Instituto de Educación Superior Nº 9-028 3º AÑO PEP - Prof. Elisa Merletti Tecnología y su Didáctica Responsable: Prof. Elisa Merletti. Año Lectivo: 2013 Estrategias Didácticas Procedimientos tecnológicos: el Análisis de Productos y el Proyecto Tecnológico. Bases para construir situaciones problemáticas. Las Máquinas y su funcionamiento. En lo referente a los contenidos: tanto en el proceso de diferenciar lo natural, lo disponible, lo preexistente, de lo EJE II hecho por el hombre, con herramientas y máquinas, y teniendo en cuenta el medio, de reconocer partes y funciones, ubicaciones, operaciones, unidades, etc. como en el proceso de selección, organización de contenidos se deben integrar vivencias y necesidades. La Tecnología, con objetivos, lenguaje y procedimientos propios y contenidos específicos, precisa de una didáctica planificada en forma sistemática e integradora de otros saberes. LAS MÁQUINAS Y SU FUNCIONAMIENTO Una máquina es una herramienta que consta de una o más partes y utiliza la energía para lograr un objetivo particular; por lo que podemos afirmar que son un conjunto de artefactos que reciben y transforman energía con la intención de simplificar el trabajo del hombre. Las Máquinas generalmente son accionadas por medios mecánicos, químicos, térmicos o eléctricos y con frecuencia están motorizadas. Históricamente, una herramienta accionada también requiere mover piezas para clasificar como una máquina. Sin embargo, el advenimiento de la tecnología de la electrónica ha llevado al desarrollo de herramientas de potencia sin necesidad de mover las piezas que son consideradas como máquinas. Los límites de este conjunto son sumamente elásticos pudiendo abarcar máquinas de un solo elemento, como así también aquellas que contienen varios dispositivos. Una máquina simple es un dispositivo que transforma simplemente la dirección o la magnitud de una fuerza, pero existe un gran número de máquinas más complejas. Los ejemplos incluyen vehículos, sistemas electrónicos, máquinas moleculares, computadoras, televisión y radio. La finalidad de estos sistemas tangibles es la transferencia de algunas acciones humanas a objetos que cumplen con la misma función. Así, hay máquinas que permiten multiplicar la fuerza muscular, capacidad física, sensorial, intelectual, organizacional y por lo cual han surgido máquinas que memorizan, calculan y procesan información, la gama es extensa dada la diversidad de formas en que puede manifestarse la energía y la heterogeneidad de los trabajos que tienen que ejecutarse. Máquina es todo artefacto capaz de transformar energía en trabajo 1 Instituto de Educación Superior Nº 9-028 3º AÑO PEP - Prof. Elisa Merletti Tecnología y su Didáctica Responsable: Prof. Elisa Merletti. Año Lectivo: 2013 En lo cotidiano, cada oficio, cada tarea se relaciona con una máquina, producto de la imaginación y capacidad creativa del hombre. De allí la necesidad de comprender cómo funcionan, de dónde obtienen la energía necesaria para su accionar, cuáles son las partes que las componen y ventajas e inconvenientes de estos productos del mundo artificial. Para su estudio iremos deteniendo la mirada en diferentes aspectos. Las máquinas y su función Desde lo funcional centraremos la atención en ver para qué sirve la máquina, qué hace y cuál es el trabajo del hombre que se ve facilitado por su existencia. Una adecuada elección de materiales desde sus propiedades (dureza, elasticidad, ligereza, resistencia a la corrosión, etc.) y el reconocimiento de factores ergonómicos, contribuye a que las máquinas cumplan adecuadamente su función. De acuerdo al uso podemos distinguir entre máquinas operadoras y máquinas motrices (o para la transformación de energía). Algunas determinan un cambio de lugar como: palancas, bombas, ventiladores y móviles, este es el caso de las máquinas motrices. Máquina motriz: es la máquina conductora, la que genera la potencia para poder mover una máquina mediante algún sistema de transmisión, ejemplo un motor eléctrico, este se conecta con un acople que mueve un reductor que mueve finalmente un rodillo de laminación. Las máquinas operadoras son aquellas cuya función consiste en utilizar la energía que les es suministrada para ejecutar con mayor rapidez y menor esfuerzo, ciertos trabajos. Máquina operadora: es la máquina conducida, es decir la que trabaja. En el ejemplo anterior, sería el rodillo o el reductor Otras determinan un cambio de la forma, como son las máquinas herramientas que estiran, aplastan, sierran, arrancan viruta. Máquina herramienta: se le dice a tales máquinas que realizan procesos de fabricación mediante distintas operaciones, ejemplo una fresadora, un torno, taladro, etc. arrancan material para formar una pieza. Las más complejas pueden ser programadas para efectuar tareas de cálculo, adquisición de datos y toma de decisiones. Máquinas automáticas: Cierto grado de autonomía les permite realizar operaciones por sí mismas. El automatismo implica la capacidad de adelantarse a las circunstancias cambiantes. Haciendo que el comportamiento de las máquinas permanezca constante frente a variaciones del medio; o que se adapte su comportamiento en forma adecuada a las variaciones del medio. Las máquinas para la transformación de la energía tienen por función cambiar una forma de energía en otra, generado la más apropiada para cada finalidad. Son ejemplos de este tipo las turbinas de las centrales hidroeléctricas que transforman la energía del agua en eléctrica. Ante una máquina cabe preguntarse: ¿Qué hace o qué produce? ¿Qué tipo de energía procesa o transforma y cómo lo hace? ¿Qué tipo y nivel de automatismo o inteligencia maneja en lo referente a la organización de su funcionamiento? 2 Instituto de Educación Superior Nº 9-028 3º AÑO PEP - Prof. Elisa Merletti Tecnología y su Didáctica Responsable: Prof. Elisa Merletti. Año Lectivo: 2013 Las máquinas y los medios de propulsión El desarrollo de las máquinas, ha estado subordinado a la progresiva utilización de distintas formas de energía. En un principio los músculos del hombre incrementaban su rendimiento con la ayuda de máquinas sencillas como la palanca y el plano inclinado. La fuerza de los animales domésticos y la inversión de la rueda abrieron nuevas posibilidades al empleo de energía muscular. El aprovechamiento de las fuerzas de la naturaleza se ve representado en algunas máquinas motrices como el molino de viento y la rueda hidráulica. Las máquinas más recientes utilizan energía creada de modo artificial como al máquina de vapor, los motores eléctricos y de explosión. EI estudio de las máquinas desde los medios de propulsión permite conocer en que se utilizan los distintos recursos energéticos y comprender cómo se impulsan las maquinas, a qué época pertenece cada medio impulsor y cuáles son los efectos que se generan a partir de su uso. Las máquinas y sus componentes Por más complejas y distintas que sean las máquinas, a la hora de estudiar sus componentes vemos que estos se repiten con la misma forma y función. Por ejemplo, todas utilizan mecanismos similares tanto para transmitir como para transformar el movimiento. De esta manera reconociendo la función, funcionamiento e interacción entre los diversos componentes de una máquina, nos aproximamos a la comprensión de las demás. Las máquinas y su funcionamiento De los productos que conforman el mundo artificial, las máquinas se, caracterizan por su funcionamiento. Transformando energía, realizando trabajo útil o procesando información. Siempre deben ejecutar las funciones para las cuales se diseñaron. La estructura funcional de una máquina, organiza en grupos los diversos mecanismos de acuerdo a su función, a modo de facilitar la comprensi6n de su funcionamiento. Así, en un taladro eléctrico, la estructura funcional agrupa cuatro clases de mecanismos: EI motor o impulsor Los mecanismos de transmisión del movimiento (Caja de engranajes) El mecanismo herramienta (Broca que realiza el trabajo). Los mecanismos de mando que controlan el funcionamiento de la máquina (interruptor y variador de velocidad). Relacionados al funcionamiento de las máquinas, aparecen también una serie de conceptos que son objeto de estudio de la Tecnología, como por ejemplo: el rendimiento de las mismas, la fricción entre sus, partes, las vibraciones y condiciones ambientales a las que están expuestas y que a su vez modifican, etc. En esta mirada a las máquinas, quizás la más significativa, analizaremos la estrecha relación hombremáquina, su impacto en el medio ambiente y sus efectos en el medio social en el que operan. Por lo 3 Instituto de Educación Superior Nº 9-028 3º AÑO PEP - Prof. Elisa Merletti Tecnología y su Didáctica Responsable: Prof. Elisa Merletti. Año Lectivo: 2013 tanto, en Tecnología la intención es estudiar el desarrollo de las máquinas por parte del hombre y el uso que este hace de ellas. GLOSARIO Artefacto: Objeto tangible hecho por medio de un plan y siguiendo un pro ceso de acciones reguladas y con determinado fin previsto de antemano. Tangible: Que se puede tocar. Dispositivo: Elemento dispuesto para obtener cierto resultado, y que forman parte de un sistema más complejo. Mecanismos: Los mecanismos son elementos de transformación del movimiento que, utilizados y combinados con otros, conforman un sistema tecno1ógico o máquina. Ergonomía: Estudio del diseño de objeto, sistemas y medio ambiente de manera que proporcione al usuario la máxima seguridad, comodidad y beneficio. Transformar energía: Producir un cambio de un tipo de energía en otra. Sistema: Conjunto de elementos o normas que de manera ordenada contribuyen a un fin. Palanca: Barra rígida que se apoya en un punto, sobre el que gira y sirve para obtener ventajas como ahorrar esfuerzo o aumentar velocidad. Turbina: Máquina en que se aprovecha directamente la fuerza de un fluido, generalmente agua o vapor, mediante la reacción que produce en una rueda de paletas helicoidales. Plano inclinado: Maquina sencilla que ahorra esfuerzo. Molino de viento: Maquina impulsada por la fuerza del viento, que transforma energía eólica en energía mecánica. Motor eléctrico: Máquina que transforma en movimiento la energía eléctrica. Motor a explosión: Máquina que transforma en movimiento la energía producida por la explosión de los gases. Taladro eléctrico: Máquina accionada por energía eléctrica y que pone en movimiento diferentes herramientas. Herramientas: Objetos que sirven para facilitar el trabajo del hombre. 4 Instituto de Educación Superior Nº 9-028 3º AÑO PEP - Prof. Elisa Merletti Tecnología y su Didáctica Responsable: Prof. Elisa Merletti. Año Lectivo: 2013 Broca: Instrumento que sirve para taladrar o hacer agujeros en madera, metal u otro material. Vibración: Movimiento de un cuerpo alrededor de sus posiciones naturales de equilibrio. Rendimiento de una máquina: Re1ación entre e1 trabajo útil que produce la máquina y la energía entregada para su accionar. Las máquinas Simples No dejen de Ver… PRESENTACIÓN POWER POINT: OPERADORES MECÁNICOS LISTA DE VIDEOS sugeridos : YouTube http://youtu.be/ByLXZCP4ixc Simple Machines Types & Functions -Video for Kids http://youtu.be/L_typfApyVk Six Simple Machines, animated at M.I.T http://youtu.be/z5eC1C_PDgY Simple Machines http://youtu.be/qlI9GlUUlbg The wheel and axle http://youtu.be/4oPPQpF7bHY What is screw - Simple Machines | Mocomi Kids http://youtu.be/ZPvmQItGex8 SIMPLE MACHINES SONG http://youtu.be/E8RA9Kw_IaE Simple Machines - What is a lever | Lessons for kids http://youtu.be/tvLDkNdDrqY Sid the Science Kid-Inclined Plan and Simple http://youtu.be/igrMlzHL-qg Simple Machines - What is an Inclined Plane | for kids http://youtu.be/LiBcur1aqcg Simple Machines - What is a pulley | Lessons for kids http://youtu.be/ndT35aqDfAQ Wheel and Axle - Simple Machines | Mocomi kids http://youtu.be/DfznnKUwywQ Computational Design of Mechanical Characters http://youtu.be/4VukB6uiH8A How Elevators work http://youtu.be/v1hjiOp6FEU the screw and the wheel 5