · π · n · r · µ) = 60 · 0,2 · 735/(2 · π · 600 · · 0,05 · 0,5) = 93,58 N 22. Para demostrar que la relación de transmisión para ruedas de fricción interior es igual que para las ruedas de fricción exterior, basta con demostrar que se cumple el concepto de velocidad tangencial, explicado en la página 233 (Fig. 12.7). Si se colocase una tira de tela entre las ruedas de fricción interiores, se podría ver que su velocidad tangencial es la misma (cuando no hay deslizamiento). La única diferencia es que aquí las dos ruedas giran en el mismo sentido. Por tanto: v = V = 2 · π · r · n/60 = 2 · π · R · N/60 r · n = R · N; r/R = N/n i = r/R = d/D = N/n v y V en m/s n y N en rpm http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf Página 249 26. M = P · 60/(2 · π · n) = F · rp rp = m · Z1/2 = 3 · 60/2 = 90 mm = 0,09 m F = P · 60/(2 · π · n · rp) = 0,3 · 735 · 60/(2 · π · 1 200 · · 0,09) = 19,50 N Se admite que el punto de contacto medio entre piñón y rueda sea siempre a la altura de sus diámetros primitivos (en la realidad no es así). 28. i = 1/3 d = 50 mm n = 900 rpm a) Diámetro de la rueda conducida: i = d/D; 1/3 = 50/D; D = 150 mm 93/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 12 94 ELEMENTOS MECÁNICOS TRANSMISORES DEL MOVIMIENTO b) Número de revoluciones N de la rueda: b) Altura de dedéndum. c) Altura diente. i = N/n; 1/3 = N/900; N = 300 rpm c) Distancia entre ejes: d) Paso. e) Diámetro primitivo. E = R – r = 150/2 – 50/2 = 100/2 = 50 mm f) Diámetro exterior. 29. m = 2 mm g) Diámetro interior. dp = 90 mm 3. Un piñón de módulo 1 y diámetro primitivo 60 mm engrana a) Número de dientes del piñón ( Z1): con una rueda de 80 dientes. Calcular el número de dientes del piñón y el diámetro primitivo de la rueda. dp = m · Z1; Z1 = dp/m = 90/2 = 45 dientes b) Diámetro primitivo de la rueda (Dp): Dp = m · Z2 = 2 · 60 = 120 mm 4. El producto de una fuerza por una distancia es… a) Potencia. b) Par. c) Número de revoluciones de la rueda (N2): c) Fleje. i = dp/Dp = N/n; 90/120 = N/1 000 N = 750 rpm 5. Dos ruedas tienen una relación de transmisión de 0,4. Si la conductora gira a 400 rpm, ¿cuál es la velocidad de la rueda conducida? 30. a) Diámetro primitivo del piñón y la rueda: r 2 500 E = 70 = r + R ; i = __p = _____; r = 2,5 · R p p Rp 1 000 p 70 = 2,5 · Rp + Rp = Rp · (2,5 + 1) a) 350 rpm. p b) 160 rpm. c) 200 rpm. Rp = 70/3,5 = 20 mm Dp = 40 mm rp = 2,5 · Rp; rp = 70 − 20 = 50 mm dp = 100 mm j b) Número de dientes Z1 y Z2: dp = m · Z1; Z1 = dp/m = 100/2 = 50 dientes 1. Los tipos de ruedas de fricción son: Z = D /2 = 40/2 = 20 dientes 2 p • Exteriores. 31. a) Juntas elásticas: motor de combustión interna que hace • Interiores. girar una bomba de agua. • Troncocónicas. b) Junta cardán: parte inferior de la carrocería de un camión, elemento transmisor del movimiento entre tractor y empa cadora de paja. Además, cada uno de los tipos pueden ser lisos o acanalados. 750 2. i = __N = _____ = 0,75 n 1 000 c) Junta homocinética: palier delantero de coches con tracción delantera. j j Soluciones actividades de ampliación Actividades de ampliación Soluciones evaluación 1. i = 800/2 200 = 0,36 2. a) Altura de adéndum: h1 = 3 mm 1. ¿Qué tipos de ruedas de fricción existen? 2. En una transmisión de movimiento con dos ruedas de fricción, la rueda conductora gira a 1 000 rpm y la rueda conducida a 750 rpm. ¿Cuál es la relación de transmisión? b) Altura de dedéndum: h2 = 1,25 · 3 = 3,75 mm c) Altura diente: h = h1 + h2 = 3 + 3,75 = 6,75 mm d) Paso: p = π · m = 9,42 mm e) Diámetro primitivo: Dp = m · Z = 3 · 40 = 120 mm f) Diámetro exterior: De = m · (Z + 2) = 3 · (40 + 2) = 126 mm j Evaluación 1. ¿Cuál es la relación de transmisión entre dos ruedas de fricción si la conductora gira a 2 200 rpm y la conducida a 800 rpm? 2. En un engranaje de 40 dientes rectos de módulo 3, hallar: a) Altura de adéndum. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf g) Diámetro interior: Di = m · (Z − 2,5) = 112,5 mm 3. Zp = 60/1 = 60 dientes Por su parte, el diámetro primitivo de la rueda será: Dp = m · ZR = 1 · 80 = 80 mm 4. b) Par. 5. b) 160 rpm. 94/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om ELEMENTOS MECÁNICOS TRANSFORMADORES DEL MOVIMIENTO Y DE UNIÓN j Actividades propuestas L = p · z = π · m · z = 3,14 · 1,5 · 30 = 141,37 mm Página 254 2. ω = 2 · π · N/60 = 2 · 3,14 · 1 200/60 = 125,66 rad/s M = 1 000 · 0,006/(2 · π) = 0,95 N · m P=M· ω 95 evitarlo se necesitan cuatro pistones que realicen el ciclo termodinámico con los tiempos desfasados, de forma que siempre se tiene un cilindro en el tiempo de explosión, consiguiéndose un empuje constante y un giro más suave y regular. Página 253 1. Una vuelta de piñón provocará un desplazamiento de la cremallera y por tanto de la broca, de: 13 Página 260 7. Se trata de multitud de «corchetes» que, al ser presionados automáticamente, mediante el dispositivo de apertura y cierre de la cremallera, quedan engarzados unos dentro de otros (cremallera cerrada). La fuerza de sujeción de cada uno de ellos es pequeña, pero al haber muchos, originan que queden fuertemente cerrados. = 125,66 · 0,95 = 120 W 3. • Para posicionar cosas de manera precisa: — Microscopio de laboratorio. Ajusta el enfoque. — Enfoque de la cámara de fotos (manualmente). Ajusta el enfoque. Página 262 8. Los remaches tienen un diámetro menor de 10 mm y se colocan en frío. Los roblones tienen un diámetro mayor de 10 mm y se colocan en caliente. • Para mover cargas: — Apertura y cierre de agua de acequias (permite la conducción de aguas por el lugar adecuado). — Prensa manual de vino. 9. • El más sencillo es el que se realiza con la remachadora, ya que solamente hay que introducir el remache entre las dos piezas a unir en la remachadora y presionar fuertemente. • Teóricamente, los dos remaches (el manual o el realizado con remachadora) ofrecen la misma resistencia, si están fabricados con el mismo material (generalmente aluminio) y tienen el mismo diámetro. — Imprenta manual antigua. — Gato o sargento. Las cabezas de los remaches manualmente son mucho más resistentes que lasrealizados de los remaches realizados con remachadora. Pero, normalmente, los remaches se diseñan y fabrican para que trabajen a cortadura, es decir, si es un esfuerzo muy grande, que se rompan por su cuerpo (parte cilíndrica) y nunca sus cabezas. Las cabezas se las ponen para que no se salgan, pero no para que soporten esfuerzos en el sentido de su eje. j Problemas propuestos Página 266 1. a) Según la forma del seguidor: • Periféricas: el seguidor está constantemente en contacto con la periferia de la leva. Pueden tener formas distintas, asimétricas o no. Página 257 4. Torniquete de entrada a la estación de tren, destornillador de carraca, reloj de péndulo, etcétera. 5. El ciclo termodinámico de un motor de combustión interna consta de cuatro tiempos. Cada tiempo supone un desplazamiento de pistón, o lo que es lo mismo, media vuelta de cigüeñal. De los cuatro tiempos, sólo en uno de ellos se genera fuerza de empuje (explosión), lo que provoca un giro irregular. Para http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf • Oscilantes: el seguidor describe un movimiento circular alternativo. b) Según la forma de la leva: • De disco: son las más empleadas. • Cilíndricas: disponen de un canal sobre la periferia de un cilindro que obliga a un seguidor a describir un desplazamiento determinado a medida que gira el cilindro. • De caja: se utilizan en mecánica de precisión. 95/128 5/24/2018 96 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 13 ELEMENTOS MECÁNICOS TRANSFORMADORES DEL MOVIMIENTO Y DE UNIÓN 2. • La manivela-biela-émbolo es un mecanismo reversible, es decir, que permite transformar un movimiento lineal en uno circular, y uno circular en otro lineal alternativo. Cuando se giran los pedales, las bolas ( B) quedan presionadas en el canal cónico, obligando a girar a la rueda (C). Cuando los pedales se mantienen parados y es la rueda ( C) la que gira, provoca la compresión del muelle (R) y la separación de las bolas ( B), por lo que no girará la rueda interior (M) ni tampoco los pedales. • La leva solamente permite transformar movimientos circulares en lineales alternativos con distintas velocidades y aceleraciones. 7. • Cremallera en anorak. En la práctica, cada uno de ellos cumple una función diferente y, en algunos casos, complementaria. • Botones en camisa. Si se trata de transformar, por ejemplo, un movimiento circular uniforme en otro vertical de vaivén, en un principio puede resultar más adecuado el uso de manivela-biela-émbolo, ya que se originarán menos rozamientos que en el caso de leva-simétrica y seguidor. • Tornillo rosca-chapa para unir perles de aluminio (puerta). • Tornillos de unión para montar mesa de ocina. • Tirafondos para montaje de estantería. 9. Cuando se quiere sujetar alguna pieza a otra de gran grosor. Para ello, se hace una rosca en la pieza de gran grosor y se coloca un tornillo de unión. 3. La excéntrica es un caso particular de leva. Consiste en un disco cuyo punto de giro no coincide con su centro geométrico. Tanto las levas como las excéntricas cumplen la misma misión: transformar un movimiento circular en uno lineal alternativo. 4. Un cigüeñal es un conjunto de manivelas, generalmente, desplazadas 90° unas respecto de las otras. De hecho, el pistón-bielacigüeñal constituye un émbolo-biela-manivela particular. tirafondos empleanespara unir piezas de madera sus 10. • Los derivados. Si elsetornillo de pequeño diámetro, no ohace falta hacer un taladro previo. En caso de que hubiese que hacer un agujero previo, su diámetro deberá ser menor o igual al diámetro interior del tornillo a introducir para que se pueda crear la rosca a medida que se introduce. • Los tornillos rosca-chapa se emplean para unir piezas metálicas de poco espesor. Generalmente, excepto que el material a unir sea muy blando, siempre es necesario hacer un agujero previo con un diámetro igual o inferior al diámetro interior del tornillo. 5. Sí se puede. El trinquete (interior) estaría en la parte interior de las coronas (parte exterior del piñón de la bicicleta) y en el núcleo (parte exterior del piñón, concéntrica a la corona) habría dos uñetas (mejor poner dos uñetas que una para un mayor reparto del esfuerzo aplicado a la rueda). En este caso, el trinquete, cuando permite el giro (en el dedaleo hacia atrás y en el pedaleo de cadencia inferior a la necesaria para mantener el movimiento, es decir, cuando el núcleo y la rueda giran más rápido que las coronas), la uñeta va saltando de diente en diente (sobre la cara inclinada), haciendo ruido. El piñón gira, pero la rueda no es arrastrada (hay desacoplamiento). En sentido contrario, es decir, cuando se pedalea hacia adelante, cada uñeta empuja contra la cara perpendicular de un diente, y como estos dientes no están unidos a algo jo, sino a una rueda que puede girar y avanzar, si se aplica la fuerza adecuada, se consigue que las uñetas arrastren la rueda y la bicicleta se mueva. 11. Sirven para tres funciones: • Como apoyo a otras piezas (pernos de apoyo). • Como elementos de giro (pernos de articulación). • Para jar una máquina (pernos de anclaje). 12. Valen para unir dos piezas en las que generalmente no se produce giro alguno, una con respecto a la otra (de ser así, se emplearán pernos de articulación). Los pasadores de aletas evitan que se puedan salir las arandelas. 13. Aparece en la gura superior derecha de la página 260 del libro de texto. 14. a) Elementos de unión desmontables de prendas de vestir: Uñeta 1. Gemelos. 2. Botones. Fija a la rueda Tambor 3. Nudos (corbata, bufanda y zapatos). 4. Hebilla y pasador del cinturón o zapatos. 5. Cremallera. 6. Corchetes. 7. Velcro (de zapatillas o ropa). b) Elementos de unión fijos de prendas de vestir: 1. Cosido. 6. El dibujo corresponde a la Figura 13.17 de la página 257 del libro de texto. Consta de dos ruedas ( M) y (C). Los pedales están jos a la rueda ( M), mientras que la rueda de la bicicleta lo está 2. Pegado. 15. Es un tipo de soldadura, de reciente aparición, formada por distintos tipos de polvos metálicos y alguna resina sintética a la rueda (C). http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf que, al mezclarlos y colocarlos entre las piezas a unir, después 96/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om ELEMENTOS MECÁNICOS TRANSFORMADORES DEL MOVIMIENTO Y DE UNIÓN de un cierto tiempo, se endurecen, consiguiéndose resistencias de hasta 350 kg/cm 2. 16. Tienen la ventaja de unir piezas metálicas de distintos materiales, así como metales y no metales. 13 97 Este tipo de soldadura se emplea muchísimo en automoción para soldar las chapas estructurales que forman las puertas y resto del vehículo. 23. No hace falta ser un experto para realizar la soldadura, simplemente hay que seguir las instrucciones y normas de seguridad que se indican en el prospecto. 17. Cuando el material de aportación a utilizar (generalmente, en forma de varillas metálicas de diámetro alrededor de 2 o 3 mm) es el mismo o similar al de las piezas a soldar. 18. Cuando el material de aportación es distinto al de las piezas a soldar. 19. a) Proceso que seguiremos a la hora de realizar una soldadura blanda: 1. Limpiar de suciedad, grasa o aceite las piezas a unir. 2. Calentar, durante unos 10 o 15 segundos, las piezas a unir mediante el soldador. 3. Acercar el metal de aportación (estaño) a las zonas a unir. El estaño debe uir sobre las supercies a unir y nunca se debe apelmazar. b) Pasos que seguiremos a la hora de realizar una soldadura fuerte: 1. Limpiar las supercies a unir. 24. Una vuelta completa de la manivela corresponde a una vuelta de piñón. L=p·z=π·m·z 198 = π · 3 · z z = 198/(3 · π) z = 21 dientes 25. 1. Torno: para desplazar manualmente (rápidamente) el carro longitudinal. 2. Puertas del metro. 3. Para embalsar agua. 26. P = 25 W ω = 2 · π · N/60 = 2 · 3,14 · 150/60 = 15,71 rpm P = M · ω; M = P/ω = 25/15,71 = 1,59 N · m 2. Recubrir con una na capa de bórax (antioxidante) las piezas a soldar. 27. M = F · d = 40 · 0,75 = 30 kp · m = 294 N · m M = Q · p/2 · π; Q = M · 2 · π/ P = 30 · 2 · π/0,008 = 23 562 kp 3. Calentar las zonas a soldar, procurando que la llama dellentamente soplete no toque el antioxidante; de esta manera el bórax se evapora, dejando una lámina sólida que evita la oxidación. 29. Aplicaciones de: a) Chavetas: poleas, engranajes y ruedas jas a los árboles de transmisión. b) Lengüetas: poleas, engranajes y ruedas que se pueden deslizar longitudinalmente a lo largo del árbol de transmisión. 4. Cuando las zonas a soldar han alcanzado la temperatura adecuada, acercar el metal de aportación (generalmente varillas de latón), que debe fundirse e introducirse, de manera automática, en las supercies a soldar. 20. La soldadura fuerte sustituye a la blanda en aquellas aplicaciones en las que las piezas a unir están sometidas a esfuerzos medianos o grandes, o cuando las piezas a soldar, posteriormente, se van a encontrar a temperaturas que superen los 200 °C (el estaño se funde a los 231 °C). Página 267 30. Las piezas remachadas normalmente no se suelen encontrar sometidas a esfuerzos que tienden a alargarlas. Los remaches se encuentran sometidos a cortadura. La forma de la cabeza es menos importante desde el punto de vista de la resistencia del remache, aunque sí lo es desde el calentar zonas(actualmente de las piezasse a unir una 21. Consiste llama de en acetileno y las oxígeno está mediante usando butano o propano en sustitución del acetileno) y posteriormente acercar el metal de aportación. punto de vista estético y de posible choque con otras piezas. Si el remache se encontrase sometido a tracción, sería necesario elegir la cabeza adecuada (esférica o esférica con borde). Se consiguen temperaturas muy altas (del orden de 2 800 ºC), que pueden llegar a fundir el acero (1 600 °C). 31. Aparece en la Figura 13.21 de la página 261 y la explicación también está en esa misma página. 1. Se realiza un agujero en las dos chapas a unir, ligeramente superior al del diámetro que se va a colocar. 2. Se elige el remache adecuado y se corta a una longitud l = 1,5 · d. 3. Se introduce el remache con la cabeza existente por el lado de la sufridera o asentador. El método de soldadura se emplea especialmente para productos ferrosos. 22. Para la unión de chapas metálicas nas. Consiste en sujetar las dos chapas a soldar mediante dos electrodos por los que se hace pasar una gran intensidad de corriente durante unos segundos, con lo que los puntos en contacto próximos a los electrodos se funden. No se usa metal de aportación. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 4. Golpear el cuerpo del remache hasta hacer una cabeza redondeada. 97/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 13 98 ELEMENTOS MECÁNICOS TRANSFORMADORES DEL MOVIMIENTO Y DE UNIÓN 5. Colocar una buterola con forma y golpear con el martillo. • La ventaja de usar bulones radica en la posibilidad de desmontar las piezas con facilidad y montarlas de nuevo. Además, los bulones pueden trabajar muy bien a tracción. 2 33. σR = 18 kp/mm ; = 0,76. σR = 0,76 · 18 = 13,68 kp/mm2 d = 3 mm; τR = F/S S = π · r 2 = 3,14 · 1,52 = 7,07 mm2 F = τR · S = 13,68 · 7,07 = 96,70 kp cada remache. Como son dos remaches: FT = 193,40 kp τ R 35. • Si las chapas, piezas de poco espesor o perles, no se piensan desmontar en la vida del objeto construido, se pueden emplear remaches o roblones. Los remaches y roblones también se utilizan en aquellas aplicaciones en las que las vibraciones pueden aflojar los elementos de unión y supondría un peligro, como es el caso de las 36. Para soldar dos piezas gruesas de acero, los métodos más adecuados son: • Soldadura eléctrica por arco: tiene el inconveniente de ser una soldadura heterogénea, ya que el electrodo generalmente es un material diferente al de las piezas a unir. • Soldadura oxiacetilénica: se trata de una soldadura homogénea en la que el metal de aportación puede ser idéntico a las piezas a soldar, con lo que los riesgos de oxidación son menores y la resistencia de la soldadura es equivalente a la resistencia de cada una de las piezas. 38. alas de muchos aviones y avionetas. Chavetas Lengüeta Constructivas Diferencias • Forma prismática cónica (véase la figura de la página 260 del libro de texto). • Forma prismática plana. • Pueden estar atornilladas al árbol sobre el chavetero (no sobre el chavetero del engranaje, ya que físicamente no se puede atornillar). • La forma se muestra en la página 260 del libro. Funcionales • Se introduce a presión entre el chavetero del árbol y el del engranaje, polea, rueda, etcétera. • Se puede desmontar con facilidad. • Las piezas no se pueden desplazar longitudinalmente. • Permite libremente el desplazamiento longitudinal de polea, engranaje, ruedas, etcétera. • Generalmente, las medidas de la chaveta coinciden con el chavetero. De utilidad • Se emplea en aquellas aplicaciones en las que se requiera que el árbol y polea, rueda, engranaje, etc., permanezcan unidos solidariamente hasta que se desmonten. • Al permitir el desplazamiento longitudinal del engranaje, rueda, polea, etc., se puede usar en cajas de velocidades para cambiar el número de revoluciones con que puede girar una máquina. 39. 1. Para atornillar el espárrago se deberán colocar dos tuercas apretadas una contra otra, tal cual se indica en 6 y 7. Pero antes se deberán introducir todos los elementos que se muestran en la gura. 2. Apretar fuertemente la tuerca (1) contra el soporte, para evitar que se pueda aojar el espárrago y salirse cuando gire. 3. A ambos lados de la rueda (4) irán sendas arandelas (3) y (5). 4. La tuerca (2) se aprieta hasta nal de rosca. 5. La tuerca (6) se aprieta fuertemente para que la rueda (4) 2. Probablemente, la chapa no se desmontará jamás de la estructura; por lo tanto, se podría soldar a la estructura. Para ello se puede soldar mediante autógena o mediante soldadura eléctrica por puntos. no gire libremente. 6. Para evitar que la tuerca (6) se pueda aojar debido al giro de todo el conjunto, se aprieta mediante la contratuerca (7). interior del tornillo. b) Se colocan los tornillos rosca-chapa de cabeza avellanada plana (véase la Tabla 13.6 de la página 259 del libro de texto). De esta manera, no sobresalen. 3. Otra solución podría ser utilizando tornillos de rosca cortante (rosca-chapa). Para ello habría que recortar la chapa en cruz, con aletas igual al espesor del marco, y doblarla. A continuación: a) Se hacen agujeros de diámetro igual o menor al diámetro 5 3 8 1 2 6 7 4 40. 1. Se haría una estructura metálica, como la de la gura siguiente, de perles metálicos cuadrados o rectángulares. Luego se soldaría mediante soldadura eléctrica u oxiacetilénica. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 98/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om ELEMENTOS MECÁNICOS TRANSFORMADORES DEL MOVIMIENTO Y DE UNIÓN 41. La lengüeta está sometida a cortadura, y en caso de rotura, lo hará por la línea de puntos de la gura, a la altura de la periferia del árbol de transmisión. ; M = P/ω a) Roblón. b) Velcro. c) Adhesivo. ω 5. ¿Cuál es el metal de aportación en la soldadura blanda? P = 8 CV = 8 735 = 5 880 W ω 99 4. ¿Cuál de las siguientes uniones no es ja? La fuerza que actúa sobre la periferia del árbol será: P=M· 13 a) Estaño-plomo. = 2 · π · n/60 = 2 · 3,14 · 1 200/60 = 125,66 rad/s b) Estaño-níquel. M = 5 880/125,66 = 46,79 N · m c) Latón. Por otro lado, M = F · R; F = M/R = 46,79/0,015 = 3 119,44 N 5 j Lengüeta Soluciones actividades de ampliación 1. Estos mecanismos pueden ser: 0 3 a) Piñón-cremallera. b) Tornillo-tuerca. 2. Como σR = 0,76 · 20 = 15,2 kp/mm2 Sustituimos este dato en la fórmula: R = 15 mm = 0,015 m La tensión de cortadura es: τR = 0,76 · = 15,2 kp/mm2 = 148,96 N/mm2. τ R σ R = 0,76 · 20 = 1 500 ⇒ N = 7,85 π · 22 · N Ocho es el número de remaches que hay que poner. 15,2 = = F/S = 3 119,44 N /(5 · l) l = 3 119,44/(5 · 148,96) = 4,19 mm j Actividades de ampliación 1. ¿Cuáles son los elementos que transforman un movimiento circular en uno rectilíneo continuo? j Soluciones evaluación 1. Como σz = 0,76 · 20 = 15,2 kp/mm2 Sustituimos este dato en la fórmula: 2. Se unen dos piezas con remaches de diámetro 4 mm, que van a estar sometidos a fuerzas de 1 500 kp. La resistencia del mate rial es de σR = 20 kp/mm2. ¿Cuántos remaches harán falta? ⇒ N = 3,42 π · 3,52 · N Cuatro es el número de remaches que hay que poner. 2. M= j Evaluación 1. Se unen dos piezas con remaches de diámetro 7 mm, que van a estar sometidos a fuerzas de 2 000 kp. La resistencia del mate rial es de σR = 20 kp/mm2. ¿Cuántos remaches harán falta? 2 000 15,2 = Q·p = 100 · 8 · 10-3 = 1,27 N · m 2·π 2·π 3. El desplazamiento será: L = p · z = m · π · z = 2 · π · 40 = 251,33 mm 4. b) 5. a) 2. Halla el par necesario para elevar una carga de 1 000 N usando un tornillo de paso 8 mm. 3. Calcula cuánto se desplazará una broca de una taladradora al dar una vuelta de la manivela, sabiendo que el piñón tiene módulo 2 y 40 dientes. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 99/128 5/24/2018 100 j Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 14 ELEMENTOS MECÁNICOS AUXILIARES Actividades propuestas b) Energía máxima que puede absorber: 2 3 4 2 3 W = 4 · ·F máx · N/(kp G ·· cm d ) == 9,496 4 · 100 1,96 · 15/ (750 000 0,54·) =D 96,89 · N ·· m = 9,496 J Página 272 c) Alargamiento producido en el muelle cuando la fuerza es de 33 kp: 1. a) I = 1/2 · m · r2 = 1/2 · 0,6 · 0,22 = 0,012 kg · m2 y = 8 · F · D3 · N/(G · d4) = 8 · 33 · 1,96 3 · 15/(750 000 · · 0,504) = 0,64 cm b) ωmed = 2 · π · N/60 = 2 · 3,14 · 2 000/60 = 209,44 rad/s 2 = 1/2 · 0,012 · 209,442 = 263,19 J Ec = 1/2 · I · ωmed d) Energía acumulada cuando la fuerza es de 33 kp: c) Al ser una máquina-herramienta, Cf = 0,03 F = 33 kp = 323,4 N; y = 0,64 cm = 0,0064 m Cf = (ωmáx - ωmín)/ωmed; 0,03 = (ωmáx - ωmín)/209,44 w = 1/2 · F · y = 1/2 · 323,4 · 0,0064 = 1,03 J ωmed = (ωmáx+ ωmín)/2; 209,44 = (ωmáx+ ωmín)/2 4. a) Tracción: muelles que sujetan los balancines que se colocan en los porches. ωmáx = 212,58 rad/s; Nmáx = 2 030 rpm b) Compresión: muelles de sillín de una bicicleta. ωmín = 206,30 rad/s; Nmín = 1 970 rpm c) Flexión: ballestas de un camión. d) Torsión: muelle que sujeta una pinza de madera. d) ∆ω = 1/2 · I · (ω2máx –ω2mín) = 1/2 · 0,012 (212,582 – – 206,302) = 15,79 J 2. Los volantes de inercia son acumuladores de energía que la liberan cuando la máquina la necesita (cuando se intenta detener su funcionamiento) y la acumulan cuando la máquina no la necesita (gira en vacío). Página 276 5. Bicicleta: tambor. Moto: disco. Algunas máquinas que necesitarían disponer de volante de inercia podrían ser: Coche: disco/tambor. • Sierra de disco de madera. Cuando no corta, trataría de girar más rápidamente, mientras que cuando corta trataría de pararse. 7. I = 0,08 kg · m2 ω = 2 · π · N/60 = 2 · 3,14 · 2 500/60 = 261,80 rad/s EC = 1/2 · I · ω2 = 1/2 · 0,08 · 261,802 = 2 741,56 J Fr = fuerza de rozamiento; e = espacio recorrido = 2 · π · R · N; N = número de vueltas hasta que se para. • Motores los coches. Las fuerzas variables de quecombustión se produceninterna en las de bielas, como consecuencia de las explosiones en los cilindros, se traducen en una acumulación de energía del volante de inercia que libera energía cuando estas fuerzas (y por tanto pares o momentos) dismi nuyen, para conseguir que el cigüeñal gire con una velocidad de rotación uniforme. La energía cinética que hay que liberar será igual a la energía de rozamiento que hay que realizar: EC = Fr · e = F · μ · 2 · π · R · N F = EC /(μ · 2 · π · R · N)= 2 741,56 J/(0,4 · 2 · π · 0,1 · 4) = = 26 725,48 N = 2727,08 N • Molinos de cereales. F F Página 274 3. a) Fmáx = 100 = π · d3 · σmáx/(8 · D) D = π · d3 · σmáx/(100 · 8) = 3,14 · 0,53 · 4 000/(100 · 8) = = 1,96 cm Acero G = 750 000 kp/cm2 σmáx = 4 000 kg/cm2 F = 100 kp d = 5 mm Página 279 8. Ventajas: una vez embragado no se produce deslizamiento, por lo que la transmisión es muy segura. B http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf Inconvenientes: para realizar el embrague es necesario que ambos árboles de transmisión estén parados, ya que de lo contrario, debido al choque de los dientes, se pueden producir roturas. 100/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 14 ELEMENTOS MECÁNICOS AUXILIARES 101 9. Sí. Las máquinas que llevan embragues hidráulicos no necesitan que se pulse nada (no hay que pulsar el embrague), ya que se trata de un embrague automático. Se emplea sobre todo en coches, camiones y autobuses con caja de cambios automática. 10. Los cojinetes de fricción radiales o axiales solamente se emplean en aquellas aplicaciones en las que las máquinas van a girar a un número de revoluciones pequeño, su motor es de pequeña potencia y están sometidas a pequeños esfuerzos. En estos casos no se van a producir grandes desgastes ni pérdidas de energía por rozamiento. Lubricación Página 281 12. Véase tabla. Ventajas Inconvenientes Manual • Es muy sencilla y barata. No hay que fabricar ningún sistema. • Requiere un mantenimiento (lubricación) permanente. • Válida solamente para máquinas que giran a pocas revoluciones y no se transmiten grandes potencias. A presión • Se asegura una lubricación perfecta de las piezas que van a estar en contacto. • Se puede aplicar a cualquier máquina, con cualquier potencia y velocidad de giro. • El sistema hidrostático resulta caro de fabricar y mantener. • El sistema hidrodinámico requiere una viscosidad (aceite) y revoluciones por minuto adecuadas. 14. Plan de mantenimiento (bicicleta): • Empleo de elementos de protección: • Limpieza periódica (según uso y lugar de empleo). — Oculares (gafas), si pueden saltar objetos o pintura. • Reparación de pintura. • Eliminación de óxidos. — Mascarilla, si se está pintando o manipulando productos que emitan gases tóxicos o venenosos. • Ajustes: — Guantes, si se tocan partes cortantes. 1. Equilibrado de ruedas. 2. Apriete de tornillos. — saltar Prendas especiales (cuero, plástico, etc.), cuando puedan chispas, aceites, etcétera. 3. Colocación adecuada de sillín y manillar. — Calzado adecuado y cómodo que evite caídas. 4. Puesta a punto de frenos/sustitución. 5. Comprobación de luces (si las lleva). 6. Presión de aire de las ruedas. 7. Lubricación de piezas móviles. 8. Sustitución de neumáticos. Plan de diagnóstico de averías (bicicleta): revisión cada vez que se utiliza: • Nivel de aire de ruedas. • Estado de equilibrio de ruedas. • Localización de posibles piezas sueltas. • Funcionamiento adecuado de los frenos. • Localización de posibles roturas o suras que puedan causar un problema. j Problemas propuestos Página 288 1. Los volantes de inercia sirven para mantener constante la velocidad de giro de un árbol, acumular la energía sobrante (frenando un árbol que tiende a acelerarse) o liberándola para que no se detenga cuando hay una fuerza exterior que intenta detenerlos. 2. • Muelles, que trabajan a tracción, compresión y torsión. • Ballestas. • Estado de neumáticos. • Flejes. • Otros. • Barras. Página 286 16. Normas básicas relacionadas con: • Manipulación de objetos pesados. • Uso adecuado de herramientas, siguiendo las normas de 3. La función que desempeñan los elementos elásticos en el mundo industrial es: • Absorber vibraciones y esfuerzos bruscos. • Servir como acumuladores o liberadores de energía, deformándose y recuperando su forma original una vez que ha desaparecido la fuerza externa. seguridad. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 101/128 5/24/2018 102 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 14 ELEMENTOS MECÁNICOS AUXILIARES 4. Absorberá más energía cuanto: • Mayor sea el diámetro medio y más espiras tenga. • Menor sea el módulo de rigidez del material del que está fabricado y menor sea el diámetro del alambre del que está fabricado el muelle. 5. Será tanto mayor cuanto: • Los rodamientos son elementos más sosticados que los cojinetes, ya que disponen de una serie de bolas, agujas o conos que reducen sustancialmente la fuerza de rozamiento. El deslizamiento se transforma en una rodadura. 12. En la Figura 14.7 de la página 278 del libro de texto se pueden ver claramente las diferencias físicas. Los cojinetes de fricción axiales se colocan cuando un árbol o eje está sometido a esfuerzos longitudinales. Para colocar este cojinete es necesario que el eje o árbol disponga de un saliente para que se produzca el contacto axial. • Mayor sea el diámetro del alambre con el que está fabricado el muelle, así como la tensión máxima admisible (que depende del material con el que está fabricado). • Menor sea el diámetro del muelle. Fmáx = π · d3 · σmáx/(8 · D) 13. Los engranajes helicoidales producen fuerzas axiales, por lo que es necesario colocar rodamientos que soporten fuerzas axiales en los ejes. Como además también se producen fuerzas radiales, habrá que colocar un rodamiento mixto (con rodillos o conos). Para que la fuerza sea máxima, debemos construirlo con un diámetro (D) lo más pequeño posible. 14. Cuando el esfuerzo que soportan es grande, o giran a gran número de revoluciones, se deberían emplear rodamientos axiales. 6. La fuerza máxima que puede soportar un muelle viene dada por la fórmula siguiente: 7. Está formado por un disco de cobre o aluminio que gira entre los polos de un electroimán. Al hacer pasar corriente por el electroimán se generan corrientes parásitas en el disco que intentan hacer girar el electroimán. Como no se puede mover porque está jo, se produce una disminución de la velocidad del disco. 15. 8. Los tipos de frenos más utilizados son: 1. Freno de disco. Empleado en vehículos y motos por su alta ecacia de frenado (frena en menor tiempo que el resto). El frenado se origina en los laterales de un disco. Rodamiento radial 2. Freno de tambor. El frenado se produce en el interior de un cilindro. Nota: en muchos coches se suelen colocar frenos de disco en las ruedas delanteras y de tambor en las posteriores, con objeto de beneciarse de las ventajas de cada uno. Árbol con cojinetes radiales Árbol con rodamientos axiales 17. Los lubricantes valen para: • Evitar el desgaste prematuro de piezas que rozan entre sí. • Disminuir la potencia o energía perdida por el rozamiento. • Embrague de disco: consta de dos discos cuyas supercies son lisas y con un alto poder de fricción. Cuando sus supercies laterales se ponen en contacto y se presiona fuertemente sobre ellas, permiten transmitir potencias sin que se produzca deslizamiento. • Embrague cónico: consta de dos piezas troncocónicas. Una hembra y otra macho, que por efecto de una fuerza axial se juntan y permiten transmitir grandes potencias. Rodamiento mixto 16. 9. Es un elemento que permite transmitir o no el movimiento entre dos árboles alineados. Generalmente, del árbol del motor, a la caja de velocidades de un vehículo o máquina. 10. • Embrague de dientes: consta de dos discos con dientes en sus supercies que al ponerse en contacto permiten transmitir el movimiento de uno de ellos al otro. Rodamiento axial • Evitar que se calienten las piezas por rozamiento. Los lubricantes más usados son de origen sintético, aunque también se utilizan aceites vegetales (palma, colza, girasol, etc.) y animales (grasa de caballo, sebo, aceite de ballena, etcétera). 18. Existen tres tipos de lubricación: • Embrague hidráulico: está formado básicamente por dos turbinas, una de ellas que impulsa el líquido (aceite) con gran fuerza y origina que se mueva la otra (como si fuesen dos ventiladores uno en frente del otro). Cuando la velocidad de la turbina que mueve el aceite (bomba) es pequeña, la otra turbina no gira, mientras que cuando supera las 2 500 rpm, prácticamente giran las dos a la misma velocidad. 11. • Los cojinetes son casquillos o anillos que se colocan a presión en el soporte de una máquina y por su interior pasa el eje o árbol que gira. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf • Lubricación manual: consiste en añadir un poco de aceite a la zona de rozamiento, de manera periódica. El aceite se caerá con el tiempo. • Lubricación a presión: el aceite se introduce a presión entre las piezas que rozan. Se puede hacer: — Automáticamente (lubricación hidrodinámica). Para ello se llena de aceite (de manera hermética) la zona del muñón y del soporte. Al girar el eje o árbol, el aceite que está en contacto es arrastrado hacia el lateral inferior sobre el que gira. Cuando la velocidad de giro es muy grande, el acei - 102/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om ELEMENTOS MECÁNICOS AUXILIARES te ahí concentrado es mucho, aumentando la presión y provocando que el muñón ote sobre el aceite. — Manualmente (lubricación hidrostática). Se inyecta, de manera constante, aceite por la parte inferior del soporte, consiguiendo que ote el muñón. • Lubricación por borboteo: al girar alguna pieza, se sumerge en un depósito de aceite y es lubricada. Además, esta pieza, al moverse, puede proyectar aceite y lubricar otras piezas. 19. Los planes de mantenimiento de elementos mecánicos los suele establecer el fabricante, ya que es la persona más experimentada en este campo. Si no dispusiese de este plan, el usuario puede establecer uno, que básicamente consistiría en: 1. Limpieza diaria y periódica de ciertas partes o piezas. 2. Lubricación de partes concretas. 3. Sustitución periódica de ciertas partes (correas, gomas, juntas, etcétera). 4. Reglaje, ajuste o equilibrado cada cierto tiempo. 5. Detección de averías debido a la aparición de vibraciones, ruidos, etcétera. 21. Acumuladores de una bicicleta: • Ruedas: neumático + cámara de goma. Cuando hay un bache, absorben parte de la energía. • Las ruedas, cuando giran (así como piñones y corona), constituyen volantes de inercia que mantienen en movimiento a la bicicleta aunque no se pedalee. • Sillín. 14 103 — Rueda: i = 30/85 = N/n = N/1 200 N = 1 200 · 30/85 = 423,53 rpm ωR = 2 · π · n/60 = 2 · 3,14 · 423,53/60 = 44,35 rad/s • Masa del piñón y de la rueda: Densidad del latón δ = 8,50 kg/dm3 = 8 500 kg/m3 δ = 8 500 = mp /Vp = mp /(π · r p2 · b) = = mp /(π · 0,03752 · 0,025); mp = 0,94 kg b = longitud del diente = espesor del engranaje = 10 · m = = 10 · 2,5 = 25 mm = 0,025 m δ = 8 500 = mR /VR = mR /(π · 0,106252 · 0,025) mR = 7,54 kg • Momento de inercia de la rueda y del piñón: Ip = 1/2 · mp · rp2 = 0,5 · 0,94 · 0,03752 = 0,00066 kg · m2 2 2 I m R2 R R 1/2 · cinética · p = del 0,5 piñón · 7,54y·de0,10625 —= Energía la rueda:= 0,043 kg · m Ecp = 1/2 · Ip · ω p2 = 0,5 · 0,00066 · 125,662 = 5,21 J EcR = 1/2 IR · ωR2 = 0,5 · 0,043 · 44,352 = 41,84 J — La energía cinética total acumulada es: Ec = Ecp + EcR = 5,21 + 41,84 = 47,05 J 26. Se supone que el molino está acoplado a la rueda del ejercicio anterior. ωmed = 44,35 rad/s = (ωmáx + ωmín)/2; ωmáx + ωmín = 88,7 rad/s (1) El coeciente de uctuación para un molino vale 0,02 (véase la Tabla 14.2 de la página 271): Cf = 0,02 = (ωmáx – ωmín)/ωmedia ωmáx – ωmín = 0,89 rad/s (2) Página 289 Tenemos dos ecuaciones (1) y (2) y dos incógnitas: ωmáx + ωmín – ωmáx + ωmín = 88,7 – 0,89 = 87,82 rad/s 23. a) Fmáx = π · d3 · σmáx/(8 · D) = = 3,14 · 1,53 · 4 000/(8 · 6) = 883,57 kp 3 4 3 ymáx = 8 · Fmáx · D · N/(G · d ) = 8 · 883,57 · 6 · 25/ (750 000 · 1,54) = 10,05 cm L = d · N + ymáx = 1,5 · 25 + 10,5 = 47,55 cm b) Fuerza que soporta cada muelle debido al peso del vehículo. P1 = 2 000/4 = 500 kp P = Fmáx – P1 = 883,57 – 500 = 383,57 kp/muelle La máxima carga que se podrá introducir en el maletero será: PT = 383,57 · 2 = 767,15 kp 2 · ωmín = 87,82; ωmín = 43,91 rad/s ωmáx = 0,89 + ωmín = 0,89 + 43,91 = 44,80 rad/s ωmáx = 44,80 rad/s ωmín = 2 · π · Nmín/60; Nmín = 60 · ωmín/(2 · π) = 60 · 43,91/ (2 · π ) = 419,29 rpm ωmáx = 2 · π · Nmáx/60; Nmáx = 60 · ωmáx/(2 · π) = 60 · 44,80/ (2 · π) = 427,76 rpm 27. P = M · ω = μ · F · R · (2 · π ·N/60) = M · (2 · π · N/60) M = Fr · R = μ · F · R; P = μ · F · R · (2 · π · N/60) 120 · 735 = 0,6 · F · 0,07 · (2 · π · 4 500/60) F = 120 · 735 · 60/(0,6 · 2 · π · 4 500 · 0,07) = 4 456,34 N 25. Determinación de los diámetros primitivos del piñón y de la rueda: dp = m · Zp = 2,5 · 30 = 75 mm = 0,075 m rp = 0,0375 m R F DP = m · ZR = 2,5 · 85 = 212,5 mm = 0,2125 m Rp = 0,10625 m • Velocidad de giro del: — Piñón: ωP = 2 · π · n/60 = 2 · 3,14 · 1 200/60 = 125,66 rad/s http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 103/128 5/24/2018 104 j Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 14 ELEMENTOS MECÁNICOS AUXILIARES Actividades de ampliación El volumen será: 2 1. Halla la energía cinética que posee un volante de inercia de acero de 20 cm de diámetro y 4 cm de espesor que gira a 1 200 rpm. Nota: la densidad del acero es 7 800 kg/m3. 2 π·D 4 V= π · 0,2 · 0,04 = 1,26 · 10-3 m3 4 ·h= Luego la masa se puede calcular como: m = ρ · V = 7 800 · 1,26 · 10 –3 = 9,8 kg 2. Se dispone de un muelle de tracción con las siguientes características: — Diámetro exterior: 100 mm. — Diámetro del alambre: 6 mm. — Espiras activas: 10. Halla la fuerza máxima a la que se puede someter este muelle sin que se deteriore, y la deformación máxima permitida. Nota: σ máx = 4 000 kp/cm 2; G = 750 000 kp/cm 2. Calculamos el momento de inercia del volante: I= 1 2 1 · m · r2 = · 9,8 · 0,12 = 4,9 · 10 -2 kg · m2 2 La energía cinética nalmente es: 1 1 Ec = · I · ω2 = · 4,9 · 10-2 · 125,662 = 386,96 J 2 2 2. D = 100 – 6 = 94 mm = 9,4 cm d = 0,6 cm j La fuerza máxima es: Evaluación Fmáx = 1. Halla la energía cinética de un volante de inercia que pesa 25 kg, tiene un radio de 15 cm y gira a 5 000 rpm. 2. Un muelle de tracción tiene las siguientes características: — Diámetro exterior: 12 cm. — Diámetro del alambre: 1 cm. — Número de espiras: 25. Halla la fuerza y deformación máxima permitida para este muelle. 2 π · d3 · s máx = 8· D π · 0,63 · 4 000 8 · 9,4 = 36,09 kp Por su parte, la deformación máxima permitida es: ymáx = j 8 · Fmáx · D3 · N G · d4 8 · 36,09 · 9,43 · 10 = 750 000 · 0,64 = 24,67 cm Soluciones evaluación 2 Nota: σmáx = 4 000 kp/cm ; G = 750 000 kp/cm . 3. Un disco de 5 cm de radio y 4 kg de peso gira a 1 000 rpm. Se aplica sobre su perímetro una fuerza de frenado normal de 400 N. Si el coeciente de rozamiento entre la zapata y el disco es de 0,2, halla cuántas vueltas dará hasta detenerse. 1. ω = 5 000 · 2 · π 60 = 523,60 rad/s 4. Indica cuál de los siguientes elementos no es un acumulador de energía: a) Volante de inercia. b) Muelle de tracción. c) Zapata. Calculamos el momento de inercia del volante: 5. Indica cuál de estos rodamientos no soporta bien los esfuerzos en sentido longitudinal del eje: La energía cinética nalmente es: I= 1 2 1 E = 2 a) Radial. b) Axial. c) Mixto. · m · r2 = c ·I· · 25 · 0,152 = 0,28125 kg · m2 2 1 2 ω 1 2 = 2 · 0,28 · 523,60 = 38 382 J 2. D = 11 cm j Soluciones actividades de ampliación La fuerza máxima es: Fmax = 1. D = 0,2 m h = 0,04 m ω d = 1 cm = 1 200 · 2 · π 60 = 125,66 rad/s http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf π · d3 · 8· D s máx = π · 13 · 4 000 8 · 11 = 142,80 kp Por su parte, la deformación máxima permitida es: 104/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 14 ELEMENTOS MECÁNICOS AUXILIARES y = 8 · Fmáx · D3 · N = 8 · 142,80 · 113 · 25 G · d4 máx La fuerza de rozamiento es: = 50,68 cm 750 000 · 14 3. Calculamos el momento de inercia del disco: I= 1 2 · m · r2 = 1 2 105 Frozamiento = N · μ = 400 · 0,2 = 80 N Por su parte, la energía cinética es: Ec = Frozamiento· 2 · π · r · n y de esta expresión despejamos el número de vueltas: · 4 · 0,052 = 5 · 10 -3 kg · m2 n= 27,42 = 1,09 vueltas 80 · 2 · π · 0,05 ω = 1 000 · 2 · π 60 = 104,72 rad/s 4. c) 5. a) La energía cinética es: Ec = 1 · I · ω2 = 27,42 J 2 http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 105/128 5/24/2018 106 j Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 15 CIRCUITOS ELÉCTRICOS DE CORRIENTE CONTINUA Actividades propuestas I = e/(r + R) = 16,5/(2 + 6) = 16,5/8 = 2,06 A 2 2 P = I · r = 2,06 · 2 = 8,51 W V = e – r · I = 16,5 – 2 · 2,06 = 12,38 V Página 293 2 3 4,5 V 12 V 1. 1 M1 *2 *3 12. Trabajando con corriente continua, la funcionalidad es la mis ma, ya que ambas sirven para almacenar energía eléctrica. El principio de funcionamiento es totalmente distinto: 2. • Se frota la barra de ámbar contra el trapo. • Se une un cable eléctrico entre el ámbar y una tubería me- • En las pilas hay una transformación de energía eléctrica en energía química. tálica. El exceso de electrones pasa a través del cable. Si se colocase un receptor extraordinariamente sensible en el cable, funcionaría durante un instante. • En los condensadores, la energía se almacena en forma de electricidad estática. La capacidad de almacenamiento de energía en las pilas es muy superior a la de los condensadores. Página 294 3. I = Q/t = 20 C/10 s = 2 A 4. a) 0,27 A = 0,27 · 103 mA = 270 mA b) 0,27 A = 0,27 · 106 μA = 2,7 · 105 μA Página 302 13. Normalmente, en las viviendas no se suelen colocar interruptores bipolares, ya que encarecen las instalaciones, pues el número de cables que tienen que ir a los interruptores y con mutadores sería dos de entrada y dos de salida (cuatro en to tal). Tienen la ventaja de que, al cortar l a corriente en los dos cables, no hay peligro de descarga si se toca alguno de ellos cuando se coloca o sustituye una lámpara o portalámparas. 5. I = Q/t ; t = Q/I = 36/3 = 12 s 6. I = Q/t; Q = I · t = 8 · 2 · 3 600 = 57.600 C = 57.600 · 6,24 · · 1018 = 3,59 · 10 23 e Página 295 — Los únicos interruptores bipolares que se suelen instalar en las viviendas corresponden a los interruptores magne totérmicos. 7. La resistividad del grato es: ρ = 0,046 Ω · mm2/m S = 3 cm2 = 300 mm2 R = 0,046 · 2,5/300 = 3,8 · 10-4 ≈ 0,0004 Ω — En el instituto y en casa se pueden encontrar interruptores bipolares en la mayoría de las máquinas eléctricas, sobre todo si son de mediana o gran potencia (lavadora, lavava jillas, taladradoras, torno, etcétera). 8. S = π · R2 = 3,14 · 0,15 2 = 0,07 mm2 ρ = 0,0172 Ω · mm2/m L = R · S/ρ = 7 · 0,07/0,0172 = 28,77 m Página 296 Instalación con interruptor unipolar No, pues energía a la fem) nunca 9. a) puede serla mayor quegenerada la energía(proporcional consumida (proporcional a la ddp en los extremos del receptor). Puede ser igual o menor. Instalación con interruptor bipolar Ello se debe a que la fem es el voltaje máximo que puede proporcionar un generador en sus bornes. b) Sí, pues la energía consumida en un determinado recep tor puede ser igual o menor a la energía generada en un generador. General 14. 10. R = V/I = 220/8 = 27,5 Ω G Roja Página 301 11. e = 4,5 + 12 = 16,5 V http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf Verde 106/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 15 CIRCUITOS ELÉCTRICOS DE CORRIENTE CONTINUA 107 15. En aquellas aplicaciones en las que frecuentemente haya que tocar los receptores. De esta manera, evitaremos descargas cuando el interruptor bipolar esté en posición de apagado. 12 V R1 = 6Ω I1 R 3 = 7Ω 16. Un relé es un interruptor o conmutador magnético, es decir, el R 2 = 5Ω I2 que separa o une sus contactos es un campo magnético. Los relés se utilizan en circuitos automáticos, poniendo en funcionamiento receptores de gran potencia. Conect ado a una pila de 6 V, un relé puede poner en marcha circuitos conectados a voltajes muy grandes sin peligro alguno de descargas. 23. a) Energía total consumida al cabo de 24 h: E=P·t=V·I·t RT = 1/(1/7 + 1/3 + 1/9 + 1/6)= 1,33 Ω I = V/RT = 6/1,33 = 4,52 A E = 6 · 4,52 · 24 = 651,43 Wh b) Diferencia de potencial en los extremos del receptor: Página 304 19. a) Aplicaciones del motor de c.c.: vehículos de juguete, hélice de avión de juguete, casete, motor de arranque de un co che y lector de CD o DVD portátil. 6 V, igual a la fem (despreciando la resistencia interna del generador) e igual a la ddp (V). 6V 7Ω b) Aplicaciones de motor de c.a.: lavadora, taladradora, batidora, giro del plato de un microondas, cortacésped eléctrico. 20. a) 47.000 MΩ ± 2.% 9Ω 3Ω 6Ω 6V b) 1 Ω ± 1.% RT I Página 305 21. a) Intensidad de corriente que atraviesa el circuito: RT = 8 + 4 + 3 = 15 Ω Página 308 24. • La intensidad de corriente que pasa por la resistencia R1 es I = V/R = 12/15 = 0,8 A b) Tensión o voltaje en cada uno de los receptores: V1 = I · R1 = 0,8 · 8 = 6,4 V V2 = I · R2 = 0,8 · 4 = 3,2 V V3 = I · R3 = 0,8 · 3 = 2,4 V c) Energía consumida por cada receptor al cabo de 10 h: E1 = V1 · I · t = 6,4 · 0,8 · 10 = 51,20 Wh E2 = V2 · I · t = 3,2 · 0,8 · 10 = 25,60 Wh E3 = V3 · I · t = 2,4 · 0.8 · 10 = 19,20 Wh R1 = 8Ω R 2 = 4Ω igual a I2 = 2,80 A: V1 = R1 · I 2 = 8 · 2,8 = 22,40 V • La intensidad de corriente que pasa por R2 vale I1 = 1,93 A: V2 = R2 · I1 = 6 · 1,93 = 11,6 V • Malla 1: e + e5 – e2 = V1 + V2; 16 + 24 – 6 = 34 = V1 + V2 1 • Malla 3: –e5 + e4 + e3 = –24 + 6 + 9 = –9 V Cálculo de la ddp en los extremos de la resistencia R3: V3 = –I3 · R3 = –0,87 · 3 = –2,60 V Caída de tensión en los extremos de R2: V2 = I1 · R2 = 1,93 · 6 = 11,6 V Suma de las ddp en los dos receptores: 12 V R 3 = 3Ω M –V2 + V3 = –11,6 – (–2,60) = –9 V = – e5 + e4 + e3 25. a) Resistencia R1 P1 = V1 · I2 = 22,40 · 2,80 = 62,72 W E1 = P1 · t = 62,72 · 25 = 1 568 Wh = 1,57 KWh Página 306 22. La intensidad total del circuito es: IT = I1 + I2 I1 = V/R3 = 12/7 = 1,71 A RT1 = R2 + R1 = 5 + 6 = 11 Ω I2 = V/RT1 = 12/11 = 1,09 A IT = 1,71 + 1,09 = 2,80 A http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf b) Resistencia R2 P2 = V2 · I1 = 11,6 · 1,93 = 22,43 W E2 = P2 · t = 22,43 · 25 = 560,67 Wh = 0,56 KWh c) Resistencia R3 P3 = V3 · I3 = 2,60 · 0,87 = 2,25 W E3 = P3 · 25 = 56 Wh = 0,056 KWh 107/128 5/24/2018 108 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 15 CIRCUITOS ELÉCTRICOS DE CORRIENTE CONTINUA Página 309 3. • En el circuito abierto no puede pasar la corriente (electrones o culombios). La ddp entre los bornes del receptor es igual a cero. 26. V1/V2 = N1/N2 = 2; 2 = 200/N2; N2 = 200/2 = 100 espiras. • En un circuito cerrado, la corriente pasa por los cables y los receptores. 27. 1. Fuente de alimentación del ordenador. 2. Transfor mador (fuente) del cargador del móvil. 4. Se muestra en el cuadro de la página 293 del libro de texto. 3. Transformador (fuente) de la impresora. En ese cuadro se hace una relación comparativa entre parámetros eléctr icos y términos hidráulicos. 28. Para que se genere una fem en el secundario deberá existir una variación del ujo magnético en el primario. Cuando por el primario pasa una corriente continua crea un ujo electro magnético en el transformador que no es var iable, por lo que el transformador se comporta como un electroimán. 5. a) 1 culombio (C) = 6,24 · 1018 electrones. b) El culombio es una unidad de carga (Q), mientras que los amperios son una unidad de intensidad de corriente. Rela ción: 1 amperio = 1 culombio/1 segundo. I = Q/t; si Q = 1 culombio y t = 1s Página 310 I = 1 C/1 s = 1 A 29. La longitud de 600 m es la longitud total (ida y vuelta al generador). 6. a) fem: es el voltaje que es capaz de proporcionar un generador en circuito abierto. S = (200 · 0,0172 · 300 · 10 ·000)/(1 · 9002) = 12,74 mm2 como mínimo. b) ddp: es el voltaje que hay entre los bornes de un generador cuando está conectado en un circuito cerrado. Será igual al voltaje entre los extremos del receptor, suponiendo que el conductor no ofrece resistencia. Página 313 31. a) m = I /IA = 15/0,010 = 1 500 7. I = V/R RS = RA/(m – 1) = 50/(1 500 – 1) = 0,033 Ω V = voltaje en voltios (V). b) Potencia del shunt: P = IS2 · RS = (I – IA)2 · RS = (15 – 0,01)2 · 0,033 = 7,49 W j I = intensidad en amperios (A) R = resistencia eléctrica en ohmios (Ω). Problemas propuestos 8. Véase la Tabla 15.5 de la página 298 del libro de texto. 9. • Dinamo de bicicleta: transforma la energía cinética del giro de la rueda en electricidad (c.c.). Página 316 • Pila de hidrógeno: utiliza hidrógeno líquido y oxígeno del aire. 1. • Placa fotovoltaica: aprovecha la energía luminosa. Electrones 10. a) En serie: el borne positivo de uno está conectado con el negativo del siguiente. El voltaje o fem total es la suma de la fem de cada generador. Si se colocan al revés (dos positivos unidos), se restan sus ddp. b) En paralelo: se unen todos los bornes positivos entre sí y todos los negativos. La ddp total es igual a la de un ge - Neutrones nerador (suponiendo que todos generen la misma fem). La intensidad total es la suma individual de cada generador. Protones 11. El sentido convencional de la corriente (intensidad I ) va del polo positivo de la pila o generador al polo negativo, reco rriendo el circuito y atravesando los receptores. Este sentido es contrario al que llevan los electrones. 2. a) • Cuando un átomo gana un electrón, se convierte en un ion negativo o anión. • Cuando un átomo pierde un electrón, se convierte en un ion positivo o catión. 12. • Corriente continua: la corriente siempre circula en el mis- b) Se puede hacer mediante: • Dinamo o generador de corriente continua. • Frotación de una barra de ámbar contra un trapo de lana. • Pilas de hidrógeno. • Placas fotovoltaicas. • Corriente alterna: en un instante el sentido de los electro nes es hacia un lado y en el instante siguiente hacia el otro. El voltaje varía desde –V hasta un v alor positivo +V, pasando mo sentido: del polo positivo al negativo (atravesando el circuito). por cero, y viceversa, de forma constante. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 108/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 15 CIRCUITOS ELÉCTRICOS DE CORRIENTE CONTINUA 13. Un acoplamiento mixto, como el de la gura adjunta, está justicado cuando el receptor requiera un volt aje doble al su ministrado por un solo generador y además la intensidad que consume es doble de la proporcionada por un solo generador. G G G G 109 15. • Las baterías son pilas recargables. • Las pilas no se pueden recargar. 16. • Resistencia interna: es un valor constante para cada pila o batería. Interesa que sea muy pequeño. • Capacidad: es la cantidad de electr icidad que pueden almacenar y suministrar en una descarga completa. Se mide en amperios-hora o miliamperios-hora. • Fuerza electromotriz ( fem): es el voltaje que hay entre sus bornes en circuito abierto. 17. a) Amper ios-hora (A·h) o miliamper ios-hora (mA·h). 14. a) Es un acumulador de energía eléctrica b) 1 A·h = 3 600 culombios (C). b) Un condensador está formado por dos placas metálicas paralelas separadas por un aislante. c) Se carga a la diferencia de potencial existente entre los dos puntos de conexión al circuito. 18. Q = C · V; V = voltaje; C = capacidad; Q = carga (culombios). Condensador Resistencia Interruptor bipolar A V Amperímetro Voltímetro Conmutador G Generador cc Interruptor Pila Batería Relé 1 3 2 4 Interruptor diferencial Interruptor magnetotérmico 19. a) Primera ley de Kirchhoff: en cualquier nodo del circuito, la 22. suma de las intensidades que entran e s igual a la suma de las intensidades que salen. 8 μF b) Segunda ley de Kirchhoff: en todo circuito cerrado, la suma algebraica de las fuerzas electromotrices (fem) es igual a la suma algebraica de las caídas de tensión: Oe = OR · I 20. R = ρ · L/S = 0,0278 · 1·500/3,14 = 13,27 Ω S = π · R2 = π · 12 = 3,14 mm2 8 μF 8 μF C= 1 1 8 + 1 8 + 1 = 2 , 6 7μF 8 21. Energía = E = V · I · t; también I = Q/t E = (V · Q/t) · t = V · Q = 90 · 310 = 27 900 J = 27 900 W·s E = 27 900/3 600 = 7,75 W·h = 0,008 kW·h 8 μF 8 μF 8 μF C = C1 + C2 + C3 = 8 · 3 = 24 μF http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 109/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 15 110 CIRCUITOS ELÉCTRICOS DE CORRIENTE CONTINUA 23. a) Serie: Q = C · V = 2,67 · 10-6 · 18 = 4,8 · 10 -5 C -6 31. RT = R1 + R2 = 4 + 7 = 11 Ω I = V/R = 12/11 = 1,09 A V1 = R1 T· I = 4 · 1,09 = 4,36 V V2 = R2 · I = 7 · 1,09 = 7,64 V -4 b) Paralelo: Q = C · V = 24 · 10 · 18 = 4,32 · 10 C 24. CT = 30 · 10 = 300 μF Q = C T · V = 300 · 10–6 · 100 = 0,03 C I = Q/t = 0,03/0,5 = 0,06 A 25. C= 32. E = V · I · t = 12 · 1,09 · 365 · 4 = 19 112,73 Wh 33. RT = 1/(1/5 + 1/7) = 2,92 Ω 1 I = e/(RT + r ) = 14/(2,92 + 0,6) = 3,98 A = 3,50 μF 1 + 1 + 1 4 36 128 V = e – r · I = 14 – 0,6 · 3,98 = 11,61 V Q = V · C = 220 · 3,50 · 10 -6 = 7,70 · 10 –4 C R1 = 5Ω 26. RT = 1/(1/3 + 1/4) = 1,71 Ω V1 = V2 = V = 11,61 V R 2 = 7Ω e = 12 V r = 0,7Ω 34. I2 = V2/R2 = 11,61/5 = 2,32 A R1 = 3Ω P2 = V2 · I2= 11,61 · 2,32 = 26,96 W I1 = V1/R1 = 11,61/7 = 1,66 A R 2 = 4Ω P1 = V1 · I1 = 11,61 · 1,66 = 19,26 W 35. RT1 = 1/(1/6 + 1/5) = 2,73 Ω RT = RT1 + R3 = 2,72 + 3 = 5,73 Ω I = e · (RT + r) = 12/(1,71 + 0,7) = 4,97 A I = 24/5,73 = 4,19 A V = e – r · I = 12 – 0,7 · 4,97 = 8,52 V Energía = P · t = V · I · t = 24 · 4,19 · 24 = 2 414 W·h = = 2,41 KWh Página 317 24 V R 3 = 3Ω 27. 1 A·h = 3 600 C; I = Q/t R1 = 6 Ω a) Q = I · t; t = Q/I = 60/13 = 4,62 h R1 = 5 Ω b) Q = 60 A·h = 60 · 3 600 = 216 000 C I = 13 A 37. a) Primera ley de Kirchhoff: regla de los nodos (véase la gura al nal de este ejercicio). El número de nodos es n = 4 Se aplicará a n – 1 = 4 – 1 = 3 29. a) Los dos se utilizan para cortar el paso de la corriente cuando se produce una sobreintensidad (exceso de consumo) o cortocircuito. b) El fusible tiene la ventaja de ser muy barato pero cada vez que se funde hay que sustituirlo. Esta tarea es engorrosa, porque hay que disponer de fusibles. El magnetotérmico lo que hace es «saltar» automáticamente, desconectando la corriente. Lo que hay que hacer es reparar la avería y pulsar de nuevo sobre él. Es te último es mucho más cómodo, seguro y able, desde el punto de vist a de seguridad de la instalación. 30. Corta la corriente cuando la intensidad de corriente que entra • Nodo a: I1 + I2 = I (1) • Nodo b: I3 + I5 = I1 (2) • Nodo c: I2 + I5 = I4 (3) b) Segunda ley de Kirchhoff: regla de las mallas. El circuito dispone de 6 ramas, por tanto, el número de mallas a elegir será de 6 – (n – 1) = 6 – (4 – 1) = 3 mallas. Malla 1: 12 = I3 · R3 + I1 · R1 12 = I3 · 15 + I1 · 12 Malla 2: –9 = I2 · R2 – I1 · R1 –9 = I2 · 17 – I1 · 12 es superior a la que sale. Eso quiere decir que parte se está derivando a tierra a través de l a toma de tierra, lo que indica que se está produciendo una avería o una descarga eléctrica. En menos de décimas de segundo, habrá cortado la corriente Malla 3: 9 – 9 = I3 · R3 eléctrica. Quedan 5 incógnitas y 5 ecuaciones. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf (4) (5) (6) 0 = –I3 · 15; I3 = 0/15 = 15 A; I3 = 0A 110/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om CIRCUITOS ELÉCTRICOS DE CORRIENTE CONTINUA • Mediante (4) 12 = I · 15 + I · 12 3 1 12 = 0 · 15 + I1 · 12; I1 = 12/12 = 1 A j 2. Halla la energía disipada en una resistencia de 100 ohmios durante 30 minutos si está somet ida a una tensión de 10 V. j • Mediante (2) I3 + I5 = I1; 0 + I5 = 1; I5 = 1 A máquina si la intensidad ha sido de 1 amperio. 2. Halla la energía disipada en una resistencia de 1 ohmio durante 1 segundo si es tá sometida a una tensión de 12 V. V2 = I2 · R2 = 0,176 · 17 = 3 V V3 = I3 · R3 = 0 · 15 = 0 V deCestos 3. Halla tados la encapacidad paralelo: Cequivalente = 1 · 10 -3 F, = 2 ·condensadores 10-3 F, C3 = 3 ·conec 10 -3 F1 2 4. Indica cuál de los siguientes elementos no es de control o 12 V maniobra: a) Interr uptor unipolar. b) Conmutador. c) Bombilla. I b - R1= + R = 3 15Ω - + 12 Ω d 9V - I 2 -R 2 = 1 7Ω + I 9V 5. Indica cuál de estos elementos eléctricos es un receptor: a) Fusible. b) Interr uptor magnetotérmico. c) Motor. 4 c 12V I j I1 - 2 R = - + R = 3 15 Ω R Ω 3 = I1 1 1 + Ω 12 R1 = 12 Evaluación 1. Determina qué carga habrá pasado durante 4 horas por una • Mediante (3) I2 + I5 = I4; 0,176 + 1 = I4; I4 = 1,176 A V1 = I1 · R1 = 1 · 12 = 12 V a Actividades de ampliación rato si la intensidad ha sido de 0,1 A. • Mediante (1) I1 + I2 = I; 1 + 0,176 = I; I = 1,176 A I1 111 1. Determina qué carga habrá pasado durante 3 horas por un apa - • Mediante (5) –9 = I2 · 17 – I1 · 12; –9 = I2 · 17 – 1 · 12; I2 = 0,176 A I 15 Soluciones actividades de ampliación 1. Q = I · t = 0,1 · 3 · 3 600 = 1 080 C 2. La intensidad que atraviesa la resistencia es: I = 0,1 A 15 Por lo tanto, la energía disipada es: E = V · I · t = 10 · 0,1 · 0,5 · 3 600 = 1 800 J V 10 I= = = 0,1 A R 100 Ω 9V I3 I 2 R 2 = 17 I4 I5 I5 Ω 9V 3 j Soluciones evaluación 1. Q = I · t = 1 · 4 · 3 600 = 14 400 C 2. La intensidad que atraviesa la resistencia e s: 38. ρ = 0,0278 Ω mm2/m; P = 100 CV = 100 · 735 = 73 500 W Sección = S = 200 · 0,0278 · 200 · 73 500/(1,5 · 3802) = = 377,34 mm2 39. I = P/V = 73 500/380 = 193,42 A δreal = I /S = 193,42/377,34 = 0,51 A/mm2 De acuerdo con la ley, para nuestra sección correspondería una densidad de corriente máxima (δmáx) de aproximadamente 2 A/mm2. Como la real es δ = 0,51 A/mm2, sí vale. I= V R = 12 1 = 12 A Por lo tanto, la energía disipada es: E = V · I · t = 12 · 12 · 1 = 144 J 3. C = C1 + C2 + C3 = 6 · 10 -3 F 4. c) Bombilla. 5. c) Motor. máx http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 111/128 5/24/2018 112 j Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 16 EL CIRCUITO NEUMÁTICO Y OLEOHIDRÁULICO Actividades propuestas Página 322 8. • Potencia: 1,5 CV Página 320 • • • • • • 1. p = F/S; F = p · S = 4 · 4 = 16 kp 2. p = 4 atm = 4 · 10 5 Pa p = 4 atm = 4 bar p = 4 atm = 4 kp/cm2 Presión: 8 bar Nivel de ruido: —— Voltaje: 220 V Intensidad: 7 A Litros/min = 210 Revoluciones por minuto: 2 800 9. p = 138 PS I = 138/14,5 = 9,52 kp/cm2 3. p = 2 kp/cm2 = 2 · 14,5 PSI = 29 PSI Página 324 Página 321 4. 1. Martillos neumáticos. Para hacer agujeros en el hormigón. 2. Fresadora de dentistas para quitar caries. Lleva una fresa colocada en el eje de un motor neumático que al pasar aire a presión hace girar la fresa, que elimina parte del diente o muela que tiene caries. 10. • Motor de moto: aletas metálicas que evacuan el calor. • Coche: radiador con ventilador. El radiador est á compuesto de tubos llenos de agua que pas an por el motor, en los que se han colocado aletas de refrigeración. • Cortacésped: pequeñas aletas (no lleva ventilador). 11. 5. 5 2 3 12. Porque el aire, normalmente, no se comprime de manera uniforme, sino a emboladas. Por tanto, en cada embolada habría una pequeña variación de presión que repercutiría en el movi- 1 miento de los vástagos de los cilindros. Otra razón es adaptar la presión que proporciona un compresor cualquiera a las necesidades reales de la instalación. Un compresor puede suministrar una presión de 18 kp/cm 2, siendo de 6 kp/cm2 la que nosotros necesitamos. 4 Al tirar de la pieza (1) hacia fuera, entra aire en el interior de la bomba, a través de la válvula (4), que permite la entrada pero no la salida. 13. Cuando las partículas de un fluido pasan por un estrechamiento, aumentan su velocidad y como consecuencia, disminuye su presión (demostrable con el teorema de Ber noulli). Según esto, si provocamos con un estrechamiento en una tubería un aumento de velocidad y una bajada de presión del aire circulante y, justo en el estrechamiento, conectamos el tubo de salida de un depósito de aceite, esta depresión creada succionará aceite del depósito, que se mezclará con el aire pulverizándose. Cuando se empuja en (1), la bola de (4) impide la salida del aire hacia la atmósfera, mientras que la bola de la válvula (5) se abre para permitir la salida del aire a presión hacia la rueda de la bicicleta. 6. Q = 8 m3/h = 8 · 103/60 dm3/min = 133,33 l/min 7. • Aerógrafo. • Máquina neumática de roscado. • Atornill ador (talleres coche). Página 327 14. El aire que entra de la calle se comprime mediante pistón (entre 3 y 5 bar). Ese mismo aire pasa a otro pistón que lo comprime a presiones mucho mayores, llegando hasta los 25 kp/cm2. Dispone de refrigerador para enfriar el aire. • Pistolas de pintura gotéele. • Aspiradora. • Bomba de aire coche. • Taladradora. • Flejadoras. 15. • Consultar la página 326. • Remachadoras. • Elevadores. • Claxon. • Esta válvula es biestable. Es decir, ocupa dos posiciones (a la izquierda o a la derecha, nunca en el centro). • Si la bola estaba en el lado izquierdo y se suministra aire simultáneamente, por la derecha y por l a izquierda, la bola permanecerá en la posición inicial. El aire entrará por la derecha. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 112/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 16 EL CIRCUITO NEUMÁTICO Y OLEOHIDRÁULICO 16. Vías: son los agujeros de entrada y salida de aire que tiene una válvula o distribuidor. Posiciones: indica los estados del dist ribuidor. Sería análogo a las posic iones que tiene un conmutador. La identificación de una válvula o distribuidor se hace mediante dos cifras: • Número de vías. • Número de posiciones. Ejemplo: 3/2 (válvula de tres vías y dos posiciones). 113 Mando indirecto de un cilindro de doble efecto, mediante una válvula o distr ibuidor 4/2, pilotada por ambos lados. Al llegar el vástago al final, acciona la válvula 3/2 que pilota el distribuidor 4/2, haciendo que retroceda el vás tago. La salida del vástago se lleva a cabo al pulsar sobre la válvula 3/2, de accionamiento manual, mediante puls ador y retroceso por muelle, que pilota el distribuidor 4/2. Eje estriado 21. Portabrocas 17. B A C P A X R Página 329 P B A 18. R P A Tablero Y Borde del tablero R R P A P Página 331 22. a) Mando indirecto de un cilindro de doble efecto mediante A R distribuidor 5/2, de accionamiento y retroceso neumático. La salida y retroceso del vástago del cilindro se hace de manera automática, debido a la presencia de dos distribuidores 3/2, de accionamiento por roldana y retroceso por muelle, colocados al principio y al final de carrera del vástago. P 19. a) p = F/S; S = F/p = 800/7 = 114,29 cm2 S = π · R2; R = 6,03 cm; D = 12,06 cm b) Volumen máximo del cilindro: V = S · l = 114,28 · 60 = 6 857,14 cm 3 = 6,86 dm3 El número de veces que se repite por minuto es de 18. El volumen por minuto será: VT = 6,86 · 18 = 123,43 L/min 1.0 b) 1.02 1.01 P A R A B X 1.1 Y P A R Página 330 R 20. C P B R A A P A R 23. B Y X R P A 1 P R http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 113/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 16 114 EL CIRCUITO NEUMÁTICO Y OLEOHIDRÁULICO Página 333 fuerza instantánea muy grande sobre el vástago del cilindro. Si no existiese esta válvula antirretorno, cuando el émbolo está saliendo y actúa una fuerza más grande, que origina que el émbolo entre, el aceite retornaría por la misma tubería de ascenso hacia el depósito, haciendo girar la bomba en sentido contrario. 24. S1 = π · r2 = 3,14 · 0,52 = 0,79 cm2 S2 = π · R2 = 3,14 · 11 2 = 380,13 cm2 F1/S1 = F2/S2; F2 = F1 · S2/S1 F2 = 80 · 380,13/0,79 = 38 720 N 29. a) Colocando en las tuberías de entrada y salida una válvula F1 = 80 N reguladora unidireccional. F2 b) En la gura inferior evita que el aceite impulsado por la bomba retorne al depósito pasando nuevamente por la bomba. j Problemas propuestos Página 340 1. Es la técnica del estudio del aire comprimido que tiene el objeto de encontrar aplicaciones que produzcan efectos mecánicos deseados. Página 335 25. Q = 80 L/min = 80 dm 3/min = 80 · 10 -3 m3/(60s) = 2. = 1,33 · 10 -3 · m3/s = 1,33 L/s CGS p = 40 kg/cm2 = 40 kp/cm2 = 40 · 9,8 N/10-4 m2 = 3,92 · 106 N/m2 Potencia = P = Q · P = 1,33 · 10-3 · 3,92 · 10 6 = 5 226,67 W La resistencia hidráulica que ofrece la tubería es igual a: R1 = 0,062 · μ · L /d 4 = 0,062 · 0,45 · 6/0,8 4 = = 0,41 st · m/cm4 La resistencia hidráulica total será: RT = R1 + R2 + R3 = 0,41 + 0,003 + 0,08 = 0,49 = RT · Q = 0,49 · 1,33 = 0,66 kp/cm 2 = 6,42 · 10 4 N/m2 pe = presión efectiva = p – = 3,86 · 10 6 N/m2 Dp = 3,92 · 10 6 – 6,34 · 10 4 = 2 -3 F = pe · S = 3,86 · 10 6 · 1,26 · 10 –3 = 4,84 · 103 N 26. La caída de presión es análoga a la empleada en electricidad para determinar la caída de tensión (∆V = R · I). 27. 1. Bomba de inar una rueda de bicicleta o coche. 2. Sillones donde se sientan los clientes de una peluquería. 3. Sillones de los dentistas. Página 337 28. En la gura superior, la válvula antirretorno evita que el émbolo pueda ir en dirección contraria a la prev ista, si actúa una Compresor Acumulador Depósito N kp Presión Dina/cm Pa kp/m2 Potencia Ergio/s W kg · m/s Superficie cm2 m2 m2 3 kp/cm2 = 3 · 10 5 Pa 85 PSI = (85 · 105/14,5) Pa = 5,86 · 105 Pa 1 kilopas cal = 103 Pa 1 Megapascal= 106 Pa 2 S = π · R = 3,14 · 0,02 = 1,26 · 10 m Conversor 2 4. Son dos: D = 40 mm = 0,04 m; R = 0,02 m 2 Dina Fuerza ST 3. 4 bar = 4 · 105 Pa; 9 atm = 9 · 10 5 Pa La caída de presión total será: Dp SI 5. El diagrama conceptual se muestra en la parte inferior de la página. 6. Se emplea para la automatización de la mayoría de los procesos industriales. 7. Los compresores más utilizados en neumática son los compresores de pistón monofásico y bifásico. El que encontraremos en todos los institutos de s ecundaria es el monofásico. Al girar el eje que contiene la manivela (lo que en los motores de combustión interna es el cigüeñal), impulsado por un motor eléctrico, aspira aire del exterior y lo introduce en un depósito. Al comprimirlo, aumenta su presión y temperatura, que es necesario evacuar mediante algún sistema de refrigeración. Elementos de protección Elementos de control Receptor Secador + filtro + lubricador + válvulas de seguridad Distribuidores Cilindros y motores neumáticos http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 114/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 16 EL CIRCUITO NEUMÁTICO Y OLEOHIDRÁULICO 115 Dispone de dos válvulas. Una de admisión y otra de escape. Al descender el émbolo, la válvula de admisión se abre, debido a la depresión, mientras que la válvula de escape permanece cerrada. 14. El pilotaje, o accionamiento de un distribuidor, consiste en Cuando el émbolo asciende, se cierra la válvula de admisión y se abre la de escape. Se presiona e impulsa el aire aspirado anteriormente. 15. cambiarlo internamente de posición (al igual que cuando se pulsa sobre un interruptor eléctrico), por lo que el aire entrará y/o saldrá por v ías diferentes. A 8. • Refrigeradores: enfrían el aire comprimido hasta dejarlo a unos 25 °C. • Acumulador (depósito): sirve para almacenar aire a una determinada presión. • Filtro: evita que partículas que contiene el aire puedan llegar a los elementos neumáticos (cilindros, motores, distribuidores...) y puedan dañarlos. 3/2 R P 16. A Y • Regulador mantiene el aire salida siempre de presión: la misma presión, independientemente de de la presión que hayaa en ese momento en el depósito (la presión de salida regulada siempre será menor que la existente en el depósito). • Lubricador: aporta pequeñas gotitas de aceite al aire para facilitar la lubricación interna de los elementos neumáticos. X P 17. • Válvula antirretorno: tiene como objetivo que un uido (aire o aceite) pueda moverse solamente en un sentido y no en el otro. 9. Existen dos tipos: • Red o circuito abierto: muy sencillo y barato, pero tiene el inconveniente de que si la conducción es muy larga, en las últimas tomas la presión es bastante más pequeña que a la salida del depósito. Además, si hay muchas tomas, las var iaciones de presión (subidas y bajadas) son muy acentuadas, originando alteraciones en el normal f uncionamiento de los cilindros. • Red o circuito cerrado: proporciona una alimentación más regular, sin variaciones t an bruscas de presión. • Regulador de caudal unidireccional : regula el caudal que pasa en un sent ido. Cuando el fluido circula en sentido contrario, lo deja pasar sin dificultad. 10. Toma de presión Unidad de mantenimiento 11. Son unos dispositivos de control que permiten poner en funcionamiento o parar un motor o cilindro neumático. • Temporizador : consiste en una combinación de un regulador unidireccional y depósito conectado en serie, que consigue retardar la conexión o desconexión del distribuidor al que se haya conectado. Pueden tener dos o tres posiciones. Su accionamiento puede ser manual, mecánico (algo que presione contra ellas), eléctrico y neumático. 12. • El distribuidor 3/2 tiene tres vías y dos posiciones. • El distribuidor 3/3 tiene tres vías y tres posiciones. 18. Consultar la Tabla 16.6, en la página 327. 19. Es un sistema de transmisión de potencia o energía empleado para automatización de dispositivos que emplea como fluido aceite. 3/2 3/3 Con este fluido se consiguen transmitir grandes potencias y es posible detener el émbolo en cualquier posición de su recorrido sin que haya peligro de que se mueva, independientemente de la fuerza transmitida. 20. Es la dicultad o resistencia que oponen las tuberías, cilin13. Quiere decir que el distribuidor tiene tres estados estables dros, distribuidores y válvulas al paso del fluido (aceite o aire). Dicha resistencia será tanto mayor cuanto menor sea el diá- diferentes. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 115/128 5/24/2018 116 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 16 EL CIRCUITO NEUMÁTICO Y OLEOHIDRÁULICO metro de la tuber ía por la que c ircula el fluido y cuanto mayor sea su longitud. 116 Volumen de aire por minuto: VT = V1 · 35 = 309,24 dm3/min = 309,25 L/min Si se trata de oleohidráulica, también depende de la viscosidad del aceite empleado. 21. a) Se denomina acoplamiento hidráulico a la manera de colocar las tuberías y elementos hidráulicos (cilindros, distribuidores, válvulas, etc.) en un c ircuito. D = 15 cm b) Existen tres tipos de acoplamientos de elementos hidráulicos: 1. Acoplamiento en serie. La resistencia total es igual a la suma de cada una de las resistencias oleohidráulicas individuales. 24. RT = R1 + R2 + R3 +... 2. Acoplamiento en paralelo. La resistencia total es igual a: 1 RT = 1 1 1 + + + ... R1 R2 R3 A B X Cerrar interior X P Cerrar exterior 3. Acoplamiento mixto. Hay receptores en serie y en paralelo: X Y A R R P R P Abrir exterior 22. Página 341 1- Reductora de presión 27. Q = 2,4 dm3/min = 4 · 10-5 m3/s P=p·Q p = P/Q = 200/4 · 10 -5 = 5 · 10 6 N/m2 = 51,02 kp/cm2 28. Existen varios tipos de bombas hidráulicas, pero los más im2- Válvula de seguridad portantes son: • Bomba de engranajes: consiste en dos engranajes de dientes rectos que engranan entre sí. El transporte del aceite se hace entre los huecos de los dientes, por la par te externa. En la zona de contacto (engrane) entre ambos engranajes se supone que no hay espacio para que pase aceite de una cámara a la otra. Hidráulica • Bomba de pistones (figura superior derecha) de la página 336 del libro de texto). — El aceite entra por la tubería y oricio (D). 3- Válvula de descarga — aceite A medida que giraíael(D). rotor (B), los pistones (A) aspiran de la tuber — Cuando el rotor (B) ha girado 180° (desde la parte inferior a la superior, siguiendo el sentido de l as agujas del reloj), dejará de absorber aceite y a partir de ahora lo empezará a e xpulsar, ya que los pistones (A) comprimen los muelles (C). 4- Válvula de derivación El aceite se irá por la tubería (E) expulsado a gran presión. 23. a) S = π · R2 = 3,14 · 7,52 = 176,71 cm2 29. De esta manera, se aprovechan las ventajas de la neumática y F = 13 000/9,8 = 1 326,53 kp de la hidráulica. 2 P = F/S = 1 326,53/176,71 = 7,51 kp/cm Todos los distribuidores son accionados o pilotados mediante neumática, mientras que el cilindro es accionado mediante b) Volumen de aire por embolada: 3 3 V1 = S · l = 176,71 · 50 = 8 835,73 cm = 8,84 dm http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf aceite. 116/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 16 EL CIRCUITO NEUMÁTICO Y OLEOHIDRÁULICO 117 34. a) S = π · R2 = 3,14 · 1,52 = 7,07 cm2 Ventajas: F = p · S = 94,09 · 7,07 = 665,10 kp b) Q = S · v; Q = 0,8 dm3/s = 800 cm 3/s • una Instalaciones más baratas, solamente se necesita tubería que lleve el aire.yaEl que aceite es necesario llevarlo de nuevo al punto de partida. • Los dispositivos neumáticos son más ligeros y baratos, ya que no tienen que soportar presiones tan elevadas. v = Q/S = 800/7,07 = 113,18 cm/s = 1,13 m/s 35. Inconvenientes: • Las fuerzas transmitidas al émbolo del cilindro son mucho más pequeñas que en el caso de cilindros hidráulicos, ya que la presión del aceite será igual a la presión del aire (parte neumática). • No se puede utilizar en muchas máquinas de obras públicas (palas y excavadoras), ya que cualquier variación en la fuerza del émbolo puede repercutir en una compresión del fluido (aire) dentro del convertidor de presión. 31. F1/S1 = F2/S2; S2 = F2 · S1/F1 S1 = π · r 2 = 3,14 · 12 = 3,14 cm2 S2 = 2 000 · 3,14/10 = 628,32 cm 2 S2 = π · R2; R = 14,14 cm; D = 28,28 cm 36. 32. El volumen de aire por embolada será: V1 = S1 · l1 = 3,14 · 12 = 37,70 cm 3 El volumen de aire requerido para subir el coche a una altura de 2 m será: V2 = S2 · l2 = 628,32 · 200 = 125 663,71 cm3 Por tanto, V ·N=V 1 A 2 N = V2/V1 = 125 663,70/37,70 = 3 333,33 emboladas. S R P 33. R = 0,062 · μ · L/d 4 = 0,062 · 0,3 · 25/0,84 = 1,14 St · m/cm 2 D p1 B 37. En la tabla que se muestra a continuación se resumen las ven- = R · Q = 1,13 · 0,8 = 0,91 kp/cm2 tajas e inconvenientes del uso de los c ircuitos hidráulicos híbridos. Luego la presión efectiva en los extremos del cilindro será: p = 95 – Dp1 = 95 – 0,91 = 94,09 kp/cm2 Ventajas Inconvenientes Primero (parte superior) • Cuando no se presiona sobre alguna de las palancas, el distribuidor 5/3 se centra y se bloquea el vástago del cilindro. • Es caro, porque lleva muchos componentes neumáticos e hidráulicos. • No permite la regulación del vástago del cilindro. Segundo (parte inferior) • Permite la regulación de la velocidad de salida y entrada del vástago del cilindro. • No se puede bloquear totalmente el vástago del cilindro, ni tampoco detenerlo en una posición intermedia. j Actividades de ampliación 1. Halla la fuerza en el avance del siguiente cilindro de simple efecto: • Diámetro del cilindro: 4 cm • Presión de trabajo: 6 bar 2. Calcula la fuerza en el retroceso de un cilindro de doble efecto con las siguientes características: • Diámetro del cilindro: 4 cm • Diámetro del vástago: 1 cm • Presión de trabajo: 6 bar http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf j Evaluación 1. Halla la fuerza en el avance de un cilindro de simple efecto cuyo diámetro es de 1 cm, sabiendo que trabaja a 6 bar. 2. Halla la fuerza en el retroceso de un cilindro de doble efecto con las siguientes características: • Diámetro cilindro: 1 cm • Diámetro vástago: 0,5 cm • Presión: 6 bar 3. Halla la potencia consumida por una máquina hidráulica por la que circulan 66 litros/minuto y donde se produce una caída de presión de 9 MPa. 117/128 5/24/2018 118 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 16 EL CIRCUITO NEUMÁTICO Y OLEOHIDRÁULICO 4. Indica cuál de los siguientes elementos no forma parte del 2. La fuerza en el retroceso se puede calcular con la siguiente sistema de producción y tr atamiento de aire comprimido: expresión: p · π · (D2 - d2) F= = 6 4 a) Cilindro. b) Compresor. π · (42- 12) = 70,69 kp 4 c) Refr igerador. 5. Indica cuál de estos elementos no suele formar parte de un circuito hidráulico: j Soluciones evaluación 1. En primer lugar, calculamos la supercie de avance: a) Válvula 4/2. π · D2 b) Válvula 3/2. π · 12 S= c) Válvula 12/2. = 4 = 0,79 cm2 4 Después calculamos la fuerza de avance: j F = p · S = 6 · 0,79 = 4,71 kp Soluciones actividades de ampliación fuerza en el retroceso se puede calcular con la siguiente 2. La expresión: 1. En primer lugar, calculamos la supercie de avance: S= π · D2 4 = π · 42 4 p · π · (D2 - d2) F= = 6 4 2 = 12,57 cm Después calculamos la fuerza de avance: F = p · S = 6 · 12,57 = 75,40 kp http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 3. P = p · Q = 9 · 106 · 4. a) Cilindro. 66 · 10 –3 60 π · (12-0,52) = 3,53 kp 4 = 9 900 W = 9,9 kW 5. c) Válvula 12/2. 118/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 17 CONFORMACIÓN DE PIEZAS SIN ARRANQUE DE VIRUTA j Actividades propuestas Página 346 1. Normalmente, se suelen emplear los ensamblados de caja y espiga (se puede ver con claridad en muchas puertas de armarios empotrados). 2. Se puede ver en las Figura s 17.3 y 17.4 de la página 346. Página 350 4. Consiste en calentar un material hasta que se encuentra en estado líquido y verterlo en el interior de un molde que tiene la forma de la pieza que se desea obtener. Luego se deja enfriar y se extrae la pieza. 6. • El modelo es una pieza exactamente igual que la que se desea obtener. Puede estar fabricada de madera, plástico, cartón, cera, etcétera. • El molde es un hueco, con la forma de la pieza que se quiere obtener. 7. El molde permanente que gire deberá tener, interiormente, la forma exterior de la pieza a obtener. A medida que se introduce el latón fundido en el interior del molde (Figura 17.8 de la página 349), deberá girar a gran velocidad, para que el metal fundido, por fuerza centrífuga, se pegue a las paredes. No dejará de girar hasta que se solidifique el metal. Se podrían obtener anillos como los de la figura adjunta. P 5. Supongamos que se desea obtener una moneda de plomo de la época de Felipe II. Usaremos la moneda que se quiere copiar como modelo. Los pasos serán los siguientes: 1. Rellenar de arena de moldeo la mitad de una caja hasta que su altura diste del ras de la caja la mitad del espesor de la moneda. Colocar la moneda y apretarla fuertemente para que en la arena quede la silueta del anverso de la moneda. 2. Colocar la otra mitad de la caja y rellenar de arena de moldeo. Colocar el bebedero y la mazarota (tubo fino). Apisonar fuertemente la arena para que no queden huecos en las zonas de contacto entre la arena y el anverso/reverso de la moneda. 119 8. a) Ventajas del empleo de coquillas: • Se pueden utilizar muchas veces sin deteriorarse. • Las piezas obtenidas salen muy baratas. • La calidad y dimensiones de las piezas es muy buena. b) Inconvenientes: • Resulta un proceso de fabricación caro si el número de piezas a fabricar es pequeño. 3. Introducir una cuchilla muy fina por entre las dos mitades de la caja, hasta que se haga contacto con la moneda, procurando no moverla. 9. Consiste en fabricar un modelo de cera, que se introduce en el 4. Levantar la caja superior, junto con la arena de moldeo. Procurar que no se desmorone. Una vez que se ha secado, se invierte el molde y se calienta hasta que sale toda la cera líquida. Luego se le da la vuelta y se introduce el metal fundido. 5. Extraer la moneda, sin que se rompa parte alguna del molde. Luego, extraer los tubos del bebedero y la mazarota. 6. Colocar de nuevo la parte superior. 7. Verter el plomo fundido por el bebedero, hasta que rebose. Dejar enfriar. Romper el molde y extraer la pieza. 8. Quitar rebabas y cortar la mazarota y el bebedero. 1 2 3 y 4 interior de una caja y se le recubre de yeso líquido o arena cerámica especial. 10. a) Consiste en inyectar a presión dentro de un molde el material fundido. Para ello se requieren moldes permanentes (coquillas) que soporten las altísimas presiones con las que se inyecta el metal fundido. b) Se suele emplear en la conformación de piezas de aleaciones ligeras (aluminio) y de bajo punto de fusión (plomo, estaño, etc.), cuya obtención por gravedad resulta difícil. c) Las piezas obtenidas tienen un gran acabado superficial, por lo que no es necesario mecanizarlas posteriormente. Se emplea, exclusivamente, cuando el número de piezas a obtener es muy grande. El inconveniente es que el molde resulta caro. Página 352 11. • Para cortar cartón para fabricar cajas. • Para cortar gomas y cuero. 5 y 6 http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 12. • Guillotina para cortar papel. • Tijeras para cortar tela. • Cizalladora para cortar chapa y hojalata. 119/128 5/24/2018 120 j Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 17 CONFORMACIÓN DE PIEZAS SIN ARRANQUE DE VIRUTA Problemas propuestos 12. a) La tolerancia representa la diferencia entre la medida máxima que puede tener la pieza y la mínima. b) Siempre es necesario establecer la tolerancia porque es imposible fabricar una pieza con una medida exacta. La tolerancia se establece antes de fabricar la pieza y su valor dependerá de la máquina-herramienta que se vaya a utilizar y de la aplicación a la que se destine. Página 358 1. Es un proceso de obtención de piezas, que consiste en: 1. Obtener polvos muy finos (entre 0,001 y 0,1 mm de diámetro) mediante atomizado (dirigiendo un chorro de aire a presión sobre un hilo de metal líquido que cae) o dejando caer metal líquido sobre un disco que gira a gran velocidad. 13. a) 36,65 mm 2. Comprimir este polvo en el interior de un molde a grandes presiones. b) 23,77 mm 3. Calentar este polvo fuertemente comprimido hasta una temperatura próxima a la de fusión. 4. Enfriar la pieza y si es necesario, mecanizarla. 2. Se suelen obtener los siguientes productos: • Altamente porosos: empleados en filtros. • Porosos: para cojinetes de lubricación. • Densos: en piezas de precisión. • Superdensos: obtención de plaquitas de metal duro (widias), empleadas en herramientas de corte. • Impregnados: que contendrán elementos que van a favorecer la cualidad que se desee. Por ejemplo, añadiéndole grafito se va a favorecer la lubricación. b) 14,20 mm 14. a) 8,36 mm 15. Los géneros de punto (jerséis, chaquetas, bufandas, etc.) se fabrican utilizando unos principios distintos a los empleados en los tejidos. Página 359 16. El método más adecuado sería la colada sobre molde que gira, ya que el molde es permanente y este tipo de molde es ideal para la fabricación de tubos. 17. Sí. Las piezas obtenidas exteriormente tendrán la forma que tenga el molde. Interiormente, todas las piezas serán huecas de sección redonda (véase figura adjunta). 3. Se emplean tres métodos: • Mediante molinos. • Atomizado. • Verter el metal líquido sobre un disco que gira a gran velocidad. 4. Consiste en la unión de dos o más piezas, generalmente de madera, sin emplear ningún método de unión, excepto clavazones. Se emplea mayoritariamente en carpinterías de madera. 5. Aparecen descritos en la Figura 17.2 de la página 345 del libro de texto. 6. Es el producto final obtenido en un telar, denominado textura, empleando hilos text iles. 18. La laminación en frío se puede emplear: a) En metales muy maleables a temperatura ambiente. b) Para aumentar la dureza y resistencia de un metal (aumento de la acritud) determinado. 19. a) Jmín= Dmín 7. Existen dos grupos de hilos que se colocan formando un ángulo recto. Los hilos de urdimbre se colocan paralelos entre sí, en sentido longitudinal, mientras que los de trama van entrecruzados con los de urdimbre, siendo perpendiculares a ellos. 8. Son tres: tafetán, sarga y raso o satén. 9. Arena de sílice (75 %) + arcilla (20 %) + agua (5 %). Jmáx = Dmáx b) – dmín = 25,025 – 24,975 = 0,050 mm – dmáx = 25,010 – 24,995 = 0,015 mm dmáx = 25 – 0,005 = 24,995 mm = 25 – 0,025 = 24,975 mm c) Teje = dmáx – dmín = 24,995 – 24,975 = 0,020 mm Tagujero = Dmáx – Dmín = 25,025 – 25,010 = 0,015 mm dmín 20. 10. • Bebedero: agujero, en forma de tubo, por el que se introduce el metal fundido en el interior del molde. • Mazarota: agujero, en forma de tubo, por el que salen los gases y aire, procedentes del interior del molde, cuando se vierte metal fundido en él. 0 1 0 , 7 4 =x á m D 7 4 = D 0 8 9 , 6 4 =n i m D 5 8 9 , 6 4 7 =n 4 i m = d d 5 1 0 , 7 4 =x á m d 11. Se explica en el Apartado 17.3F de la página 349 y se muestra en la Figura 17.10 de esa misma página. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 120/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 17 CONFORMACIÓN DE PIEZAS SIN ARRANQUE DE VIRUTA 22. 1. Fabricación del modelo. Se fabricará una pulsera igual a la que se desea obtener, mediante cera. c) Tapadera de aluminio para sartén: • Troquelado de una chapa de aluminio con el espesor nal de la tapadera y superficie igual al área desarrollada. • Embutición de la pieza cortada para transformarla en la tapadera deseada. 2. Se vierte yeso líquido o arena cerámica especial en el interior del molde y se espera a que solidifique. 3. Se coloca la pulsera de cera en el interior y se coloca una mazarota y un bebedero, fabricados de cera (macizos). 121 25. a) Diferencia superior: 4. Se llena el interior de la caja de moldeo, añadiendo más yeso o arena cerámica especial, recubriendo el modelo y permitiendo que sobresalgan la mazarota y el bebedero. Dmáx – Dnominal = 30,05 – 30 = 0,05 mm b) Diferencia inferior: Dnominal 5. Invertir la caja e introducir en un horno a una temperatura próxima a los 100 °C. Esperar a que se derrita y salga toda la cera. 6. Verter el bronce fundido por el bebedero y esperar a que se solidifique. Luego romper el molde y extraer la pieza. – Dmín = 30 – 29,24 = 0,06 mm 0 3 = 23. D 4 9 , 9 2 5 0 , 0 3 =in =xá m D m D 5 ,0 6 0 0 + 0 ,- 0 3 1 26. a) dmáx dmín 2 = 30 + 0,1 = 30,1 = 30 – 0,05 = 29,95 b) El juego será: Jmáx = Dmáx – dmín = 30,05 – 29,95 = 0,1 mm (Juego) Jmín = Dmín – dmáx = 29,94 – 30,1 = – 0,16 mm (Aprieto) Para obtener cuchillas como la que aparece en el dibujo anterior, se deberían fabricar en tres pasos: Por tanto, el ajuste es indeterminado. c) Tolerancia para el eje: Teje = dmáx – dmín = 30,1 – 29,95 = 0,15 mm 1. Realización de agujeros. 2. Corte (troquelado) de la cuchilla. 3. Afilado. Se debería hacer en una máquina distinta de las troqueladoras. Se emplearía una electroesmeriladora. 24. a) Bisagra: • Por troquelado de una chapa se obtendrían dos piezas en L. • Mediante una matriz de curvar, se doblarían para formar la bisagra. • Finalmente, se coloca un pasador que una las dos piezas. j Actividades de ampliación 1. Nombra los principales procedimientos de fabricación sin arranque de viruta. 2. Explica el método de colada en molde que gira. j Evaluación 1. ¿De qué material se suelen fabricar los moldes para colada por gravedad? 2. ¿En qué consiste el procedimiento de fabricación llamado forja? 3. Explica cuándo se utiliza el ajuste llamado móvil. 4. Indica cuál de estos elementos no es un instrumento de medida: a) Pie de atleta. b) Pie de rey. c) Micrómetro. b) Tapón de botella metálico: • Mediante troquelado, se corta una chapa con la forma del tapón desarrollado. 5. ¿Cuál de estos procesos de fabricación es sin arranque de viruta? a) Ensamblado. b) Aserrado. c) Taladrado. • Mediante embutición o curvado, se le da la forma adecuada. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 121/128 5/24/2018 122 j Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 17 CONFORMACIÓN DE PIEZAS SIN ARRANQUE DE VIRUTA Soluciones actividades de j ampliación 1. Estos procedimientos son: • Unión. • Fusión. • Laminación. • Forja. • Corte. Soluciones evaluación 1. Estos moldes se suelen fabricar de acero o de fundición gris. 2. La forja consiste en golpear el metal con un martillo o prensa, con objeto de darle la forma deseada. 3. Este tipo de ajuste se da cuando la medida real del eje es menor que la medida del agujero. 4. a) Pie de atleta. 5. a) Ensamblado. 2. Este sistema consiste en verter el material fundido en el interior de una pieza cilíndrica hueca. Gracias a la acción de la fuerza centrífuga, el metal se pega a los laterales, se enfr ía y toma así la forma del molde. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 122/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om FABRICACIÓN DE PIEZAS POR ARRANQUE DE VIRUTA Y OTROS PROCEDIMIENTOS j Actividades propuestas 2. 2. Colocar el macho de desbaste en el bandeador y situarlo sobre el agujero, perpendicularmente a la pieza. 3. 3. Comenzar a roscar, girando una vuelta hacia la derecha y media hacia atrás. Lubricar con aceite. Un agujero roscado es una tuerca; es decir, un cilindro interior que lleva rosca, mientras que el tornillo roscado lleva la rosca exteriormente. En la mayoría de los tornillos y tuercas que se utilizan habitualmente, el avance coincide con el paso; pero puede haber muchos casos en que la rosca tenga dos o más filetes, por lo que una vuelta de la tuerca supondrá un avance: a = p · n (n = número de filetes). • Triangulares. • Trapezoidales. 4. Una vez acabado, repetir el proceso, usando el macho intermedio y finalmente el de acabado. c) Tienen forma de tornillos con varias ranuras longitudinales, para cortar y evacuar las virutas. 10. 5. Se empleará solamente cuando el uso de una rosca a derechas implique que se pueda aflojar mientras esté funcionando de manera normal. El diámetro nominal de una rosca es siempre igual al diámetro exterior del tornillo. Sí. Vc = 35 m/min (véase Tabla 18.6 de la página 368). N = Vc · 1 000/(π · D) = 35 · 1 000/(3,14 · 7) = 1 591,55 = = 1 592 rpm 11. Vc = 80 m/min (Tabla 18.8 de la página 370). N = Vc · 1 000/(π · D) = 80 · 1 000/(3,14 · 60) = 424,41 rpm • Cuadrados. • Redondos. 4. 123 b) 1. Realizar un agujero con una broca de diámetro Di (véase Tabla 18.4, página 365). Página 365 1. 18 Página 377 13. • Programación manual. • Programación asistida o mediante lenguaje conversacional. • Programación automatizada o sistema CAD/CAM. Página 366 6. a) El peine de roscas consiste en una serie de galgas sobre las que están tallados diferentes perfiles, con diferentes pasos, correspondientes al sistema métrico y Withworth. b) Para averiguar el paso y por tanto el diámetro y sistema de una rosca de un tornillo o tuerca cualquiera. 7. Si a simple vista se observa que su perfil es triangular, se tratará de una rosca Withworth o métrica. Observando la Tabla 18.4 (página 365), podemos comprobar que es probable que no se trate de una rosca métrica, ya que los diámetros nominales pasan de 12 a 16 mm. Tal vez podría ser una métrica 16, con su diámetro nominal algo desgastado. Para averiguarlo, usaríamos el peine de roscas, comprobando si los perfiles encajan perfectamente con la galga de paso p = 2 mm. Página 380 1. Es un proceso de cortar un material utilizando una sierra que dispone de dientes y arranca viruta. 2. a) Es la distancia entre dos dientes consecutivos. b) Se mide en hilos por pulgada. Es decir, el número de dientes o pasos que hay en una pulgada (25,4 mm). Como el material a aserrar va a ser de dureza media y además su espesor es menor de 40 mm, emplearemos una sierra de paso medio (22 h’’). 4. • Paso basto 25,4 · 3/4 = 15,875 mm Para averiguarlo hay que usar el peine de roscas correspondiente. • 1. Medir con un calibrador su diámetro exterior (diámetro nominal). materiales blandos. Paso medio (22 h’’). Espesor de la pieza menor de 40 mm o materiales de dureza media. • Paso fino 2. Buscar en la Tabla 18.4 del libro si podría tratarse de rosca Withworth o métrica. 3. Asegurarse del sistema que se trata usando el peine de roscas. 4. Si es difícil averiguarlo porque el tornillo es pequeño, usar el método de ensayo/error. Página 372 9. Problemas propuestos 3. Si no es así, tal vez sea una rosca Withworth de 5/8’’, cuyo diámetro nominal valdrá: 8. j (16 h’’). Espesor de la pieza mayor de 40 mm o (32 h’’). Materiales muy duros o piezas de paredes muy delgadas y chapas. 5. Sierras de arco. 6. Con un ángulo aproximado de 10°. 7. a) Segueta (cortes curvos) y sierra de costilla (cortes rectos). b) Serrucho y sierra de costilla. c) Serrucho y sierra de costilla. a) Para realizar roscas sobre agujeros o tuercas. d) Sierra de arco. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 123/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 18 124 8. 9. 10. 11. FABRICACIÓN DE PIEZAS POR ARRANQUE DE VIRUTA Y OTROS PROCEDIMIENTOS Se debe sujetar con las dos manos: • El mango con la mano derecha (dedo pulgar encima). • La parte delantera de la sierra con la mano izquierda (Figura 18.2 del libro de texto). • La fuerza descendente se debe hacer solamente en el mo mento de avance de la sierra, nunca en el retroceso. • Al aserrar se procurará que corten el material todos los dientes de la sierra, no solamente los de la parte central. • La sierra se inclinará hacia delante unos 10°. Consiste en arrancar pequeñas virutas de un material utilizando unas herramientas denominadas limas y escofinas. Usar el método mostrado en la Figura 18.7, es decir, la lima se desplazará horizontalmente, formando un ángulo de 45° con la pieza. Luego se limará en una dirección que forme 90° respecto a la dirección inicial. 12. Escofina. 13. a) Es la forma que tienen los dientes para arrancar material. b) • Sencillo: utilizado para materiales blandos. • Doble: para trabajar materiales sintéticos y duros. 14. Se deberá utilizar una lima de paso fino. 15. Es la distancia, medida en pulgadas (1’’ = 25,4 mm), desde la punta de la lima hasta la zona donde acaba el picado. En la gura se ha representado la sección transversal del lete. 22. p = 12 h’’ = 25,4/12 = 2,12 mm 23. 5/8’’ = 25,4 · 5/8 = 15,875 mm Luego, la de 5/8’’ es de mayor diámetro que la de 15 mm. 24. a) Para fabricar tornillos o varillas roscadas. b) Son como tuercas de acero templado, con agujeros o canales longitudinales capaces de tallar una rosca en un cilindro. c) Se colocan en un portacojinetes y se siguen los pasos mostrados en la parte inferior de la Tabla 18.5 (página 367). 25. Los más utilizados son el sistema métrico y el sistema Witworth. 26. Se puede emplear alguno de los procedimientos representados en la Figura 18.14 de la página 368. 27. Todas aquellastransversal piezas quesea sean de revolución, es decir, aquellas cuya sección redonda. 28. Consiste en hacer girar una pieza sobre su eje de rotación al mismo tiempo que se desplaza transversalmente o longitudinalmente una herramienta, denominada cuchilla, que arranca el material en forma de viruta. 29. a) • En la cepilladora, la máquina permanece ja, siendo la pieza la que se mueve. En la lijadora, la máquina se mueve y la pieza se mantiene fija. • El principio de mecanizado de la cepilladora es análogo al de una fresadora, cortando viruta, mientras que con la lijadora el mecanizado se hace arrancando pequeñísimas partículas de material. 16. Plana 17. Cuadrada Redonda Triangular • Las piezas que se quieren limar deben estar bien sujetas, mediante sargento o tornillo de banco. • Agarrar el mango de la lima con la mano derecha y con el pulgar por la parte de arriba. La mano izquierda apoya sobre la punta. • Solamente se aprieta hacia abajo en el movimiento de avance. Nunca en el de retroceso. 18. Es un cilindro o agujero sobre el que se ha elaborado un hilo o filete con forma de hélice. 19. Si cogemos una tira de goma con forma triangular y se enrolla y pega sobre la periferia de un cilindro, obtendríamos una rosca. A esta goma se le conocería con el nombre de lete. 20. A la disposición en la que se encuentre colocado el lete. Si al girar una tuerca sobre un tornillo en sentido horario, la tuerca avanza, diremos que la rosca es a derechas. Si hay que girarla en sentido antihorario para que avance, tendremos una rosca a izquierdas. 21. Flanco Flancos Flanco b) La cepilladora para desbastar el material y la lijadora para operaciones de afinado y acabado. Media caña 30. a) Se utiliza, generalmente, para el planeado de superficies. b) Las herramientas se pueden colocar en el portafresas o en el cabezal universal (todas aquellas que lleven vástago). c) Planeado de una supercie, ranurado en T, ranurado sencillo, fresado frontal, ranurado en cola de milano y fresado de agujeros rasgados (chaveteros y lengüeteros). 31. Para sujetar aquellas fresas que disponen de vástago (especie de mango). 32. a) Para el acabado de piezas. b) Piezas con una terminación (grado supercial) muy buena y 33. con unas medidas muy precisas. Consiste en acercar a la pieza a cortar una llama de acetileno y oxígeno, con exceso de oxígeno (llama muy oxidante), consiguiendo que el metal arda a una temperatura inferior a la de fusión, denominada temperatura de ignición. Para el acero, la temperatura de ignición ronda los 1 200 °C, mientras que la temperatura de fusión es del orden de los 1 500 °C. 34. Normalmente se emplean dos tipos, láser de gas y láser sólido. 35. a) Es una serie de órdenes que se dan a las modernas máquinas herramientas para que realicen la fabricación de las piezas de manera totalmente informatizada. b) Tiene su origen en los años 50 en el MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts, EE.UU.), donde se automatizó una Filete http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf fresadora. 124/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 18 FABRICACIÓN DE PIEZAS POR ARRANQUE DE VIRUTA Y OTROS PROCEDIMIENTOS c) La necesidad del CNC surge debido a dos factores: • Disminuir los errores debidos a los operarios. • Permitir que una sola máquina-herramienta lleve a cabo todas las operaciones que se puedan realizar en la misma pieza. 45. Cromado, niquelado, pintado, galvanizado, moleteado, pavonado, etcétera. 47. En trabajos normales se deberá elegir aquella velocidad que esté más próxima al valor calculado, siempre por debajo. 49. 1. Troquelado, mediante una matr iz. 2. Estampación, generalmente en caliente, para dejarle grabado el anverso y el reverso de la moneda. Página 381 36. 3. La estampación en el canto de la moneda se puede hacer por presión, a medida que la moneda rueda, o dentro de un molde por el que salen varios punzones. • La forma de realizar el trabajo. • Riesgos en los equipos. • Condiciones del entorno. 37. 38. 50. 1. Moldeo a la cera perdida: a) Se limita a estudiar los accidentes y daños que ocurren en la empresa, averiguando las causas que lo provocaron y tomando medidas correctoras para que no vuelvan a ocurrir. • Fabricación de un modelo de cera. b) Se toman medidas antes de que se haya producido algún daño para la salud. arena de moldeo. • Colocación del conjunto en el interior de un horno, dejando los agujeros de bebedero y mazarota hacia abajo para que la cera derretida salga del interior del molde. • Colocación del modelo dentro de una caja, recubierto de 1. Elección de una terraja del sistema métrico (M-5). Luego se colocaría en el portaterrajas. • Verter en el interior del molde aluminio fundido. • Dejar enfriar y extraerlo del molde. 2. Sujeción de una varilla de acero, de diámetro 5 mm, en el tornillo de banco. • Quitar rebabas con una lima. 3. Comienzo de la rosca: Colocar la terraja perpendicular a la varilla y comenzar a rea lizar la rosca. Se dará una vuelta completa. Luego media vuelta atrás. Dependiendo de la dureza del material (acero), se seguirá de igual manera o se dará una media vuelta adelante y un cuarto atrás. Periódicamente se deberán añadir unas go39. 2. Colocación de la pieza obtenida en un torno para dejarla completamente cilíndrica. 3. Llevar la pieza a una recticadora de piezas cilíndricas para dejarla con un buen acabado y completamente circular. 51. En la siguiente dirección se pueden encontrar algunas de las máquinas-herramientas CNC más utilizadas. http://www.directindustry.es/cat/maquinas-herramientasmecanizado-E.html titas de aceite. • Tornillo de banco del aula-taller (rosca cuadrada). • Porque tienen que transmitir grandes potencias (fuerza). Para fabricar el motor se necesitaría: 40. Características • Paso. • Diámetro nominal. • Fondo del filete. • Vértice del filete. • Ángulo de los flancos. • Medidas. Rosca métrica mm mm Redondeado Truncado 60º mm — Fresadoras Rosca Whitworth 43. h” Pulgadas Redondeado Redondeado — Recticadoras — Taladradoras 55º pulgadas La cepilladora se podría utilizar para desbastar material y dejarlo con la forma y medidas adecuada s. La lijadora se utilizaría para dejar un acabado muy fino y suave. a) Consiste en una serie de códigos, formados por letras mayúsculas y números, que le indican a la máquina herramienta CNC qué movimientos tiene que describir la herramienta, velocidad de giro a la que se debe hacer, etcétera. b) Para fabricar piezas complejas, reduciendo los errores y el tiempo de fabricación. 44. Algunas de las técnicas más modernas de terminación de productos industriales se muestran en los apartados A, B y C de la Mecanizado de los cilindros. → — Tornos → Realización de diferentes operaciones en los pistones. → → Acabado de cilindros y pistones. Para realización de agujeros. — Desbordadoras la fundición. → — Bruñidoras Acabado de las válvulas. — Aladoras 41. 125 → → Eliminación de rebabas procedentes de Alado de herramientas cuando se desgasten. — Máquinas de pulido — Prensas → → Cigüeñal. Montaje del pistón a la biela. — Roscadoras → Realización de tuercas en el bloque para bujías, pernos, bulones y espárragos. j Actividades de ampliación 1. Nombra los principales tipos de sierras manuales. 2. ¿Qué es el roscado? página 375. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 125/128 5/24/2018 126 j Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om 18 FABRICACIÓN DE PIEZAS POR ARRANQUE DE VIRUTA Y OTROS PROCEDIMIENTOS Evaluación 1. ¿Qué es el paso en una sierra? 2. Halla el número de revoluciones de una broca de diámetro 4 mm para una velocidad de corte de 30 m/min. 3. Halla el número de revoluciones con el que debe girar una pieza en un torno si su diámetro es de 18 mm y la velocidad de corte es de 30 m/min. 4. 2. j De entre todas estas características, ¿cuál es la que pertenece a una rosca métrica? El roscado es una operación que consiste en elaborar una hélice sobre un cilindro de forma continua y uniforme, con un perfil concreto. Soluciones evaluación 1. El paso en una sierra es la distancia que hay entre dos dientes consecutivos. 2. El número de revoluciones es: a) Medidas en pulgadas. n= b) Flancos de 60°. 30 · 1 000 = 2 387 rpm π·4 c) Flancos de 55°. 5. ¿Qué signican las siglas CNC?: 3. a) Cada número cuenta. b) Control numérico computarizado. n= c) Control nada corriente. j 1. Soluciones actividades de ampliación Vc · 1 000 π·D = 30 · 1 000 π · 18 = 530,5 rpm 4. b) Flancos de 60º. 5. b) Control numérico computarizado. Los principales tipos de sierras manuales son: • Segueta. • Sierra de costilla. • Serrucho. • Sierra de arco. http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 126/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 127/128 5/24/2018 Soluc iona r io Te c nologia Industr ia l I Ed Mc graw Hill PDF - slide pdf.c om http://slide pdf.c om/re a de r/full/soluc iona r io-te c nologia -industr ia l-i-e d-mc graw-hill-pdf 128/128
