2012_texto_educacion_tecnologica

54
s@di@z DEPARTAMENTO DE ELECTRICIDAD Educación Tecnológica Técnico Profesional TEXTO GUIA s@di@z 2012

Upload: sergio-diaz-nunez

Post on 31-Jul-2015

1.423 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Texto guia para alumnos de 1°medio de educacion tecnologica tecnico profesional

TRANSCRIPT

Page 1: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

s@

di@

z

D E P A R T A M E N T O D E E L E C T R I C I D A D

E d u c a c i ó n Te c n o l ó g i c a T é c n i c o P r o f e s i o n a l

T E X T O G U I A

s @ d i @ z

2 0 1 2

Page 2: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

TEXTO EDITADO Y DESARROLLADO Sergio A. Díaz Núñez Profesor de Estado en Electricidad Magíster en Educación

REVISION Y ASESORÍA Marco A. Sepúlveda Figueroa Profesor de Estado en Electricidad

[email protected] http://www.wix.com/sadiaz/sadiaz

s @ d i @ z

PERTENECE A:

CURSO

COLEGIO

OTROS DATOS

IDENTIFICACIÓN ALUMNO

Page 3: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

UNIDAD 1

Metodología de la investigación es-

colar

-Técnicas de investigación

-Formatos de presentación de i n fo r -

mes y fichas

UNIDAD 2

Tecnología de las herramientas

-Herramientas manuales usadas en

elaboración de proyectos.

-Investigación individual asociativa.

UNIDAD 3

Tecnología de los materiales

-Introducción al trabajo de clasifica-

ción de los materiales por rubro de

trabajo.

-Desarrollo de fichas de investigación

grupal colaborativa.

-Construcción de proyecto de aplica-

ción de tecnología de los materiales.

UNIDAD 4

Estructuras

-Tipos de estructuras

-Escalas de representación y dibujo

técnico elemental.

-Construcción de un modelo estructu-

ral a escala.

UNIDAD 5

Operadores Mecánicos

-Aplicaciones de la mecánica y defi-

nición de operadores básicos.

-Construcción de operadores p a r a

animar un sistema estructural.

UNIDAD 6

Operadores Neumáticos e Hidráuli-

cos

-Teoría básica de hidráulica y neumáti-

ca.

-Diseño y construcción de una estruc-

tura con articulaciones más control hidr-

áulico.

UNIDAD 7

Operadores Eléctricos

-Circuitos eléctricos elementales.

-Experiencias con lámparas y motores.

-Diseño y construcción de un móvil con

control remoto alámbrico y efectos de

luces.

UNIDAD 8

Operadores Electrónicos Básicos

-Introducción a la electrónica re- c reat i -

va y pequeños experimentos.

-Construcción de proyecto electrónico

básico.

UNIDAD 9

Introducción a la Robótica Educativa

-Tecnología de Robots BEAM.

-Construcción de robot BEETLE con

reacción a sensores de tacto.

RECUERDA CONTAR EN TODAS LAS CLASES

CON TU CARPETA DE APUNTES CON HOJAS

TAMAÑO OFICIO EN BLANCO Y DONDE

TENDRÁS LA OBLIGACION DE ARCHIVAR

TODOS LOS APUNTES DE LA CLASE, ASI COMO,

TUS TRABAJOS DE INVESTIGACION, FICHAS Y

PLANOS.

Página 3 E d u c a c i ó n T e c n o l ó g i c a T é c n i c o P r o f e s i o n a l

I N D I C E D E U N I D A D E S P R O G R A M A T I C A S

Page 4: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Para la mayoría de los alumnos, rea-

lizar un trabajo de investigación ha

llegado a ser sinónimo de transcribir

o fotocopiar la información de una

enciclopedia, artículo de un diario,

revista o de algún texto especializa-

do. Usan trucos como el doble espa-

cio, el tipo de letra más grande o

abundantes ilustraciones a fin de

hacer aparecer más contundente el

trabajo realizado, quedando fuera, el

núcleo del sentido de investigar:

aportar nuevos conocimientos.

Nada hay más interesante y atractivo

para cualquier persona que hacer un

nuevo descubrimiento o aportar nue-

vos conocimientos. De pronto, nos pa-

reciera que la investigación es una pa-

labra mayor reservada sólo para los

científicos encerrados en sus laborato-

rios o recorriendo el planeta en

búsqueda de una nueva y extraña es-

pecie. Nada más distante de lo que

hoy estamos entendiendo por investi-

gar.

Aportar nuevos conocimientos sobre

un tema o una materia determinada es

poner en evidencia un conjunto de re-

laciones entre ideas, conceptos o signi-

ficados no explicitados o registrados

anteriormente. Eso lo pueden hacer

tanto los alumnos como los profesores,

y también los científicos que están en

la frontera del conocimiento.

Después de conversar con el profe-

sor sobre la selección del tema y po-

sibles ideas y aportes, la búsqueda

bibliográfica se inicia en la BIBLIO-

TECA del liceo. Allí se abren nuevos

espacios de búsqueda e interés: se

puede navegar en Internet; buscar

artículos de revistas o diarios sobre

los temas más diversos; las enciclo-

pedias ofrecen insospechadas alter-

nativas de información. En suma, la

biblioteca es "el" espacio del liceo

para buscar información y desarrollar

tus proyectos de investigación.

Página 4 T e x t o g u í a p r i m e r o m e d i o

U N I D A D 1 M E T O D O L O G I A D E L A I N V E S T I G A C I O N E S C O L A R

La palabra investigar significa acción

y efecto de buscar o registrar algo.

Dicho de otra manera, se trata de

consultar diferentes fuentes de infor-

mación con el propósito de aumentar

los conocimientos sobre una determi-

nada materia. La nueva información

se sumará a tu propio conocimiento

sobre el tema. El proyecto que

desarrolles, mostrará qué significado

o comprensión tienes ahora del tema;

en otras palabras, será tu propia in-

terpretación.

Los proyectos de investigación tienen

algunas etapas para su realización:

-Establecer un tema

-Buscar información

-Desarrollar un esquema del trabajo

-Tomar y organizar apuntes

-Preparar material para la presenta-

ción: generalmente escribiendo y edi-

tando un trabajo de investigación

-Preparar los anexos: portada, tabla

de contenidos y bibliografía

¿Dónde OBTENER INFORMACION?

Muchas fuentes proporcionan informa-

ción sobre un tema:

Las obvias: Enciclopedias y libros de

no ficción.

Las no tan obvias: Diapositivas y pelí-

culas, publ icaciones periódicas

(revistas), discos, casetes, CD, DVD,

folletos, atlas y diccionarios.

Fuentes de referencia especializadas:

como almanaques y anuarios, televi-

sión, entrevistas, boletines electróni-

cos, encuestas, portales o páginas de

Internet y videos publicados.

Estas herramientas de referencia te

conducen a fuentes de información

como: ficheros, índices de libros, índi-

ces de enciclopedias, menús de com-

putador, guía telefónica y otros directo-

rios, bibliografías y listas de referencias

Otras ideas para reunir información:

-Personas: profesores, otros profesio-

nales, testigos, expertos, organizacio-

nes (gubernamentales y comunales)

-Lugares: museos, fundaciones, uni-

versidades, institutos profesionales y

bibliotecas escolares y públicas

¿Cómo DECIDO QUE MATERIAL

USAR?

Siempre pregúntate lo siguiente:

¿Puedo entender razonablemente

bien el material que estoy leyendo?

¿Está la información presentada de

manera que tenga sentido para mi?

¿Qué tan actualizada es la informa-

ción? ¿Necesita ser actualizada?

¿ E s c o n f i a b l e l a f u e n t e ?

¿Proporciona hechos? ¿opiniones? o

¿ficción?

¿ Q u é E S I N V E S T I G A R ?

Page 5: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Página 5 E d u c a c i ó n T e c n o l ó g i c a T é c n i c o P r o f e s i o n a l

¿Qué DEBO HACER SI ES MUCHA

INFORMACION?

Es recomendable que selecciones

sólo las partes que te serán útiles

para tu proyecto. Puedes eliminar el

exceso de información, revisando lo

siguiente:

-La tabla de contenidos y el índice:

No es necesario que leas todo el libro

para saber si es útil.

-Títulos y subtítulos: el tamaño de la

letra, las ideas importantes a menudo

están impresas en letra grande. El

tipo de letra, la negrita o la itálica

(cursiva) a menudo destacan las ide-

as principales o vocabulario especia-

lizado dentro de un texto y el código de

color, puede ser usado para identificar

puntos principales o importantes.

-Resúmenes de capítulos o esquemas:

Si alguien ya ha condensado la infor-

mación por ti, lee la versión abreviada

para decidir si es necesario que ocu-

pes más tiempo en todo el capítulo o

artículo.

-Cuadros, gráficos e ilustraciones con

sus correspondientes leyendas: Con-

tienen información muy útil; no son

sólo decorativas.

Quizás sea útil que leas una sección

en forma rápida; si te parece que sirve,

lo puedes leer más tarde buscando

más detalles. Existen también ciertos

atajos para abordar las fuentes no

impresas. Estos podrían incluir:

-Vistazo rápido de video presionando

el botón adelantar.

-Preparar un conjunto de preguntas

antes de una entrevista; si tienes cla-

ro lo que quieres averiguar hará que

la sesión sea más productiva

-Leer los resúmenes descriptivos en

las guías que acompañan a muchas

de las fuentes no impresas.

“El talento es algo corriente. No esca-

sea la inteligencia sino la constan-

cia” (Doris Lessing)

Un esquema ayuda a organizar el

material que encuentres a través de

tu trabajo de investigación. Te obliga

a ser selectivo sobre la información

que tienes y la que aún puedas nece-

sitar.

Para comenzar tu esquema, formúla

preguntas sobre el tema, tal como lo

entiendes ahora. Escribe las más

básicas. Preguntas como ¿Qué?

¿Por qué? ¿Dónde? ¿Cuándo?

¿Cómo? y ¿Quién? acerca del tema

que tienes en mente te ayudarán a

clarificar tus ideas. Inicialmente no te

preocupes por ponerlas en orden

lógico, eso lo podrás hacer más ade-

lante.

Después de escribir todas tus pre-

guntas, puedes agruparlas en cate-

gorías. Los nombres de las cate-

gorías serán los títulos de tu esque-

ma y conformarán una estructura

para registrar tus notas.

¿Qué DEBERIA INCLUIR EN MIS

APUNTES?

Como un minero lo hace, tú desearás

limpiar de elementos de menor valor

y conservar las pepitas más valiosas.

Es deseable que extraigas los frag-

mentos de información que “Te ayuden

al entendimiento del tema” y “Puedan

ayudar a los lectores o audiencia”.

Tomar notas registrando palabras cla-

ve y frases, no oraciones, te ahorrará

tiempo y ayudará a asegurar que, más

tarde cuando escribas, será tu propia

interpretación. El uso de símbolos y

abreviaturas también te ayudará a aho-

rrar tiempo.

Escribe tus notas en forma de punteos

cortos. Los apuntes pueden incluir es-

tadísticas, nombres, fechas, ideas pa-

rafraseadas (la misma idea escrita con

otras palabras) y palabras claves. Si

haces una cita textual de una fuente,

usa “comillas” y asegúrate de anotar el

título de la fuente y el número de pági-

na.

Recuerda, lee cuidadosamente la infor-

mación para que comprendas realmen-

te lo que el autor está diciendo. Más

tarde, cuando escribas tu trabajo, no

deberías tener dificultad para usar tus

notas.

Para organizar los apuntes existen

diversas formas para tomarlos y que

funcionan bien. Prueba con diferen-

tes métodos para ver cuál es el que

funciona mejor para ti.

Cualquiera sea el método que elijas,

recuerda anotar las fuentes de infor-

mación: autor, título y número de

página. Esto es práctico para encon-

trar la información otra vez, para las

anotaciones finales y para tu biblio-

grafía.

Algunos investigadores prefieren to-

mar nota de cada hecho en hojas o

fichas separadas, y esperan hasta

haber reunido toda la información

antes de organizarla.

Si conoces de antemano los subte-

mas, puedes ir acumulando informa-

ción mientras los desarrollas. Los

cuadros de agrupación funcionan

bien para registrar subtemas conoci-

dos e información relacionada, tam-

bién para agregar información nueva

encontrada que más tarde puede ser

necesaria.

D E S A R R O L L A R U N E S Q U E M A D E T R A B A J O

Page 6: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

POR FIN TERMINE LA INVESTIGA-

CION BIBLIOGRAFICA, AHORA

¿Qué SIGUE?

Ahora estás en una de las etapas

más importantes puesto que deberás

escribir tu trabajo y, para eso, necesi-

tarás ordenar la información que has

reunido. Quizás sea necesario cam-

biar tu primer esquema si es que:

-Tu investigación bibliográfica te con-

dujo hacia nuevas direcciones.

-No encontraste la información que

requerías para algunos puntos.

Antes de completar tu esquema, debes

decidir sobre la idea central o foco de

tu trabajo. ¿Qué actitud tienes tú, como

autor del trabajo, hacia tu tema? Desa-

rrolla un punto de vista o una idea que

conforme la base de todo tu trabajo.

Cada cosa que plantees debería expli-

car, respaldar o expandir la idea princi-

pal o central que tu deseas que el lec-

tor entienda.

Con la idea central establecida puedes

finalizar tu esquema. Ahora puedes

organizar tus apuntes de acuerdo con

el modo como aquellas se relacionan

con tu esquema. Ponle un código a tus

notas - con números o letras - que

corresponda a las secciones de tu

esquema.

Si estás trabajando con mucha infor-

mación o un tema complejo, te sen-

tirás más cómodo(a) si diseñas un

esquema más detallado. Para hacer

esto, copia tu esquema original o el

revisado, insertando la información

de tus notas bajo el título de la sec-

ción correcta. Cuando termines

tendrás un minucioso plan para tu

trabajo final.

¡Ahora estás listo para empezar a

escribir!

Página 6 T e x t o g u í a p r i m e r o m e d i o

Después de haber recolectado la in-

formación y desarrollado un plan o

esquema de trabajo, escribir debería

ser fácil.

Existen dos enfoques comunes para

escribir un borrador. Un método, lla-

mado borrador cero, es escrito gene-

ralmente muy rápido a doble espacio.

Mientras estás haciendo este borra-

dor, evita detenerte para editar o

hacer correcciones. Puedes también

decidir no detenerte a ver las fuentes

de información o referirte a tus notas.

Es una muy buena idea escribir este

borrador cero hasta el final lo más

rápido posible.

El otro enfoque trabaja directamente

desde tu esquema. La forma del es-

quema y las divisiones en él pueden

indicarte las diferentes posibilidades

para agrupar trozos de información

en párrafos. Un plan para desarrollar

una copia borrador a partir de este

esquema podría ser:

1°.-Parrafo de introducción

2°.-Parrafo(s) de apoyo o argumenta-

ción.

3°.-Parrafo de conclusión

La introducción es importante. Si no

logra interesar a la audiencia, todo tu

excelente material se perderá,

además, la introducción establece el

foco o idea central de tu trabajo. Tam-

bién indica la dirección que tomará tu

trabajo y señala las ideas principales

que cubrirá. En un trabajo largo, la in-

troducción puede tener varios párrafos

o páginas; en un trabajo corto, puede

ser de un sólo párrafo.

Puedes elegir varias formas para pre-

sentar tu tema sin decir “Este trabajo

es sobre los problemas de la defores-

tación”. Este tipo de comienzo es más

bien aburrido. Afortunadamente hay

alternativas.

DEFINICION: define el tema y luego

continúa el desarrollo de la discusión.

PREGUNTA Y RESPUESTA: plantea

tu tema con una pregunta y señala la

o las respuestas que trataras en tu

trabajo.

COMPARACION: dirige tu discusión

mostrando similitudes y/o diferencias

entre los diferentes puntos de vista o

temas.

CITAS: proporciona una cita que des-

taque tu idea principal.

Estos son unos pocos modelos posi-

bles para comenzar tu introducción.

El tema que estás presentando y tu

estilo de escribir te ayudarán a deci-

dir cual funcionará mejor para tu tra-

bajo en particular.

“Con orden y tiempo se encuentra el

secreto de hacerlo todo, y de hacerlo

bien” (Pitágoras)

¿ C ó m o E S C R I B O M I T R A B A J O ?

Page 7: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Página 7 E d u c a c i ó n T e c n o l ó g i c a T é c n i c o P r o f e s i o n a l

¿Qué ES EL SESGO?

El sesgo describe tu opinión a favor o

en contra de un tema. Si presentas

un argumento extremadamente ten-

dencioso para un punto en particular,

puedes llevar a una discusión real-

mente sesgada.

El sesgo es algo de lo que debemos

cuidarnos, ya sea en las fuentes de

información como en el trabajo que

resulta de tu investigación. Evita los

juicios u opiniones que puedan ser

parciales, como por ejemplo “Los

grandes empresarios se preocupan

sólo del beneficio económico”. Si las

fuentes que has usado en tu investi-

gación son sesgadas, tu trabajo pue-

de repetir esos mismos sesgos.

¿OPINION O HECHO?

Un hecho puede ser comprobado a

través de la investigación, observa-

ción o experiencia de muchas perso-

nas que han llegado a la misma con-

clusión. Los hechos son iguales siem-

pre y no están sujetos a interpretación.

Las opiniones por otro lado, son afir-

maciones de creencias. Los “expertos”

a menudo presentan tanto opiniones

como hechos, por lo tanto es importan-

te que no confundas los dos tipos de

información. Estos ejemplos pueden

ayudar.

Hechos: Los habitantes de los países

en vías de desarrollo producen menos

basura que los norteamericanos.

Opinión: Preservando la mitad de los

bosques del Amazonas se protegerá a

las especies en peligro de extinción.

Tanto los hechos como las opiniones

pueden ser adecuadas en tu discusión.

Sólo asegúrate de saber cuál es cuál.

¿Cómo CONCLUIR?

Las conclusiones constituyen un de-

safío tan grande como la introduc-

ción. Tu quisieras dejar a la audien-

cia interesada, pensando que el tuyo

es un buen trabajo. Una conclusión

de peso puede indicar el término de

un trabajo o servir de base para una

revisión de las ideas. Para lograr es-

to, deberías:

-Resumir los puntos más importantes

-Volver a plantear tu idea central repi-

tiéndola o parafraseándola

-Hacer generalizaciones

-Sugerir estudios más a fondo

-Recomendar acciones

-Dar lugar a otra pregunta que surja

de tu trabajo

“No hay libro tan malo del que no se

pueda aprender algo bueno” (Cayo

Plinio)

Citar correctamente a los autores y

fuentes consultadas es un acto de

honestidad que todos esperamos se

respeten, porque no te gustaría que

tú trabajo después de un tiempo lo

publique otra persona bajo su nom-

bre. Entonces algunos consejos a

tomar.

CITAR: Siempre que utilices ideas de

otros autores o documentos debes

citarlos. Pero tampoco conviene que

abuses de las citas. Las citas se es-

criben entre comillas y se indican con

un número en superíndice que des-

pués en el pie de página de tu trabajo

señalas el autor, libro o medio del

cual obtuviste la idea.

PARAFRASEAR: puedes decir lo

mismo que han dicho otros autores

utilizando tus propias palabras. Res-

peta a los autores, en ambos casos,

citas y paráfrasis, di siempre a quien

pertenece el texto original y donde ha

sido publicado.

BIBLIOGRAFIA: Para que no olvides

ningún dato redacta con ayuda de las

fichas donde anotaste las fuentes que

habías seleccionado. El objetivo de las

bibliografías es dejar muy claro a todos

los que lean tu trabajo donde exacta-

mente encontraste una idea en particu-

lar.

El modelo que usaremos es el clásico

ordenado en estricto orden alfabético

por apellidos de los autores en el si-

guiente orden de antecedentes:

IRARRAZABAL PABLO. “Análisis de

Señales”, McGraw-Hill, Chile 1999.

Inicialmente en mayúsculas se indica

el apellido y nombre del autor, seguido

de un punto entre comillas se escribe

el título del libro, seguido de una co-

ma se indica la editorial, país impre-

sor y el año de la edición.

“El conocimiento es bueno, la creati-

vidad es aun mejor” (Albert Einstein)

C O M O N O C O P I A R N I P L A G I A R

Page 8: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Algunos consejos para presentar

adecuadamente los resultados de la

investigación.

Las formas si importan, decide como

vas a presentar los resultados de tu

investigación (Informe escrito, exposi-

ción oral, presentación multimedia,

entre otros)

Los borradores son necesarios, antes

de realizar el trabajo final escribe tan-

tos borradores como sean necesarios

y piensa si lo entenderán tus destina-

tarios.

Ilustra tu trabajo , utiliza fotografías,

gráficos, mapas y videos. La informa-

ción grafica también tiene un autor,

que deberías citar.

Ten mucho cuidado con la Informática,

si trabajas con una computadora evita

sustos, hace siempre varias copias de

seguridad.

Cuida el aspecto, procura que la pre-

sentación final de tu trabajo sea clara,

limpia, ordenada, sobria y sin recargar

con recursos que no ayudan al propó-

sito de tu investigación.

Transmite interés, al momento de

exponer oralmente intenta comunicar

tus ideas suscitando interés en el

público. Hazte un guion escrito y en-

saya previamente cuantas veces sea

necesario hasta que la exposición se

sienta natural, con rasgos propios de

tu personalidad y no algo empaque-

tado sin vida.

“Borra muchas veces si quieres escri-

bir cosas que sean dignas de ser

leídas” (Horacio)

Página 8 T e x t o g u í a p r i m e r o m e d i o

Todo trabajo de investigación o infor-

me de trabajo requiere de una porta-

da, que debe identificar claramente la

institución educativa ala que pertene-

ces, título del trabajo, autores del tra-

jo, curso, asignatura, nombre del pro-

fesor y fecha de la presentación.

Seguido de la portada puedes crear

un índice del trabajo, pero no es obli-

gatorio para trabajos de corta exten-

sión, menores a 30 carillas.

Los elementos que siguen son todos

de carácter obligatorio para cualquier

publicación, comenzando por la intro-

ducción de la cual ya hablamos ante-

riormente sobre su estructura. Des-

pués es turno del desarrollo del conte-

nido propuesto como investigación.

Todo documento debe llegar a una

conclusión, para lo cual puedes dedi-

car un par de paginas a este impor-

tante ítem de tu investigación. Finali-

zando con las citas bibliográficas y

bibliografía utilizada en el desarrollo

de este trabajo.

H A C E R U N B U E N I N F O R M E F I N A L

E L F O R M A T O G E N E R A L

A C T I V I D A D E S

Luego de leer cuidadosamente esta

unidad, ahora debes ponerla en

práctica formando un equipo de in-

vestigación de no más de 5 integran-

tes. Deberán especificar tareas a

cumplir para cada uno y formular los

objetivos de investigación según lo

especificado en la unidad.

Al término de la clase deberán entre-

gar al profesor una hoja de oficio for-

mateada como ficha de inscripción de

proyecto de investigación a realizar

en las próximas cinco clases, tenien-

do como fecha límite la sexta semana

de clases después de entregada esta

unidad.

La ficha debe especificar claramente:

nombres del equipo investigador

identificando claramente al líder, el

nombre del equipo, tema a investigar y

el esquema de trabajo con la respetiva

carta Gantt indicando las tareas planifi-

cadas y sus fechas de ejecución.

Los temas deben ser relacionados con

el desarrollo tecnológico o ingenieril,

propuestos por el profesor guía, y no

deben por ningún motivo repetirse las

temáticas de investigación.

IMPORTANTE:

Para la próxima clase debes traer todo

el material que encuentres con relación

al tema “Las Herramientas”. Pone en

practica todo lo aprendido hoy y re-

cuerda anotar las fuentes de informa-

ción de cada material.

s @ d i @ z FUENTES DE CONSULTA:

ESDELIBRO.ES. “Una investigación de

libro”, Guía practica para estudiantes ,

CEDRO, España 2010.

SCHOOL DISTRICT N°36 SURREY

BRITISH. “Student Research Handbo-

ok-Secondary Level”, Canadá traduc-

ción de Marcela González B., MINE-

DUC, Chile 2009.

MARTINEZ A. VICTOR. “El escrito

académico” Apuntes de curso español

para Ingenieros, USACH,2010.

Page 9: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Página 9 E d u c a c i ó n T e c n o l ó g i c a T é c n i c o P r o f e s i o n a l

El uso de herramientas para desarro-

llar trabajos ha significado la gran

diferencia entre los humanos y el

resto de los seres vivos. Esta cuali-

dad la hemos desarrollado hasta ser

de vital importancia el uso de diver-

sos utensilios o herramientas a diario

para efectuar diferentes tareas do-

mesticas o profesionales. Por ejem-

plo todas las mañanas te cepillas los

dientes, pero no lo haces tan solo

con los dedos, eso quiere decir que

ya estás utilizando una herramienta

para tu aseo personal. Esta herra-

mienta fue creada para una tarea

específica - Cepillar los dientes– y en

la medida que la utilices correcta-

mente no te podrá generar daños.

Utilizando esta analogía introductoria,

podemos decir que para el trabajo en

el taller de tecnología se requerirá usar

muchas herramientas y máquinas

herramientas, las que tienen un uso

definido, normas de seguridad asocia-

das para no sufrir accidentes y lo más

importante es que te ayudarán a

desarrollar tareas de corte, unión, mol-

deo, entre otras, de los materiales a

manipular en la creación de los diver-

sos proyectos que tendrás que cons-

truir. Las herramientas las clasificare-

mos básicamente por su función, de

manera muy elemental en base a las

más utilizadas como:

+ALICATES

+DESTORNILLADORES

+LLAVES

+DE CORTE

+DE DESBASTE

+DE GOLPE

+DE MEDICION

+CAUTINES

+PEQUEÑAS MÁQUINAS HERRA-

MIENTAS.

ALICATES

Es una herramienta empleada para

sujetar y manipular distintas piezas,

en algunos tipos de alicates también

se pueden cortar alambres o materia-

les similares de bajo calibre.

Está compuesto por dos brazos que

aplican la fuerza a la mordaza. Según

la forma de la mordaza es la función

que esta herramienta puede ofrecer

y entre la unión de la mordaza y los

brazos se encuentra el eje que permi-

te formar la palanca que maximiza la

fuerza aplicada en los brazos que se

imprime en la mordaza.

Según el modelo de la mordaza es la

función y nombre que recibirá el alicate

finalmente, así como:

ALICATE UNIVERSAL

Es el alicate más versátil al tener una

mordaza plana estriada, para apretar o

doblar piezas, más una sección estria-

da circular para sujetar materiales y

otra biselada para cortar. Como es un

alicate multipropósito se denomina po-

pularmente como universal.

ALICATE DE PUNTA

Existen una gran variedad de alicates

de punta y todos son derivados por la

forma de sus mordazas. El clásico de

los alicates tiene forma alargada y

sirve principalmente en tareas de

fijación de objetos pequeños de difícil

manipulación con los dedos, o bien

para alcanzar piezas en cavidades

de difícil acceso.

ALICATE DE CORTE

Es tan simple como el alicate con

mordazas en forma de cuñas o bise-

les que sirven para realizar acciones

de corte de alambres o materiales de

bajo calibre y dureza.

U N I D A D 2 T E C N O L O G I A D E L A S H E R R A M I E N T A S

C A R A C T E R I S T I C A S D E L A S H E R R A M I E N T A S M A N U A L E S

Page 10: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

DESTORNILLADORES

Esta herramienta permite aflojar o

apretar tornillos o pernos mediante

giros aplicados a su mango. La punta

del destornillador debe coincidir con

la cavidad del elemento que será

operado, existiendo en la actualidad

una gran variedad de modelos para

diversas aplicaciones especiales,

pero siguen siendo los más popula-

res los tornillos con calce de hoja

(paleta) y cruz (Phillips).

El destornillador en general está com-

puesto por tres partes elementales que

son el mango, el vástago y la punta.

Esta última es la que determinará la

aplicación del destornillador según el

modelo de calce que tenga ya sea para

tornillos corrientes o de diseño más

específico.

El vástago está construido generál-

mente por aleaciones de metales

muy duros y resistentes a la torsión,

para resistir el alto torque aplicado en

esta herramienta.

Finalmente el mango es el que aloja

al vástago por el lado de la espiga

para evitar que se resbale y permita

transmitir la fuerza aplicada por la

mano a la punta del destornillador.

Usualmente son de material plástico

aislante o madera, para evitar el con-

tacto eléctrico con piezas energiza-

das.

Página 10 T e x t o g u í a p r i m e r o m e d i o

LLAVES

Las llaves sirven para apretar o aflo-

jar pernos o tuercas de diversas me-

didas ya sean milimétricas o en pul-

gadas. Son fabricadas de una alea-

ción llamada cromo-vanadio que es

extremadamente resistente a la tor-

sión y golpes. Existen variados mo-

delos de llaves y se clasifican inicial-

mente como fijas o ajustables.

LLAVES FIJAS

En esta categoría encontramos las

llaves de punta, corona, mixtas, allen,

de tubo, de dados, entre otras. Estas

llaves poseen una medida específica

que encaja en ese tipo de tuerca o per-

no y se debe procurar escoger la llave

de medida adecuada para el trabajo,

de lo contrario deformará la cabeza del

perno .

LLAVES AJUSTABLES

Las más conocidas son las llaves fran-

cesas (carro horizontal), llaves inglesas

o stillson (carro vertical) y el caimán.

Todas tienen la propiedad de ajustarse

a una cierta gama de medidas según

el largo de su mango y ancho del

carro que guía la mordaza móvil de la

llave.

El largo del mango determinará la

fuerza aplicada a la tuerca o perno, a

mayor largo se aplicará más fuerza y

la llave estará diseñada para medi-

das más grandes de pernos. Ahora si

el mango es pequeño el carro se mo-

verá solo para ajustarse a pernos

pequeños que no requieran tanta

fuerza.

Page 11: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Página 11 E d u c a c i ó n T e c n o l ó g i c a T é c n i c o P r o f e s i o n a l

HERRAMIENTAS DE CORTE

Son todas las herramientas que per-

miten seccionar los materiales por

medio de la acción del arranque de

virutas de material o por cizallamiento

directo.

Las herramientas de corte por arran-

que de virutas de movimiento rectilí-

neo, tenemos a los serruchos y sie-

rras. Los serruchos tienen dientes

grandes y son usados para cortar

materiales blandos como la madera,

donde existen varios modelos para

trabajos más específicos, en cambio

las sierras poseen muchos dientes

HERRAMIENTAS DE DESBASTE

Las herramientas de desbaste son

las que permiten gastar las superfi-

cies de los materiales, con el fin de

moldear o asentar una pieza.

Dentro de las más conocidas, se en-

cuentran las limas y escofinas. Las

escofinas tienen dientes grandes en

hileras que sirven para extraer pe-

queñas virutas de materiales blandos

como madera.

En cambio las limas se encuentran

HERRAMIENTAS DE GOLPE

Existen diferentes herramientas de

golpe que sirven para acomodar pie-

zas, moldear o insertar partes duras

en materiales blandos. Las más co-

nocidas son el martillo carpintero, de

peña redonda, la maseta de goma,

entre otros.

Su estructura general se compone

por un mango de madera o metal

recubierto de caucho, que en un ex-

tremo aloja una masa de acero,

plástico o goma, según sea la aplica-

ción que se le dará y se denominará

martillo o maseta. Los martillos están

construidos de una maza de acero y

Las masetas son de materiales blan-

dos como bronce, cobre, goma o

plástico duro. Su función particular es

asentar piezas, mover o aflojar sin

deteriorarlas con los golpes. Por

ejemplo para acomodar las tapas de

un motor se deben ajustar con un par

de golpes de una maseta de goma

para no quebrarlas.

Las herramientas de corte por cizalla-

miento corresponden a todas las que

utilicen presión y cuchillas. Como por

ejemplo una cuchilla sobre un cartón

dejará dividido el material por efecto

de la presión aplicada a ésta. Enton-

ces encontraremos que estas herra-

mientas son las guillotinas, cuchillas

de mano, cizallas de pletinas, entre

otras.

muchos modelos y tipos, de las cua-

les se distinguen las limas bastardas

(gruesas) que poseen un tramado de

estrías, que sirven para desgastar

materiales duros como metales.

Otras limas con un tramado más si-

nuoso y fino (limas finas), se utilizan

para abrillantar piezas metálicas.

Las limas y escofinas no deben gol-

pearse ni usarlas para hacer palan-

cas, debido al proceso de templado

para endurecer el acero con el que

se fabrican, se quiebran fácilmente.

sirven para moldear piezas, si la peña

es redonda, o bien, para clavar si la

peña es plana. El martillo carpintero en

un extremo posee una cara cilíndrica

plana para golpear clavos y en el otro

extremo una uñeta que sirve para ex-

traer clavos. El martillo de peña, en un

extremo tiene una peña con forma de

bola, para moldear a golpes piezas

metálicas y el otro extremo un cilindro

de cara plana.

muy pequeños que permiten cortar

materiales duros como los metales.

Las brocas y barrenas funcionan de

una manera similar a las sierras, tan

solo que el desgarre de virutas de ma-

terial lo hace por medio de un movi-

miento circular. Este movimiento puede

ser aplicado con un taladro manual, o

bien, con un taladro eléctrico.

Page 12: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

INSTRUMENTOS DE MEDICION

Los instrumentos son herramientas

que sirven para dimensionar los ma-

teriales y piezas a utilizar el la cons-

trucción de un proyecto.

Existen muchos tipos de instrumen-

tos de medición, pero los más utiliza-

dos son: huincha de medir, pie de

metro y micrómetro.

Existen huinchas de medir de diferen-

tes largos que son de 1, 3, 5, 7, 10,

25 y 50 metros. Su aplicación general

es para medir longitudes de piezas y

materiales.

El pie de metro, es un instrumento de

mayor precisión que sirve para medir

diámetros interiores o exteriores de

piezas cilíndricas, profundidades y lon-

gitudes de piezas en general. Las di-

mensiones se pueden leer en milíme-

tros o en pulgadas con precisión de

milésimas.

Página 12 T e x t o g u í a p r i m e r o m e d i o

CAUTINES

Son herramientas que permiten unir

por medio de soldaduras blandas

como estaño y plomo, alambres o

láminas de cobre, zinc o bronce.

Son dos los modelos más conocidos

y son los cautines automáticos y los

tipo lápiz. El cautín automático con-

siste en un transformador cortocircui-

tado en su bobina secundaria que

calienta casi instantáneamente una

El micrómetro es un instrumento de

precisión usado para medir distan-

cias muy pequeñas desde 0,001mm.

La mayor aplicación de este instru-

mento es la medición de espesor de

láminas o diámetro de alambres para

bobinar.

Así es como los técnicos eléctricos

usan cautines con forma de cuña con

potencias sobre los 50w para soldar

uniones eléctricas en alambres o ca-

bles, en cambio los técnicos electró-

nicos usan unos con forma de punta

más aguda y menor potencia, no ma-

yor a los 25w, para soldar circuitos

en placas de circuitos impresos.

punta formada con un alambre achata-

do de menor calibre. La principal des-

ventaja es su aplicación en períodos

de tiempo muy cortos, o bien, arriesga

que se queme el transformador.

En cambio el cautín de lápiz su princi-

pal componente es una resistencia

eléctrica que se calienta y transfiere la

temperatura a una punta de cobre o

hierro con diferentes formas y aplica-

ciones.

Page 13: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Página 13 E d u c a c i ó n T e c n o l ó g i c a T é c n i c o P r o f e s i o n a l

PEQUEÑAS MAQUINAS HERRA-

MIENTAS.

Las máquinas herramientas son la

evolución de las máquinas manuales,

pero que no utilizan la fuerza humana

para efectuar el trabajo. La fuente

principal de energía son motores

eléctricos que se conectan directo a

una toma de corriente, así como en la

actualidad y cada vez más popular-

mente, a una batería recargable co-

nocidas como herramientas inalám-

bricas.

Existe una gran gama de máquinas

herramientas que van desde un peque-

ño destornillador eléctrico hasta una

tuneladora computarizada gigante

que hacen caminos bajo tierra para

carreteras o trenes. Las más conoci-

das por todos por su aplicación son

taladros, sierras circulares, lijadoras,

esmeriles angulares, entre otros.

Estas máquinas, por la potencia con

la que operan, es necesario utilizar

elementos de protección personal

para evitar daños por proyección de

esquirlas incandescentes, virutas

metálicas o no metálicas en ojos y

piel. En algunos casos es recomen-

dable protegerse los oídos por el ni-

vel de ruido que pueden generar es-

tas máquinas cuando están trabajan-

do.

A partir de lo expuesto en este resu-

men sobre las herramientas de la

unidad 2, debes formar un grupo de

investigación colaborativa de 5 inte-

grantes, para desarrollar lo siguiente:

1.-Reunirán toda la información que

encontraron de las herramientas en

el centro de la mesa, incluyendo di-

bujos, recortes y fotografías relacio-

nadas.

2.-En 1/2 hoja de oficio, cada uno

creará el formato que se especifica

en el MODELO DE FICHA DE

INVESTIGACION.

3.-A partir del material recopilado,

cada uno desarrollará una ficha de

investigación relacionada con un tipo

de herramienta. Esta no se debe re-

petir entre los integrantes y deben

pertenecer a diferentes géneros de

herramientas.

4.-Todas las fichas deben incorporar el

nombre de la herramienta, descripción,

modo de uso, identificación de sus par-

tes y una imagen que no cubra más de

un tercio de la ficha. Si los dibujos o

fotografías son muy pequeños debes

dibujarlo para cubrir la extensión de

espacio señalado.

5.-Al finalizar el tiempo de la clase

unirán todas las fichas con un aco-clip

o un corchete y las entregarán al profe-

sor para la evaluación del trabajo.

IMPORTANTE:

Para la próxima clase debes repetir la

búsqueda de información y material

relacionado con el tema “Los Materia-

les”, para los rubros de Instalaciones

Eléctricas, Estructuras Metálicas,

Construcción, Carpintería y Electrónica

Industrial. Trae todo lo que encuentres.

A C T I V I D A D E S

s @ d i @ z FUENTES DE CONSULTA:

DIAZ N. SERGIO. “Tecnología de las

herramientas”, apunte de clase de asig-

natura Tecnología de Especialidad 1°

medio, Liceo Industrial Dgo. Matte M.

1998.

SEPULVEDA F. MARCO. “Introducción

a los fundamentos eléctricos”, apunte

de la clase Fundamentos Tecnológicos

1° medio, CETP 2008.

T R A S L A V I Ñ A A . P A T R I C I O .

“Tecnología Eléctrica 1”, Editorial Sale-

siana, Chile 1994.

Page 14: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Página 14 T e x t o g u í a p r i m e r o m e d i o

M O D E L O F I C H A D E I N V E S T I G A C I O N

E S C R I B E A Q U Í E L N O M B R E D E L A H E R R A M I E N T A

D E S C R I P C I O N : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

U S O S : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

P A R T E S : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

N O M B R E : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ C U R S O : _ _ _ F E C H A : _ _ _ _ _ P R O F E S O R : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

F U E N T E S D E C O N S U L T A

Page 15: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Página 15 E d u c a c i ó n T e c n o l ó g i c a T é c n i c o P r o f e s i o n a l

Se entienden por materiales a toda

materia prima necesaria para la cons-

trucción de un producto final.

Así sea para la construcción de una

vivienda es necesario contar con la-

drillos, cemento, arena, fierros estria-

dos, alambres de amarre y otros

más, solo para hacer el piso y las

paredes. Entonces para usar estos

materiales se requiere usar herra-

mientas adecuadas para este trabajo

así como su correcta aplicación.

Entonces, para cada trabajo se re-

quieren materiales acorde con el pro-

ducto final que se quiere obtener y

las herramientas que permitirán

transformar estos materiales.

Para los efectos de clasificación es

posible encontrar gráficos y tablas que

los separan por composición química,

otros por composición orgánica e in-

orgánica, o bien, como naturales y arti-

ficiales. Pero nosotros los clasificare-

mos por familias productivas, es decir,

según el oficio donde se utilicen.

Para este fin, acotamos en solo cinco

grupos de interés que son: Instalacio-

nes Eléctricas, Construcción, Carpin-

tería, Estructuras Metálicas y Electró-

nica Industrial. De modo que la investi-

gación asociada no sea tan tediosa.

En esta área se pretende buscar la

relación que existe entre un oficio y los

materiales necesarios para desarrollar

trabajos que finalizarán en un produc-

to, lo que quiere decir que no investiga-

remos sobre el oficio directamente,

sino respecto a los productos que se

pueden obtener a partir de este ofi-

cio. Por ejemplo un técnico en Es-

tructuras Metálicas puede construir

un cobertizo con claraboyas para

proteger el automóvil de la familia

¿Qué materiales se requieren para

hacer este trabajo?, ¿Cómo se unen

las estructuras metálicas?, ¿Qué

herramientas están asociadas a este

oficio?, ¿Para que son las clarabo-

yas?...

Estas y otras preguntas más deber-

ías responder para entender esta

unidad que debes descubrir a partir

de estos ejemplos y finalmente poner

en práctica para la producción de un

pequeño aeroplano.

A partir de lo expuesto en esta intro-

ducción a los materiales de la unidad

3, debes formar un grupo de investi-

gación colaborativa de 5 integrantes,

para desarrollar lo siguiente:

1.-Reunirán toda la información que

encontraron sobre los distintos mate-

riales en el centro de la mesa, inclu-

yendo dibujos, recortes y fotografías

relacionadas.

2.-En 1/2 hoja de oficio, cada uno

creará el formato que se especifica

en el MODELO DE FICHA DE IN-

VESTIGACION de la unidad 2.

3.-A partir del material recopilado,

cada uno desarrollará una ficha de

investigación relacionada con una

familia productiva. Esta no debe re-

petirse entre los integrantes.

4.-Todas las fichas deben incorporar

el nombre de la familia productiva,

descripción de rubro de trabajo,

ejemplos de productos obtenidos por

oficio, herramientas usadas por los

técnicos de esa especialidad y una

imagen que no cubra más de un tercio

de la ficha relacionada con algún mate-

rial característico. Si los dibujos o foto-

grafías son muy pequeños debes dibu-

jarlo para cubrir la extensión de espa-

cio señalado.

5.-Al finalizar el tiempo de la clase

unirán todas las fichas con un aco-clip

o un corchete y las entregarán al profe-

sor para la evaluación del trabajo.

IMPORTANTE:

Para la próxima clase debes traer los

materiales y accesorios necesarios

para construir un aeroplano con su

respectivo lanzador.

El aeroplano debe volar una distancia

mínima de 12 metros para lograr el

objetivo de funcionamiento, sólo con la

ayuda de su lanzador.

El trabajo se puede realizar máximo

entre dos personas y su construcción

debe ser en clases.

A C T I V I D A D E S

MATERIALES PROYECTO AEROPLANO

5.-Palos de maqueta redondos de 5mm

1.-Cartón forrado de 30 x 30 cm.

1.-Perro para ropa

1.-Cartón piedra de 30 x 20 cm (Cubierta

de un block de dibujo)

1.-Tapa de lápiz Bic

1.-Barra de silicona

2.-Elásticos para billetes

.-Cinta adhesiva (Cinta de enmascarar)

HERRAMIENTAS

1.-Pistola de silicona caliente

1.-Tijera mediana

1.-Sierra escolar

1.-Reglilla metálica de 30 cm

U N I D A D 3 T E C N O L O G I A D E L O S M A T E R I A L E S

Page 16: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Página 16 T e x t o g u í a p r i m e r o m e d i o

P R O Y E C T O A E R O P L A N O

-Mide dos centímetros desde el borde de

la tapa de lápiz, desde ahí pega el alerón

principal con un cordón de silicona caliente

en el palo de maqueta.

-Después de fijar bien el alerón principal

mide desde la cola del alerón hacia atrás

cinco centímetros y desde ahí pegar con

un cordón de silicona el alerón de cola.

-Dobla en los pliegues del alerón de cola

para dejar el aeroplano listo para volar.

-Para hacer la plataforma de lanzamiento,

debes pegar dos palos de maqueta al cen-

tro de la base de cartón piedra, separados

entre sí .

-Engancha en cada palo de maqueta cada

extremo del elástico y asegúralo con un

poco de silicona caliente.

-En el extremo opuesto al elástico fija con

abundante silicona el perro de ropa.

-Espera que el pegamento esté completa-

mente frio y estira el elástico hasta engan-

charlo en el perro de ropa.

-Ahora está listo el lanzador para montar el

aeroplano en él y hacerlo volar.

-Debes hacer las pruebas de vuelo y ajus-

tar la tensión del elástico para alcanzar la

meta del proyecto.

-Para ganar puntos adicionales puedes

mejorar la estabilidad del aeroplano agre-

gando más alerones, plegados aerodinámi-

cos o personalizar cada modelo para dife-

renciarlo de otros compañeros.

IMPORTANTE:

La próxima clase debes traer dibujos y

fotografías de distintos tipos de estructuras

creadas por el hombre. Trata que sean

imágenes claras y en formatos del tamaño

de una hoja.

s @ d i @ z FUENTES DE CONSULTA:

DIAZ N. SERGIO. “Tecnología de los

materiales”, apunte de clase de asigna-

tura Fundamentos Eléctricos 1°medio,

Liceo Industrial Dgo. Matte M. 2001.

INDICACIONES DE CONSTRUCCION

-Copia las medidas de los alerones con

una regla y dibújalos en el cartón forrado.

-Luego recórtalos con mucho cuidado para

no dañar el material y cubre los cantos con

cinta de enmascarar.

-Toma la tapa de lápiz y rellena con silico-

na hasta la mitad, seguido de esto inserta

un palo de maqueta hasta que se enfrié.

Page 17: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Página 17 E d u c a c i ó n T e c n o l ó g i c a T é c n i c o P r o f e s i o n a l

La estructura de los tallos de las plantas, que, a pesar de estar forma-dos por diminutos tubos huecos, consiguen mantener a la planta er-

guida.

Los esqueletos de los animales, que son estructuras que desempeñan va-rias funciones: protección (cráneo, costillas, conchas y exoesqueletos), de sostén y la de favorecer los movi-

mientos (articulaciones).

Las estructuras fabricadas por los se-

res vivos, como los nidos de los pája-

ros o los panales de las abejas.

U N I D A D 4 E S T R U C T U R A S

E J E M P L O S D E E S T R U C T U R A

Prácticamente, casi todos los cuer-pos están sostenidos por algún siste-ma estructural que soporta las cargas

y esfuerzos a que están sometidos.

Por eso estamos en contacto perma-nente con las estructuras que forman parte de nuestra vida. Desde que se construyó la primera cabaña o choza hasta nuestros días, las estructuras no han dejado de evolucionar y sin ellas ningún objeto, máquina o edifi-

cio cumpliría su función.

La estructura de un cuerpo es el con-junto de piezas que tiene como mi-sión sustentar, proteger y dar consis-tencia al resto de los sistemas que se alojan en él. Estas estructuras se co-nocen como estructuras naturales,

por estar construidas por un proceso natural evolutivo y que forman un cuer-po. La función de las estructuras es transmitir las fuerzas de un lugar a otro. Casi cualquier objeto en el que podamos pensar, desde una pompa de jabón, plantas, animales y hasta un edificio, tienen una estructura que

está transmitiendo fuerzas.

Muchas estructuras, como las conchas de caracol y las naves espaciales, cumplen también la función de prote-ger lo que hay en su interior. Puedes reconocer muchas estructuras a simple vista, como la de una grúa, un tabure-

te, una antena de televisión o una

bicicleta.

La mayoría de los objetos fabricados por las personas disponen de una estructura que tiene como principal función soportar pesos y cargas sin que se produzca la ruptura o defor-mación excesiva del objeto. A este tipo de estructuras las llamamos es-

tructuras artificiales.

Las estructuras diseñadas por el ser humano, además de ser funcionales, suelen tener un componente estético. A menudo estas estructuras están inspiradas en otras estructuras que

ya existen en la naturaleza.

Los puentes son estructuras muy varia-

das pero con el mismo propósito, sus-

tentar un camino para el transporte, ya

sea por su extensión para peatones

como para trenes y vehículos en gene-

ral. De estas especificaciones y otras

variables estéticas pueden ser puentes

de arcos, colgantes o rígidos con ba-

randas y pilares.

Page 18: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

La escala es la relación que existe

entre la representación grafica de un

objeto y el objeto en la realidad. En el

dibujo técnico o elaboración de bos-

quejos de borrador, no siempre se

pueden representar piezas a tamaño

natural, unas veces por ser muy

grandes y otras por ser muy peque-

ñas.

Esto obliga a utilizar escalas de re-

ducción o ampliación según sea el

tamaño de las piezas o estructuras

que se desean representar gráficamen-

te.

Entonces cuando los dibujos se han

representado en tamaño distinto al

real, se dice que el dibujo está hecho a

escala.

Cuando la pieza está dibujada en sus

verdaderas dimensiones, se dice que

está representada a escala real o 1:1

Si la representación del dibujo tiene

dimensiones mayores que las del

objeto real, se ha empleado una es-

cala de ampliación, así como el dibu-

jo de las piezas de un reloj.

Por el contrario, cuando el dibujo es

más pequeño que el objeto real, se

ha empleado una escala de reduc-

ción, como el plano de una casa.

Página 18 T e x t o g u í a p r i m e r o m e d i o

Los formatos normalizados se deben

hacer bajo medidas especificas para

ordenar y uniformar la manera de

presentar los datos técnicos de un

proyecto.

Desde esta unidad en adelante, todos

los proyectos escritos y dibujos técni-

cos de los proyectos a desarrollar en

esta asignatura los tendrás que pre-

sentar en formatos normalizados, es-

critos solo con letras imprenta

mayúsculas para facilitar la lectura de

los rótulos y observaciones escritas

en las hojas técnicas que desarrolles.

Los cuadros de rótulos son el espa-

cio donde deberás señalar ordenada

y claramente los datos personales y

del proyecto.

Para los efectos de esta asignatura y

con motivo de hacer más simple el

proceso de aprendizaje, realizaremos

un rótulo simplificado y el formato de

trabajo es de la serie A de formatos

normalizados, específicamente el

formato A4 (210x297mm).

El diseño de un formato A4 lo puedes

hacer directamente en un hoja tama-

ño oficio, pero al finalizar el trabajo lo

debes recortar a las dimensiones

normalizadas. Los márgenes también

se especifican por norma donde el

lado izquierdo tiene 30mm los demás

márgenes 10mm.

Los cuadros de rótulos se ubican en

la base del formato dentro de los

márgenes.

E S C A L A S D E R E P R E S E N T A C I O N

alDimension

DibujoDimensionEscala

Re_

_

F O R M A T O S N O R M A L I Z A D O S

10

10

30

247

Cuadros de Rótulos

297

Superficie útil de dibujo

30 50 50 70 10

210

Page 19: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Página 19 E d u c a c i ó n T e c n o l ó g i c a T é c n i c o P r o f e s i o n a l

1.-A partir de la información entrega-

da en esta unidad, deberás formatear

una hoja según las especificaciones

técnicas entregadas para hacer un

formato A4.

2.-Deberás formar un grupo de 4 o un

máximo de 5 personas para analizar

las fotografías de las estructuras que

cada integrante investigó. Deben es-

coger una para construir desde la

próxima clase.

3.-Finalmente para esta clase y to-

mando como base lo que construirán

como grupo, cada uno debe dibujar

en su formato la estructura que desa-

rrollarán, detallando cada aspecto

importante de diseño, respetando las

condiciones establecidas en esta uni-

dad.

Este diseño se tomará en cuenta

cuando se revise la estructura final y

debe corresponder a lo proyectado

en el dibujo.

4.-Al termino de la clase deben reunir

los formatos, poner un corchete en su

margen izquierdo y entregarlo al pro-

fesor para la evaluación.

ASPECTOS CONSTRUCTIVOS

5.-La estructura a realizar la deben

proyectar sobre una base de no más

de 35x35cm de cartón piedra, los ma-

teriales para construir la estructura de-

ben ser obligatoriamente rollos sólidos

de papel de diario de no más de 5mm

de diámetro. El adhesivo para sellar

los rollos de papel será cola fría y para

unirlos entre sí con silicona caliente.

6.-Para crear muros o pisos pueden

unir varios rollos pegados con silicona

y atados con hilo de coser.

7.-En caso de proyectar vidrios o trans-

parencias, pueden usar radiografías

aclaradas con cloro. Recuerda usar

una mascarilla lentes protectores y

guantes para realizar esta tarea en

casa.

8.-Esta estructura debe ser estable y

demostrar rigidez en sus bases, para

poder modificarla en la próxima etapa

de construcción.

A C T I V I D A D E S

s @ d i @ z FUENTES DE CONSULTA:

BEER FERDINAND y E. RUSSELL

JOHNSTON JR. “Mechanics for Engi-

neers: Statics and Dynamics, McGraw-

Hill, New York 1976.

DIAZ N. SERGIO. “Interpretación de la

N.Ch.Elec 2/84”, apunte del módulo

Proyectos Eléctricos en B.T. 3°

medio,2010 .

PALMA Z. IVEN. ”Dibujo Técnico 1”,

Editorial Salesiana, Chile 1994.

T R A S L A V I Ñ A A . P A T R I C I O .

“Tecnología Eléctrica 1”, Editorial Sale-

siana, Chile 1994.

PROFESOR

SR……………………………..

EDUCACION TECNOLOGICA

………………………………… .

…………………………………..

ALUMNO

SR(TA)…..……………………..

PRIMERO MEDIO ………….

F ECHA: ……………………….

LAMINA:………..DE:…………..

REEMPLAZA ESTE TEXTO

POR EL NOMBRE DE TU

PROYECTO

50 50 70

30

Page 20: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Vigas

Cercha

Pilares

Algunos aspectos constructivos de

las estructuras, que puedes poner en

práctica con tu proyecto.

PILARES: también se conocen como

columnas y son las que proporcionan

elevación a las estructuras. Se colo-

can en posición vertical desde la ba-

se y deben soportar el peso de la

estructura.

VIGAS: son las encargadas de conec-

tar las vigas para dar estabilidad y re-

sistencia a la estructura. Se colocan en

posición horizontal sobre dos o más

puntos de apoyo.

ARCOS: soportan y distribuyen los

pesos estructurales sobre ellos. Son la

combinación de viga y columna, ofre-

ciendo estabilidad y eficiencia estructu-

ral.

COSTANERAS: corresponden a

vigas de menor calibre que se ubican

perpendicularmente sobe las cerchas

y permiten amarrar las cerchas entre

sí y montar las láminas de techo.

CERCHA: es una armadura corriente

que se monta sobre las vigas de una

elevación para formar una techum-

bre.

Página 20 T e x t o g u í a p r i m e r o m e d i o

P R O Y E C T O E S T R U C T U R A S

Base

Viga

Pilares

Puente (Warren)

Torre

Calzada Armaduras Pratt

Puente Pratt

Page 21: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Rueda básica Rueda con rayos y

neumático.

Rueda dentada,

piñón o engranaje

Rueda acanalada o

polea

Rueda de paleta o

molino

Página 21 E d u c a c i ó n T e c n o l ó g i c a T é c n i c o P r o f e s i o n a l

LA RUEDA

Consiste en un disco con un orificio

central por el que penetra un eje que

le guía en el movimiento.

La parte operativa de la rueda es la

periferia del disco, que se suele recu-

brir con materiales o terminaciones

de diversos tipos con el fin de adap-

tarla a las necesidades de la aplica-

ción que se le de (acanalarlo para

hacer poleas, tallarle dientes para

hacer piñones o engranajes, colocar

goma para dar más suavidad a los

vehículos)

Este operador no puede funcionar

por si solo, por lo que tiene que ir

acompañado, al menos, de otros dos:

eje y soporte.

El eje es una barra, normalmente

cilíndrica, que guía el movimiento

giratorio de la rueda. Dependiendo

del diseño adoptado, la rueda puede

girar libremente sobre el eje o bien

solidaria a él, en cuyo caso el eje gira

libre en el soporte. Cuando el eje es

el que transmite el movimiento a la

rueda recibe el nombre de árbol.

El soporte es un operador cuya

misión es mantener al eje solidario con

la máquina. En muchas aplicaciones

suele tener forma de horquilla

(patinetas, bicicletas, carros...)

Para reducir la fricción entre el eje y la

rueda (o entre el soporte y el eje en

caso de que este gire solidario con la

rueda) se suele recurrir al empleo de

rodamientos, bien de bolas o de agu-

jas.

Las ruedas se emplean en multitud de

aplicaciones, siendo la más usuales:

facilitar el desplazamiento de objetos

reduciendo el roce entre superficies

(tren de rodadura, rodillo, rodamiento);

como en automóviles, bicicletas, pati-

netas, carretillas, entre otros.

Se puede obtener un movimiento

rotativo en un eje a partir del movi-

miento del agua (rueda de palas, no-

ria, turbina o rodete); como en medi-

dores de agua, molinos de agua o

norias de regadío.

Es posible transmitir un movimiento

giratorio de un eje a otro (polea, rue-

da dentada o piñón); como en lava-

doras, bicicletas, motos, motores de

automóvil o tecles.

También reducir el esfuerzo necesa-

rio para elevar una masa (Polea de

cable, polea móvil, polipasto...); como

en pozos de agua, grúas, ascenso-

res…

Facilitar la obtención de movimientos

giratorios o la conversión de este en

otros (excéntrica, leva, torno); como

en piedras de afilar, máquinas de

coser, ruedas de timón, programado-

res electromecánicos para lavadoras

o cabrestantes.

U N I D A D 5 O P E R A D O R E S M E C A N I C O S

Rueda

Eje

Soporte

POLEAS

La poleas más empleadas son rue-

das con el perímetro acanalado para

alojar cuerdas o correas.

En ella se distinguen tres partes:

cubo, cuerpo y garganta.

El cubo es la parte central que com-

prende el agujero, permite aumentar el

grosor de la polea para aumentar su

estabilidad sobre el eje. Suele incluir

un chavetero que facilita la unión de la

polea con el eje (para que ambos giren

solidarios).

El cuerpo es el elemento que une el

cubo con la garganta. En algunos tipos

de poleas está formado por radios o

aspas (a modo de ventilador) para

reducir peso y facilitar la ventilación

de las máquinas.

La garganta es la parte de la polea

que entra en contacto con la cuerda

o la correa. Puede adoptar distintas

formas (plana, semicircular, triangu-

lar...) pero la más empleada hoy día

es la trapezoidal.

Cercha

Page 22: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Básicamente la polea se utiliza para

dos fines: cambiar la dirección de una

fuerza mediante cuerdas o transmitir

un movimiento giratorio de un eje a

otro mediante correas.

En el primer caso se emplea como

polea de cable bajo la forma de polea

fija, polea móvil o polipasto. Su utili-

dad se centra en la elevación de car-

gas (pastecas, grúas, ascensores...),

cierre de cortinas, movimiento de

puertas automáticas, etc.

En el segundo caso se emplean co-

mo multiplicadores de velocidad entre

dos ejes. Esta aplicación es de mu-

cha utilidad para acoplar motores

eléctr icos a otras máquinas

(compresores, taladros, ventiladores,

generadores eléctricos, sierras...).

Página 22 T e x t o g u í a p r i m e r o m e d i o

ENGRANAJE

La rueda dentada es, básicamente,

una rueda con el perímetro totalmen-

te cubierto de dientes.

El tipo más común de rueda dentada

lleva los dientes recto (longitudinales)

aunque también las hay con los dien-

tes curvos, oblicuos (helicoidales).

Se emplea para la transmisión de

movimientos entre dos ejes distantes,

acoplándose directamente varias rue-

das dentadas entre sí (tren de engra-

najes) o empleando una cadena arti-

culada (mecanismo cadena-piñón).

El primer sistema se emplea mucho en

automóviles (caja de cambios de velo-

cidad), máquinas herramientas

(taladros, tornos, fresadoras...) y relo-

jería. Mientras que el segundo solemos

verlo en bicicletas, motos, puertas de

apertura automática (ascensores,

supermercados, aeropuertos...) y

mecanismos internos de motores.

Chavetero

Radio (aspas)

Llanta

Garganta

Cuerpo

Eje

Cubo

Engranaje Piñón

CREMALLERA

En mecánica se entiende por crema-

llera a un prisma rectangular con una

de sus caras laterales dentada. Des-

de el punto de vista tecnológico po-

demos considerarla como un caso par-

ticular de la rueda dentada, pues pue-

de suponerse que es un engranaje de

radio infinito.

Se emplea, junto con un engranaje,

para convertir un movimiento girato-

rio en longitudinal. Es de gran aplica-

ción en puertas automáticas de co-

rredera, algunas máquinas herra-

mientas (taladros, tornos, fresado-

ras...), cerraduras, gatos de auto-

móviles.

Page 23: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Distintos Modelos de Levas

Página 23 E d u c a c i ó n T e c n o l ó g i c a T é c n i c o P r o f e s i o n a l

TORNILLO SINFÍN

Es un tornillo sin cabeza, diseñado

para engranar sobre una rueda den-

tada cuyo eje forma con el del tornillo

un ángulo determinado.

Es normal que el ángulo que forman

los ejes sea de 90º y que el eje con-

ductor esté acoplado directamente al

tornillo sinfín, siendo el engranaje el

que esté acoplado al conducido.

Se emplea, junto con un engranaje

que tiene los dientes cóncavos e incli-

nados, para la transmisión de movi-

miento entre dos ejes que se cruzan

sin cortarse. El tornillo sinfín se conec-

ta al eje conductor. Mientras que el

engranaje lo hace al conducido, obte-

niéndose el avance de un diente del

segundo por cada vuelta completa

del primero.

LEVA

La leva es un disco con un perfil ex-

terno parcialmente circular sobre el

que apoya un operador móvil

(seguidor de leva) destinado a seguir

las variaciones del perfil de la leva

cuando esta gira. La leva va solidaria

con un eje que le transmite el movi-

miento; en muchas aplicaciones se

recurre a montar varias levas sobre

un mismo eje o árbol (árbol de levas),

lo que permite la sincronización del

movimiento de los seguidores.

Como seguidor de leva pueden emple-

arse émbolos (para obtener movimien-

tos de vaivén) o palancas (para obte-

ner movimientos angulares) que en

todo momento han de permanecer en

contacto con el contorno de la leva.

Esto obliga a recurrir al empleo de

muelles, resortes o a la propia fuerza

de la gravedad para conseguirlo.

Es importante indicar que la forma que

se le da al contorno de la leva (perfil de

leva) siempre viene determinado por el

movimiento que se necesite en el

seguidor, pudiendo aquel adoptar

curvas realmente complejas.

La leva es otro mecanismo que nos

permite transformar un movimiento

rotativo (giratorio) en alternativo, es-

tando su principal utilidad en la auto-

m a t i z a c i ó n d e m á q u i n a s

(programadores de lavadora, control

de máquinas de vapor, apertura y

cierre de las válvulas de los motores

de explosión).

Seguidor

de leva

Perfil de

leva

Eje

Leva

Seguidores Radiales Seguidor Oscilante

PALANCAS

Desde el punto de vista técnico, la

palanca es una barra rígida que osci-

la sobre un punto de apoyo denomi-

nado fulcro.

Desde el punto de vista tecnológico

se pueden estudiar en ella 4 elemen-

tos importantes: potencia, resistencia,

brazo de potencia y brazo de resisten-

cia.

La resistencia o carga (R) es la fuerza

que queremos vencer. La potencia o

esfuerzo (P) es la fuerza que tenemos

que aplicar a al palanca para lograr

equilibrar la resistencia. El brazo de

potencia (BP) es la distancia desde el

fulcro hasta el punto de aplicación de

la potencia. El brazo de resistencia

(BR) es la distancia desde el fulcro

hasta el punto de aplicación de la

resistencia.

Page 24: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Página 24 T e x t o g u í a p r i m e r o m e d i o

Según la combinación de los puntos de

aplicación de potencia y resistencia y

la posición del fulcro se pueden obte-

ner tres tipos de palancas:

Palanca de primer grado: Se obtiene

cuando colocamos el fulcro entre la

potencia y la resistencia. Como ejem-

plos clásicos podemos citar la pata de

cabra, el balancín, los alicates o la ba-

lanza romana.

Palanca de segundo grado: Se obtiene

cuando colocamos la resistencia entre

la potencia y el fulcro. Según esto el

brazo de resistencia siempre será me-

nor que el de potencia, por lo que el

esfuerzo (potencia) será menor que la

carga (resistencia). Como ejemplos se

puede citar el cascanueces, la carretilla

EXCENTRICA

Tanto la excéntrica como el resto de

operadores similares a ella: manivela,

pedal, cigüeñal.. derivan de la rueda

y se comportan como una palanca.

Desde el punto de vista técnico la

excéntrica es, básicamente, un disco

(rueda) dotado de dos ejes: Eje de

giro y el excéntrico. Por tanto, en la

excéntrica se distinguen tres partes

claramente diferenciadas: El disco,

LEY DE PALANCAS

Con los elementos anteriores se ela-

bora la denominada ley de la palan-

ca, que dice: “La potencia por su bra-

zo es igual a la resistencia por el su-

yo”. Matemáticamente se puede po-

ner:

P = Potencia

BP = Brazo potencia

R = Resistencia

BR = Brazo resistencia

Esta expresión matemática podemos

sentirla de forma práctica si pensamos

que es más fácil girar una puerta

(resistencia) cuanto más lejos de las

bisagras (brazo de potencia) aplique-

mos la fuerza (potencia). Lo mismo

podemos comprobar si intentamos cor-

tar un alambre con unos alicates de

corte: cuanto más cerca del eje colo-

quemos el alambre (brazo de resisten-

cia) y más alejado del mismo (brazo de

potencia) apliquemos la fuerza de

nuestras manos (potencia), más fácil

nos resultará cortarlo.

BRRBPP

1°Grado

2°Grado

3°Grado

o la perforadora de hojas de papel.

Palanca de tercer grado: Se obtiene

cuando ejercemos la potencia entre

el fulcro y la resistencia. Esto tras

consigo que el brazo de resistencia

siempre sea mayor que el de poten-

cia, por lo que el esfuerzo siempre

será mayor que la carga (caso con-

trario al caso de la palanca de segun-

do grado). Ejemplos típicos de este

tipo de palanca son las pinzas de

depilar, las paletas y la caña de pes-

car.

La palanca se puede emplear para

dos finalidades básicas: transmitir un

movimiento o comunicar una fuerza,

aunque ambas están directamente

relacionadas.

Potencia

Barra

Fulcro

Resistencia

El disco suele fabricarse en acero o

fundición, macizo o acanalado.

Su utilidad práctica se puede resumir

en dos posibilidades básicas: Impri-

mir un movimiento giratorio a un eje

empleando las manos.

O con la ayuda de una biela, transfor-

mar en lineal alternativo el movimien-

to giratorio de un eje (la conversión

también puede hacerse a al inversa).

sobre el que se sitúan los dos ejes.

El eje de giro, que está situado en el

punto central del disco (o rueda) y es el

que guía su movimiento giratorio.

El eje excéntrico, que está situado pa-

ralelo al anterior pero a una cierta dis-

tancia “R” del mismo. Al girar el disco,

este eje describe una circunferencia

cuyo radio viene determinado por la

distancia al eje de giro.

Page 25: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Página 25 E d u c a c i ó n T e c n o l ó g i c a T é c n i c o P r o f e s i o n a l

Con la adición de nuevos operado-

res, se puede perfeccionar su funcio-

namiento y obtener nuevas posibili-

dades, así con la ayuda de un siste-

ma palanca-biela, transformar en gi-

ratorio el movimiento alternativo pro-

ducido por un pie.

MANIVELA

Desde el punto de vista técnico es un

eje acodado, conceptualmente deri-

vado de la palanca y la rueda. En ella

se pueden distinguir tres partes prin-

cipales: Eje, Brazo y Empuñadura.

El eje determina el centro de giro de

la manivela. El brazo determina la

distancia entre eje y empuñadura. Es

similar al brazo de una palanca.

La empuñadura es la parte adaptada

para ser cogida con las manos (en el

caso de los pedales esta se adapta a

las características del pie).

Desde un punto de vista tecnológico

la manivela y la excéntrica son la

misma cosa. Esto se puede entender

fácilmente si partimos de una rueda

excéntrica a la que le quitamos todo el

material excepto el radio que une los

dos ejes.

La manivela es un operador manual

que permite disminuir la fuerza necesa-

ria para imprimir, un movimiento rotati-

vo a una eje (Cuando se emplean los

pies recibe el nombre de pedal). Para

ello se basa, en realidad, en la palan-

ca.

BIELA

Consiste en una barra rígida que per-

mite la unión de dos operadores

transformando el movimiento rotativo

de uno (manivela, excéntrica, cigüe-

ñal) en el lineal alternativo del otro

(émbolo...), o viceversa. Este opera-

dor suele estar asociado siempre a una

manivela (o también a una excéntrica o

a un cigüeñal).

Desde el punto de vista técnico se dis-

tinguen tres partes básicas: cabeza,

pie y cuerpo. La cabeza de biela es el

extremo que realiza el movimiento ro-

tativo. Está unida mediante una arti-

culación a un operador excéntrico

(excéntrica, manivela, cigüeñal) dota-

do de movimiento giratorio. El pie de

biela es el extremo que realiza el mo-

vimiento alternativo. El hecho de que

suela estar unida a otros elementos

(normalmente un émbolo) hace que

también necesite de un sistema de

unión articulado. El cuerpo de biela

es la parte que une la cabeza con el

pie. Está sometida a esfuerzos de

tracción y compresión y su forma

depende de las características de la

máquina a la que pertenezca.

Desde el punto de vista tecnológico,

una de las principales aplicaciones

Eje de giro

Disco

Eje de excéntrica

Eje

Brazo

Empuñadura

Sombrero

Cabeza

Tuerca Tornillo

Cuerpo Pie

Excéntrica Un solo radio Manivela

Page 26: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Eje Conducido Eje Conductor

Rueda Conducido Rueda Conductora

Página 26 T e x t o g u í a p r i m e r o m e d i o

de la biela consiste en convertir un

movimiento giratorio continuo en uno

lineal alternativo, o viceversa. La am-

plitud del movimiento lineal alternati-

vo depende de la excentricidad del

operador al que esté unido.

La biela se emplea en multitud de

máquinas que precisan de la conver-

sión entre movimiento giratorio conti-

nuo y lineal alternativo. Son ejemplos

claros: trenes con máquina de vapor,

motores de combustión interna

(empleados en automóviles, motos o

barcos); máquinas movidas mediante

el pie (máquinas de coser, ruecas, pie-

dras de afilar), bombas de agua… Las

empleadas en aplicaciones industriales

suelen fabricarse en acero forjado y

la forma se adaptará a las caracterís-

ticas de funcionamiento. En las

máquinas antiguas solía tomar forma

de “S” o “C” y sección constante. En

las actuales suele ser rectilínea con

sección variable, dependiendo de los

esfuerzos a realizar.

RUEDAS DE FRICCION

Permite transmitir un movimiento

giratorio entre dos ejes paralelos.

Este sistema consiste, básicamente,

en dos ruedas solidarias con sus

ejes, cuyos perímetros se encuentran

en contacto directo, pudiendo trans-

mitirse el movimiento de una a otra

mediante fricción. Su utilidad se

centra en transmitir un movimiento

giratorio entre dos ejes pudiendo

modificar las características de velo-

cidad y sentido de giro. Debido a que

el único medio de unión entre ambas

ruedas es la fricción que se produce

entre sus perímetros, no pueden ser

empleadas para la transmisión de

grandes esfuerzos. Se suelen encon-

trar en aparatos electrodomésticos de

audio y vídeo, así como en algunas

atracciones de ferias de juegos mecá-

nicos (norias, vaivén) en las que un

neumático acciona una pista de roda-

dura.

Debido a las características del aco-

plamiento entre las ruedas, el sentido

de giro de ambos ejes es contrario,

siendo necesario recurrir a una rueda

libre para conseguir que ambos giren

en el mismo sentido.

PISTON

El pistón o émbolo es una barra cu-

yos movimientos se encuentran limi-

tados a una sola dirección como con-

secuencia del empleo de una guía.

Si analizáramos el desplazamiento

de la biela en un mecanismo biela-

manivela observaríamos que su pie

sigue un movimiento lineal alternati-

vo, pero la orientación de su cuerpo

varía constantemente dependiendo de

la posición adoptada. Para conseguir

un movimiento lineal alternativo más

perfecto se recurre al pistón.

El émbolo también se emplea en multi-

tud de mecanismos que trabajan con

fluidos a presión. Ejemplos simples

pueden ser: las bombas manuales

para hinchar balones o las jeringuillas.

Pistón Guía

S I S T E M A S D E T R A N S M I S I O N M E C A N I C A

Rueda libre

POLEA-CORREA

Transmite un movimiento giratorio de

un eje a otro, pudiendo modificar sus

características de velocidad y senti-

do. Normalmente los ejes tienen que

ser paralelos, pero el sistema tam-

bién puede emplearse con ejes que

se cruzan a 90º.

El sistema se compone, básicamen-

te, de dos ejes (conductor y conduci-

do), dos poleas (conductora y conduci-

da) y una correa; a los que se les pue-

de añadir otros operadores como po-

leas libres o tensores cuya finalidad es

mejorar el comportamiento del sistema.

La finalidad de cada operador es que:

el Eje conductor es el eje motriz, el que

dispone del movimiento que tenemos

que transmitir al otro eje.

El Eje conducido es el eje que tene-

mos que mover. La Polea conductora

es la que está unida al eje conductor.

La Polea conducida es la que está

unida al eje conducido y la Correa es

un aro flexible que abraza ambas

poleas y transmite el movimiento de

una a otra.

Page 27: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Página 27 E d u c a c i ó n T e c n o l ó g i c a T é c n i c o P r o f e s i o n a l

Puede resultar interesante observar

que los dos tramos de la correa no se

encuentran soportando el mismo es-

fuerzo de tensión: uno de ellos se

encuentra bombeado (flojo) mientras

que el otro está totalmente tenso de-

pendiendo del sentido de giro de la

polea conductora (en la figura ante-

rior el tramo superior estaría flojo

mientras el inferior estaría tenso).

Este sistema de transmisión de movi-

mientos tiene muchas ventajas: mu-

cha fiabilidad, bajo coste, funciona-

miento silencioso, no precisa lubrica-

ción, tiene una cierta elasticidad...

Por estas razones es tan usado en

aparatos electrodomésticos (neveras,

lavadoras, lavavajillas...), electrónicos

(aparatos de vídeo y audio, disquete-

ras...) y en algunos mecanismos de los

motores térmicos (ventilador, distribu-

ción, alternador, bomba de agua...).

Su principal desventaja consiste en

que cuando la tensión es muy alta la

correa puede llegar a salirse de la

polea, lo que en algunos casos pue-

de llegar a provocar alguna avería

más seria.

RELACION DE VELOCIDADES

La transmisión de movimientos entre

los dos ejes está en función de los

diámetros de las dos poleas, cum-

pliéndose en todo momento:

D1 Diámetro Polea conductora

D2 Diámetro Polea conducida.

N1 Velocidad de Polea conductora

N2 Velocidad de Polea conducida.

Si la Polea conductora tiene mayor

diámetro que la conducida, la veloci-

dad de giro aumenta. En caso que la

Polea conductora sea menor que la

conducida, la velocidad de giro del eje

conducido será mayor que la del eje

conductor. Si ambas poleas tienen

igual diámetro, la velocidad de giro

de los dos ejes es idéntica.

Empleando poleas y correas también

es posible invertir el sentido de giro

de los dos ejes sin más que cruzar

las correas.

SISTEMA CADENA PIÑON

Transmite un movimiento giratorio

entre ejes paralelos, pudiendo modifi-

car la velocidad, pero no el sentido

de giro. Este sistema consta de una

cadena sin fin (cerrada) cuyos eslabo-

nes engranan con ruedas dentadas

(piñones) que están unidas a los ejes

de los mecanismos conductor y condu-

cido.

Las cadenas empleadas en esta

transmisión suelen tener libertad de

movimiento solo en una dirección y

tienen que engranar de manera muy

precisa con los dientes de los piño-

nes. Las partes básicas de las cade-

nas son: placa lateral, rodillo y pasa-

dor.

Las ruedas dentadas suelen ser una

placa de acero (aunque también las

hay de materiales plásticos) sin cubo.

Para la relación de transmisión valen

todas las ecuaciones deducidas para

las poleas, sin más que sustituir el

diámetro de las poleas por el número

de dientes de los piñones.

Este sistema aporta beneficios sus-

Polea conductora

Polea conducida

Correa

Eje conductor Eje conducido

2211 NDND

Piñón conductor Cadena

Piñón conducido

Eje conducido Eje conductor

Page 28: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

tanciales respecto al sistema correa-

polea, pues al emplear cadenas que

acoplan en los dientes de los piñones

se evita el deslizamiento que se pro-

ducía entre la correa y la polea.

Otras ventajas e inconvenientes de

este sistema es que presenta la gran

ventaja de mantener la relación de

transmisión constante (pues no existe

deslizamiento) incluso transmitiendo

Página 28 T e x t o g u í a p r i m e r o m e d i o

grandes potencias entre los ejes (caso

de motos y bicicletas), lo que se tradu-

ce en mayor eficiencia mecánica

(mejor rendimiento). Además, no nece-

sita estar tan tensa como las correas,

lo que se traduce en menores averías

en los rodamientos.

Presenta el inconveniente de ser más

costoso, más ruidoso y de funciona-

miento menos flexible (en caso de que

el eje conducido cese de girar por

cualquier causa, el conductor tam-

bién lo hará, lo que puede producir

averías en el mecanismo motor o la

ruptura de la cadena), así como el no

permitir la inversión del sentido de

giro ni la transmisión entre ejes cru-

zados; además necesita una lubrica-

ción (engrase) adecuada.

Engranaje Conducido

Engranaje Conductor

Eje Conductor

Eje Conducido

Los dientes de los engranajes son

diseñados para permitir la rotación

uniforme (sin saltos) del eje conduci-

do.

Este sistema de transmisión (como el

de ruedas de fricción) invierte el sen-

tido de giro de dos ejes contiguos,

cosa que podemos solucionar fácil-

mente introduciendo una rueda loca

o engranaje loco que gira en un eje

intermedio.

Para el cálculo de la relación de

transmisión entre engranajes se tiene

en cuenta el número de dientes de

cada rueda en vez de su diámetro

(igual que en la transmisión cadena-

piñón).

Engranaje Conductor

Engranaje libre Engranaje Conducido

A diferencia de los sistemas de correa-

polea y cadena-piñón, este no necesi-

ta ningún operador (cadena o correa)

que sirva de enlace entre las dos

ruedas.

SISTEMAS DE ENGRANAJES

Permite transmitir un movimiento

giratorio de un eje a otro, pudiendo

modificar las características de velo-

cidad y sentido de giro. Estos ejes

pueden ser paralelos, coincidentes o

cruzados.

El sistema de engranajes es similar al

de ruedas de fricción. La diferencia

estriba en que la transmisión simple

de engranajes consta de una rueda

motriz con dientes en su periferia

exterior, que engrana sobre otra simi-

lar, lo que evita el deslizamiento entre

las ruedas. Al engranaje de mayor

tamaño se le denomina rueda y al de

menor piñón.

EXCENTRICA-BIELA

Permite convertir el movimiento gira-

torio continuo de un eje en uno lineal

alternativo en el pie de la biela. Tam-

bién permite el proceso contrario:

transformar un movimiento lineal al-

ternativo en giratorio (aunque para esto

tienen que introducirse ligeras modifi-

caciones que permitan aumentar la

inercia de giro).

Básicamente consiste en una manivela

(o excéntrica) unida a una barra (biela)

mediante una articulación. El sistema

funciona si el eje dispone de un movi-

miento giratorio que transmite a la

manivela (o excéntrica).

La manivela (o la excéntrica) convier-

te el movimiento giratorio del eje en

Page 29: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Manivela Eje

Cabeza

de biela Pie de biela

Biela

Biela

Excéntrica

Página 29 E d u c a c i ó n T e c n o l ó g i c a T é c n i c o P r o f e s i o n a l

Aunque el sistema es perfectamente

reversible, su utilidad práctica suele

centrarse solamente en la conversión

de giratorio en lineal continuo, siendo

muy apreciado para conseguir movi-

mientos lineales de precisión (caso

de microscopios u otros instrumentos

ópticos como retroproyectores).

Algunas aplicaciones muy usuales

son: movimiento de portones auto-

máticos; desplazamiento del cabezal

de los taladros sensitivos, movimien-

to de archivadores móviles emplea-

dos en farmacias o bibliotecas, cerra-

duras, entre otras aplicaciones servo

asistidas.

CABRESTRANTE (TORNO)

Permite convertir un movimiento gira-

torio en uno lineal continuo, o vice-

versa. Este sistema básico es forma-

do por un torno (cilindro) sobre el que

se encuentra enrollado un cable con

un extremo libre; a estos operadores

suelen añadirse una manivela solida-

ria con el torno y unos soportes.

El funcionamiento consiste en que,

cuando giramos la manivela, gira con

ella el cilindro, lo que hace que el

cable se enrolle a su alrededor (o se

desenrolle, según el sentido de giro

del torno) y ello provoque el despla-

zamiento lineal de su extremo libre.

Este sistema es perfectamente re-

versible, empleándose tanto para la

producción de movimientos lineales a

partir de giratorios, como para la pro-

ducción de giratorios a partir de

lineales.

Ejemplos de uso podrían ser: Obten-

ción de lineal a partir de giratorio en

grúas (accionado por un motor eléctri-

co en vez de una manivela), barcos

(para recoger las redes de pesca, izar

o arriar velas, levar anclas...) o pozos

de agua (elevar el cubo desde el fon-

do).

Ahora si queremos obtención de girato-

rio a partir de lineal, lo tenemos en

uno circular en su empuñadura (eje

excéntrico). La cabeza de la biela

está unida a la empuñadura (eje ex-

céntrico) y, por tanto, está dotado de

un movimiento circular, mientras que

el pie de biela sigue una trayectoria

lineal alternativa.

la biela, pues la utilidad práctica

exige añadirle algún operador más

como la palanca o el émbolo, siendo

estas añadiduras las que permiten

funcionar correctamente a máquinas

tan cotidianas como: motor de auto-

móvil, limpiaparabrisas, rueda de

afilar, máquina de coser, compresor

de pistón.

La trayectoria seguida por el pie de

biela es lineal alternativa, pero la orien-

tación del cuerpo de la biela cambia en

todo momento.

Este mecanismo es el punto de partida

de los sistemas que aprovechan el

movimiento giratorio de un eje para

obtener movimientos lineales alternati-

vos o angulares; pero también es

imprescindible para lo contrario: produ-

cir giros a partir de movimientos linea-

les alternativos u oscilantes.

En la realidad no se usan mecanismos

que empleen solamente la manivela y

Engranaje

Cremallera

Torno

Cuerda

Soporte

Manivela

Eje

CREMALLERA-PIÑON

Permite convertir un movimiento gira-

torio en uno lineal continuo, o vice-

versa. El sistema está formado por

un piñón (rueda dentada) que engra-

na perfectamente en una cremallera.

Cuando el piñón gira, sus dientes em-

pujan los de la cremallera, provocando

el desplazamiento lineal de estos. Si lo

que se mueve es la cremallera, sus

dientes empujan a los del piñón consi-

guiendo que este gire.

trompos, arranque de motores fuera-

borda de lanchas o en accionamiento

de juguetes sonoros para bebés.

Page 30: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Página 30 T e x t o g u í a p r i m e r o m e d i o

puertas de elevación de los estaciona-

mientos.

En cambio la polea móvil se emplea

cuando lo importante es aumentar el

esfuerzo realizado. Su máxima utili-

dad aparece en los sistemas de

elevación de cargas (grúas) bajo la

forma de polipasto (combinación de

poleas fijas con móviles).

los operadores y mecanismos necesa-

rios para lograr animar la estructura.

4.-La clase siguiente la estructura debe

tener incorporados los operadores y

mecanismos necesarios para su fun-

cionamiento, según las especificacio-

nes de los planos entregados en las

clases anteriores.

1.-Despues de finalizar la lectura de

la unidad de operadores mecánicos,

te reunirás en grupos de trabajo para

planificar la construcción de 4 meca-

nismos diferentes, con el fin de ani-

mar la estructura desarrollada en la

unidad anterior.

2.-Al término de esta clase, cada

grupo debe entregar tres formatos A4

con las especificaciones y dibujos

técnicos de los operadores a desarro-

llar sobre la estructura.

3.-La próxima clase deben traer ma-

teriales y accesorios para construir

Soporte

Eje

Polea

Cuerda

Potencia

Resistencia

A C T I V I D A D E S

s @ d i @ z FUENTES DE CONSULTA:

BEER FERDINAND y E. RUSSELL

JOHNSTON JR. “Mechanics for Engi-

neers: Statics and Dynamics, McGraw-

Hill, New York 1976.

CEJAROSU. “Máquinas y mecanismos,

Parte II Operadores para transmisión

de movimientos”, España 2005.

CEJAROSU. ”Máquinas y mecanismos,

Parte III Mecanismos para transmisión

de movimientos”, España 2005.

DIAZ N SERGIO. “Apuntes de Opera-

dores Mecánicos” Asignatura de Edu-

cación Tecnológica, CETP, Chile 2002.

FORMAKIT. “Kit Multimaquetas: Activi-

dades”, Chile 2009.

GUERRA C. FRANCISCO. ”Apunte de

Operadores Mecánicos” Asignatura de

Educación Tecnológica, Lic. Ind. Dgo.

Matte Mesías, Chile 2005.

APAREJOS DE POLEAS

Permite transformar un movimiento

lineal continuo en otro de igual tipo, o

también, obtener un movimiento gira-

torio a partir de uno lineal continuo.

Con el empleo de poleas móviles

también se puede multiplicar el

esfuerzo realizado.

El sistema básico consiste en un

cable (cuerda) que pasa a través de

una o varias poleas. Las poleas

empleadas pueden ser fijas o

móviles, donde la polea fija solo cam-

bia el sentido del movimiento sin

modificar la velocidad de desplaza-

miento.

La polea móvil permite modificar el

sentido del movimiento y la velocidad

de desplazamiento.

Para facilitar el funcionamiento del

mecanismo se puede recurrir a la

combinación de poleas fijas con

móviles, dando lugar al denominado

polipasto.

La polea fija es la más usada cuando

solo es necesario modificar la direc-

ción de la fuerza aplicada. Ejemplos

básicos de uso son los sistemas

empleados para correr cortinas, las

roldanas de los pozos de agua o las

Page 31: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Página 31 E d u c a c i ó n T e c n o l ó g i c a T é c n i c o P r o f e s i o n a l

ra estudiar los elementos de fuerza

en la descarga del agua a través de

pequeñas aberturas a los lados de

los tanques y a través de cañerías

cortas. Durante el mismo período,

Blaise Pascal, científico francés, des-

cubrió la ley fundamental de la cien-

cia de la hidráulica.

La ley de Pascal indica que el

aumento en la presión sobre la

superficie de un líquido confinado es

transmitido sin disminución a través

del recipiente o del sistema que lo

contiene . (Éste es el principio básico

de la hidráulica).

CAMPOS DE APLICACIÓN DE LA

HIDRAÚLICA Y NEUMÁTICA

En la actualidad las aplicaciones de

la oleo hidráulica y neumática son

muy variadas, reflejadas en equipos

que permiten trabajos cada vez con

mayor precisión y con mayores

niveles de energía, lo que sin duda

ha permitido un creciente desarrollo

de la industria en general.

Los sistemas hidráulicos tienen

muchas características deseables.

Sin embargo, una desventaja es el

elevado costo original de muchos

componentes. Esto es mas que su-

perado por las muchas ventajas que

hacen de los sistemas hidráulicos los

medios mas económicos de transmi-

sión de potencia.

Descontando las pérdidas que

puedan ocurrir en sus vínculos mecá-

nicos, prácticamente toda la energía

transmitida a través de un sistema

hidráulico es recibida a la salida, don-

de el trabajo es llevado a cabo. El

sistema eléctrico, su competidor mas

cercano, es 15 a 30% menor en

eficiencia, pero mucho más económi-

co y robusto. Los mejores sistemas

totalmente mecánicos son general-

mente 30 a 70% menos eficientes

U N I D A D 6 O P E R A D O R E S N E U M A T I C O S E H I D R A U L I C O S

el movimiento a los mecanismos. Esta

fuerza y movimiento puede estar en

forma de empuje, tracción, rotación,

regulación, o conducción. La potencia

fluida incluye la hidráulica, que se rela-

ciona con los líquidos, y la neumática,

que se relaciona con los gases. Los

líquidos y los gases son similares en

muchos aspectos.

DESARROLLO DE LA HIDRÁULICA

Aunque el desarrollo moderno de la

hidráulica sea comparativamente

reciente, las antiguas civilizaciones

estaban familiarizadas con muchos

principios hidráulicos y sus usos. Los

egipcios y la población antigua de

Persia, India, y China transportaron el

agua a lo largo de canales para la

irrigación y propósitos domésticos,

usando las presas y esclusas para

controlar el caudal. Los antiguos

cretenses tenían un sistema de fonta-

nería avanzado. Arquímedes estudió

las leyes de la flotación y cuerpos su-

mergidos. Los romanos construyeron

los acueductos para llevar el agua a

sus ciudades. Después de la desinte-

gración del mundo antiguo, hubo pocas

novedades por muchos siglos. Luego,

durante un período comparativamente

corto, comenzando cerca del final del

siglo XVII, el físico italiano, Evangelista

Torricelle, el físico francés, Edme

Mariotte, y posteriormente, Daniel

Bernoulli condujeron experimentos pa-

HIDRAULICA

La palabra "Hidráulica" proviene del

griego "hydro" que significa "agua", y

“aulos” que significa cañería o entu-

bamiento, cubrió originalmente el

estudio del comportamiento físico del

agua en reposo y en movimiento.

La “hidráulica”, por lo tanto, es un

adjetivo que implica que la palabra

está de alguna manera relacionada

con líquidos. Ejemplos pueden ser

encontrados en el uso diario de

“hidráulica” en conexión con elemen-

tos familiares como las gatas de

automóviles o los frenos.

La hidráulica incluye la manera de la

cual los líquidos actúan en los

tanques y las cañerías, se ocupa de

sus características, y explora ma-

neras de aprovechar las mismas. Hoy

el término hidráulica se emplea para

referirse a la transmisión, control de

fuerzas y movimientos por medio de

fluidos, es decir, se utilizan los

líquidos para la transmisión de

energía, en la mayoría de los casos

se trata de aceites minerales pero

también pueden emplearse otros

fluidos, como líquidos sintéticos,

agua o una emulsión agua-aceite.

La potencia fluida es un término que

fue creado para incluir la generación,

control, y el uso de la energía en

forma continua y eficaz de fluidos

bombeados o comprimidos (líquidos

o gases) cuando se utiliza esta

energía para proporcionar la fuerza y

Page 32: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

que los sistemas hidráulicos compa-

rables debido a factores de inercia

elevada y pérdidas por fricción. La

inercia es la resistencia al movimien-

to, acción o cambio.

El sistema hidráulico es más confia-

ble. A diferencia de otros sistemas

mencionados, el mismo no está suje-

to a cambios en el desempeño o a

fallas súbitas inesperadas.

El líquido confinado de un sistema

hidráulico opera como una barra de

acero al transmitir la fuerza. Sin em-

bargo, las partes móviles son livianas

y pueden ser puestas en movimiento

o paradas casi instantáneamente. El

sistema completo es muy manejable

por el control del operario.

Las líneas hidráulicas pueden ser

colocadas casi en cualquier lugar. A

diferencia de los sistemas mecánicos

que deben seguir recorridos rectos,

las líneas de un sistema hidráulico

pueden ser dirigidas alrededor de

obstáculos. Las ventajas de estas

características son fácilmente reco-

nocibles al estudiar las muchas locali-

zaciones de los componentes hidráu-

licos en varios tipos de aviones. Las

partes funcionales de un sistema

hidráulico son pequeñas en compara-

ción con aquellas de otros sistemas,

por lo tanto, el requerimiento de

espacio es comparativamente bajo.

Estos componentes pueden ser fácil-

mente conectados mediante líneas

de cualquier longitud o contorno. Las

mismas pueden ser separadas e

instaladas en espacios pequeños, sin

uso o fuera del camino. Áreas gran-

des con falta de uso para los siste-

mas hidráulicos con innecesarias, en

resumen, los requerimientos especia-

les de espacio son reducidos a un

mínimo.

El sistema hidráulico pesa relativa-

mente poco en comparación con la

cantidad de trabajo que hace. Un siste-

ma mecánico o eléctrico capaz de

hacer el mismo trabajo pesa considera-

blemente mas. Dado que el peso de la

carga no útil es un factor importante

sobre una aeronave, el sistema hidráu-

lico es ideal para el uso en aviación.

La mayoría de las partes de un sistema

hidráulico operan en un baño de

aceite. Los pocos componentes que no

requieren lubricación periódica son los

vínculos mecánicos del sistema.

Los registros de mantenimiento consis-

tentemente muestran que los ajustes y

las reparaciones de emergencia a las

partes de un sistema hidráulico son

necesarios con poca frecuencia.

El uso extenso de la hidráulica y de la

neumática para transmitir energía es

debido al hecho de que los sistemas

fluidos correctamente construidos

poseen un número de características

favorables. Eliminan la necesidad de

sistemas complicados de engranajes,

de levas, y de palancas. Los líquidos

usados no están sujetos a roturas al

igual que las piezas mecánicas, y los

mecanismos no se están expuestos a

un gran desgaste. Fuerzas muy gran-

des se pueden controlar por otras

más pequeñas y se pueden transmitir

a través de líneas y de orificios com-

parativamente pequeños.

El sistema puede proporcionar una

acción continua, flexible, uniforme y

sin vibraciones, y no es afectado por

variaciones de la carga. Además, los

sistemas de potencia fluida son

económicos para operar.

La pregunta que puede presentarse

es ¿Porqué usar la hidráulica en cier-

tos usos y neumática en otros?.

No hay reglas claras e inmediatas a

seguir; sin embargo, la experiencia

ha proporcionado conclusiones que

se consideran cuando se toman tales

decisiones.

Si la necesidad del sistema requiere

velocidad, una cantidad media de

presión, y solamente un control relati-

vamente exacto, un sistema neumáti-

co puede ser utilizado. Si el uso

requiere solamente una cantidad

media de presión y de un control más

preciso, una combinación de hidráuli-

ca y de neumática puede ser utiliza-

da. Si el uso requiere una gran canti-

dad de presión y/o control extrema-

damente exacto, un sistema hidráuli-

co deberá ser la opción a elegir.

La hidráulica y la neumática se com-

binan para algunos usos. Esta combi-

nación se refiere como hidroneumáti-

ca. Un ejemplo de esta combinación

es la elevación usada en garajes y

estaciones de gasolina. La presión

de aire se aplica a la superficie del

fluido hidráulico en un depósito. La

presión de aire fuerza el líquido

hidráulico a levantar el elevador.

Dentro de las aplicaciones se pueden

Página 32 T e x t o g u í a p r i m e r o m e d i o

Page 33: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Página 33 E d u c a c i ó n T e c n o l ó g i c a T é c n i c o P r o f e s i o n a l

aeroespaciales y aplicaciones nava-

les, por otro lado se pueden tener

aplicaciones en el campo de la medi-

cina y en general en todas aquellas

áreas en que se requiere movimien-

tos muy controlados y de alta preci-

sión.

La hidráulica y neumática tienen apli-

caciones tan variadas, que pueden

ser empleadas incluso en controles

escénicos (teatro), cinematografía,

parques de entretenciones, represas,

puentes levadizos, plataformas de

perforación submarina, ascensores,

mesas de levante de automóviles,

etc.

tancia contar con maquinaria especiali-

zada para controlar, impulsar, posicio-

nar y mecanizar elementos o materia-

les propios de la línea de producción,

para estos efectos se utiliza con regu-

laridad la energía proporcionada por

fluidos comprimidos. Se tiene entre

otros: maquinaria para la industria

plástica, máquinas herramientas,

maquinaria para la elaboración de

alimentos, equipamiento para robótica

y manipulación automatizada, equipo

para montaje industrial, maquinaria

para la minería y maquinaria para la

industria siderúrgica

Otras aplicaciones se pueden dar en

sistemas propios de vehículos automo-

tores, como automóviles, aplicaciones

distinguir dos, móviles e industriales.

Aplicaciones Móviles

El empleo de la energía proporciona-

da por el aire y aceite a presión, pue-

de aplicarse para transportar, exca-

var, levantar, perforar, manipular ma-

teriales, controlar e impulsar vehícu-

los móviles tales como: tractores,

grúas, retroexcavadoras, camiones

recolectores de basura, cargadores

frontales, frenos y suspensiones de

camiones, vehículos para la cons-

trucción y mantención de carreteras.

Aplicaciones Industriales

En la industria, es de primera impor-

C O N S T R U C C I O N D E U N S I S T E M A N E U M A T I C O - H I D R A U L I C O

tos más básicos como pueden ser un

par de jeringas una manguera para

peceras y unas amarras plásticas.

De esta manera podemos reemplazar

mangueras de alta presión, pistones ,

bombas o compresores.

Ahora para operar con mayor eficiencia

nuestro proyecto, los controles los de-

bemos hacer con jeringas más grandes

que las instaladas para operar. Esto

es con el fin de aplicar una fuerza

pequeña en el control y obtener el

máximo movimiento de la jeringa de

trabajo.

A modo de orientar la creación de un

proyecto operado con dispositivos

neumáticos o hidráulicos, es necesa-

rio poner en practica los conceptos

vistos inicialmente en esta unidad.

Como no podemos comprar elemen-

tos de uso industrial, ya que comer-

cialmente son muy costosos, debe-

mos emular estos con otros elemen-

Page 34: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

1.-Tomando como referencia la infor-

mación entregada en esta unidad,

deberán formar un equipo de trabajo

que investigará, diseñará y fabricará

un brazo controlado por jeringas.

2.-Al termino de la clase entregarán

al profesor en un formato A4, los bos-

quejos del proyecto brazo hidráulico,

indicando los materiales a utilizar.

3.-La próxima clase cada grupo en-

tregará un informe de construcción

de no más de 5 hojas, normalizadas

como formato A4, indicando el listado

Página 34 T e x t o g u í a p r i m e r o m e d i o

Estos modelos son de referencia,

pero pueden ayudar a planificar la

construcción de un brazo hidráulico

controlado por jeringas. Ninguno de

los dos casos cumplen con las condi-

ciones de funcionamiento entrega-

das.

A C T I V I D A D E S

P R O Y E C T O B R A Z O H I D R A U L I C O

de materiales, funcionamiento, planos

descriptivos del proyecto.

4.-Las condiciones del proyecto en

general son: Deberá construirse en

una base de madera terciada, masisa,

trupan, o cualquiera similar con dimen-

siones 300x300x12mm (ancho, largo,

espesor); Se debe considerar montar

los controles (Jeringas de comando) en

una caja fija montada en una esquina

de la base; El brazo debe estar forma-

do por un hombro giratorio, brazo, mu-

ñeca y tenaza simple, cumpliendo con

cuatro movimientos obligatorios; Para

los efectos de evaluación de funcio-

namiento debe cumplir con: tomar un

objeto desde una esquina de la base,

levantarla, girar en 90° y bajar el ob-

jeto.

5.Los materiales a utilizar en la cons-

trucción de la estructura, existe plena

libertad para aplicar el ingenio y tec-

nología disponible. Solo deben limitar

sus costos al mínimo y utilizar mayo-

ritariamente materiales económicos o

de deshecho.

s @ d i @ z FUENTES DE CONSULTA:

BEER FERDINAND y E. RUSSELL

JOHNSTON JR. “Mechanics for Engi-

neers: Statics and Dynamics, McGraw-

Hill, New York 1976.

DIAZ N SERGIO. “Apuntes de Opera-

dores Neumáticos” Asignatura de Edu-

cación Tecnológica, Lic. Industrial Dgo.

Matte Mesias, Chile 2008.

FORMAKIT. “Kit Multimaquetas: Activi-

dades”, Chile 2009.

www.sapiensman.com/neumatica ,

“Conceptos de Neumática e Hidráulica”

www.youtube.com/profesadiaz ,

“Videos de trabajos de aula con opera-

dores neumaticos-hidraulicos”

Page 35: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

transformación de la

electricidad en una

fuente de energía útil

para nuestro desarrollo

como sociedad.

Como son tantas las

aplicaciones, en esta unidad nos re-

feriremos a los elementos básicos

de los operadores eléctricos y sus

conexiones elementales.

U N I D A D 7 O P E R A D O R E S E L E C T R I C O S

limpia y eficiente en todo el mundo.

Esta energía fue descubierta en los

tiempos de la antigua Grecia, pero re-

cién comprendida y aplicada solo ex-

perimentalmente a mediados del siglo

XVIII, donde alcanza su mayor desa-

rrollo en los últimos 100 años, gracias

a las invenciones de diferentes científi-

cos e investigadores que hicieron posi-

ble que hoy exista luz, sonidos, movi-

mientos y otros efectos productos de la

La electricidad en nuestros días abar-

ca un sinfín de aplicaciones de las

que muchas veces no apreciamos

por la rutina y costumbre de su exis-

tencia.

El uso de este tipo de energía puede

ir desde el chispero de la cocina, has-

ta un enorme camión minero de los

grades yacimientos de nuestro país.

Por esto y mucho más es una de las

fuentes de energía más demandada,

C I R C U I T O E L E M E N T A L

Página 35 E d u c a c i ó n T e c n o l ó g i c a T é c n i c o P r o f e s i o n a l

lo visto en los párrafos anteriores,

podemos decir que existen dos cla-

ses básicas de pulsadores: Normal-

mente Abierto y Normalmente Cerra-

do.

El normalmente abierto, cierra sus

contactos mientras el operador esté

ejerciendo presión sobre su base. Al

dejar de presionar este se vuelve a

abrir, quedando en su estado normal.

El normalmente cerrado, se abre

cuando el operador lo pulsa y se

vuelve a cerrar cuando ya no hay

presión sobre él.

En la medida que avancemos en los

proyectos veremos otros tipos de

elementos de control.

CONSUMO

Los consumos son el fin para el cual

se construye un circuito eléctrico,

dando el nombre final del circuito.

Los consumos finalmente serán los

hasta que un operador humano cambie

su posición.

Se dice que el circuito está abierto

cuando no circula corriente. Esta con-

dición la puedes advertir con instru-

mentos de medición eléctrica o directa-

mente observando si el consumo no

está funcionando.

Si el consumo está operando, o en

nuestro caso la lámpara está encendi-

da, esto significa que por el circuito

circula corriente a causa de la acción

de cerrar el interruptor.

Otro dispositivo muy usado para nues-

tros proyectos son los pulsadores, es-

tos no tienen un enclavamiento como

el interruptor, sino un resorte que deja

al pulsador después de ejercer presión

sobre él en un estado “Normal”.

A partir de esta palabra y recordando

El circuito elemental se compone de

cinco elementos, en la medida que

los circuitos son más específicos se

pueden simplificar o hacer más ex-

tensos. Ahora, volviendo a este cir-

cuito elemental, sus componentes

son:

FUENTE DE ENERGIA

También se conoce como fuente de

poder o generador eléctrico. Esta

fuente de energía puede ser una ba-

tería, pila, transformador, tomaco-

rriente de la pared, entre muchas

otras alternativas. Para nuestros pro-

yectos utilizaremos con mayor regu-

laridad pilas de 1,5v o baterías de 9v

y es la encargada de abastecer de

energía al circuito eléctrico conectado

con el fin de energizar el consumo

final que transformará la energía

eléctrica en otro tipo de energía o

efecto físico.

ELEMENTO DE CONTROL

Pueden ser Interruptores, pulsadores,

sensores electrónicos, accionamien-

tos mecánicos, entre muchas otras

variables. Pero el fin inmediato de los

elementos de control es abrir o cerrar

un circuito. En el caso de nuestro

esquema, el circuito está controlado

por un interruptor, es decir, interrum-

pe el circuito de manera permanente

Interruptor

Batería 9v

Fusible

Lámpara

Page 36: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

que transformen la energía eléctrica

en otro tipo de energía o efecto que

será útil para nuestros fines. Si pen-

samos en la energía eléctrica como

tal, no sirve en su estado normal, al

contrario es peligrosa si no es mane-

jada con los debidos cuidados.

La electricidad la podemos transfor-

mar básicamente en luz, fuerza elec-

tromotriz y calor. Los otros efectos

como imagen, sonido, comunicacio-

nes, entre otras, son consecuencia

de circuitos más complejos desarro-

llados con electrónica.

Para nuestro circuito elemental vere-

mos tres consumos básicos, como

son: las lámparas, motores de co-

rriente continua y resistencias. Donde

las lámparas transforman la energía

eléctrica en luz, los motores la trans-

forman en fuerza y las resistencias

en calor.

PROTECCIONES

Las protecciones de un circuito exis-

ten con el fin de abrir el circuito cuan-

do funciona en condiciones anorma-

les. En el caso de nuestro circuito

elemental está representado por un

fusible que se “funde” cuando el con-

sumo o el circuito absorbe más co-

rriente de la normal, desenergizando

antes que se quemen los elementos

del circuito.

Página 36 T e x t o g u í a p r i m e r o m e d i o

Existen muchas otras protecciones

para circuitos de mayor potencia que

no solo protegen el circuito y sus com-

ponentes sino también a las personas

que los utilizan.

CONDUCTORES

Para entender la función de los con-

ductores antes debemos entender al-

gunos conceptos elementales sobre

electricidad.

La energía eléctrica se manifiesta físi-

camente como un flujo de electrones

que circulan por un cuerpo. Sabiendo

que el electrón es el elemento más

pequeño de la materia y es orbitarte de

un átomo. Entonces este flujo puede

ser originado por variaciones magnéti-

cas, roce, presión o químicamente co-

mo una pila.

A este flujo lo llamaremos “Corriente

Eléctrica”, designando la letra (I) para

identificarla y la (A) como unidad de

medida, que significa Amper.

Para que en circuito se manifieste una

corriente eléctrica es necesario contar

con otra variable. La llamaremos ten-

sión eléctrica, que físicamente se ma-

nifiesta como una diferencia de poten-

cial. Es decir una batería tiene un polo

(+) y otro (-), que representan a los

átomos saturados de electrones o la

sobre acumulación de electrones en el

lado (+), mientras que en el lado(-) los

átomos carecen de electrones. A esta

diferencia le llamaremos diferencia de

potencial eléctrico. identificándola con

la letra (V) y su unidad de medida es el

voltio (v)

Lo normal es que las cargas eléctricas

tiendan al equilibrio y para esto necesi-

tan ser “conducidas”. Cuando encuen-

tran un camino , se crea un flujo de

electrones que dan origen a la corrien-

te eléctrica. Ahora si no existe diferen-

cia de potencial, tampoco existirá una

corriente, lo que los hace directamente

proporcionales.

Ahora cuando hablamos de conducir

la electricidad, nos referimos a los

elementos físicos que permiten que

circule una corriente eléctrica por

ellos oponiendo una resistencia muy

baja. Como por ejemplo los metales

con los que fabrican alambres o ca-

bles. Estos alambres además poseen

una capa de plástico protector sobre

ellos, que no deja circular la electrici-

dad. A estos materiales los denomi-

naremos “Aislantes” y su particulari-

dad es que son cuerpos con una re-

sistencia muy alta.

Pero bien, entonces a partir de este

último párrafo, podemos deducir que

la resistencia es la oposición al paso

de la corriente, por eso que los con-

ductores eléctricos tienen una resis-

tencia muy baja y dejan pasar elec-

trones casi libremente por ellos, en

cambio los aislantes tienen una resis-

tencia tan alta que no dejan pasar

electrones. La resistencia la identifi-

caremos con la letra (R) y la unidad

de medida es el Ohm, representada

por la letra griega omega (Ω)

Con todo esto se fundamenta la prin-

cipal teoría eléctrica que llamamos la

“Ley de Ohm” que dice : “La corriente

eléctrica de un circuito es directa-

mente proporcional a la tensión e

inversamente proporcional a la resis-

tencia conectada…”

Representada por la ecuación:

Finalmente, los conductores son los

materiales más importantes para

crear un circuito eléctrico, con ellos

podemos conducir la corriente eléctri-

ca uniendo cada uno de los compo-

nentes básicos de nuestro circuito

elemental.

R

VI

Page 37: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

DESCRIPCION

S I M B O L O G I A E L E C T R I C A N O R M A L I Z A D A

ELEMENTO FISICO SIMBOLO

Página 37 E d u c a c i ó n T e c n o l ó g i c a T é c n i c o P r o f e s i o n a l

Portalámparas

Motor miniatura de corriente continua

M

Resistor o resistencia eléctrica

Interruptor

Pulsador normalmente abierto

Pulsador normalmente cerrado

Fusible

Batería 9 v

Page 38: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

AR

VI

R

T

TT

T

19

9

9

18

1

18

1

1

CIRCUITO SERIE

El circuito serie es la conexión conse-

cutiva de dos o mas cargas, por las

que circulará la misma corriente eléc-

trica en cada componente conectado.

Página 38 T e x t o g u í a p r i m e r o m e d i o

La corriente total del circuito será equi-

valente a la suma de cada una de las

corrientes parciales conectadas al cir-

cuito.

CIRCUITO PARALELO

En este tipo de conexión las cargas

se conectan directamente a la fuente

de tensión a cada una de sus termi-

nales. Pueden conectarse dos o mas

cargas y todas estarán al mismo va-

lor de voltaje.

C I R C U I T O S E L E C T R I C O S B A S I C O S

El voltaje total aplicado por la fuente

de poder se distribuye proporcional-

mente entre las cargas y la suma de

las tensiones parciales debe ser igual

a la tensión total aplicada.

La resistencia total equivalente del

circuito es igual a la suma de cada

carga conectada al circuito.

NT IIII ....21 NT VVVV ......21 NT RRRR ......21

EJEMPLO:

Conectamos 3 lámparas de 3v en

serie a una bateria de 9v. Si sabemos

que cada lámpara tiere una resisten-

cia de 11 Ω . ¿Cuánta corriente circu-

la por el circuito?

SOLUCION:

AI

R

VI

R

R

T

T

TT

T

T

27,0

33

9

33

111111

ESQUEMA ELECTRICO

Vt=9 V

It=0,27A

La resistencia total equivalente será el in-

verso de la suma de los inversos de cada

resistencia conectada.

NT VVVV ......21 NT IIII ....21 N

T

RRR

R1

...11

1

21

EJEMPLO:

Si conectamos dos motores en para-

lelo a una bateria de 9v y cada motor

tiene una resistencia de 18 Ω¿Cuánta

corriente circula por el circuito?

SOLUCION:

ESQUEMA PICTORICO

ESQUEMA ELECTRICO ESQUEMA PICTORICO

M M

Vt=9 V

It=1A

I1=0,5A I2=0,5A

Page 39: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Armadura

Colector

Escobillas

F U N C I O N A M I E N T O D E M O T O R E S D C

Los motores eléctricos son máquinas

que transforman la energía eléctrica

en un movimiento circular que luego

pude ser usada para operar sobre

aparejos o artilugios que realizan un

trabajo mecánico.

Esta propiedad de los motores se

basa en la teoría del magnetismo y

aplicables al electromagnetismo, que

dice que polos magnéticos diferentes

se atraen y polos similares se repe-

len.

Ahora si nos enfocamos en nuestros

pequeños motores, que luego usarán

en los proyectos, procedemos a in-

C O N T R O L D E M O T O R E S D C

Página 39 E d u c a c i ó n T e c n o l ó g i c a T é c n i c o

El interruptor conmutador tiene la

propiedad de abrir el circuito entre el

contacto común y uno de sus extre-

mos, a la vez que cierra el contacto

común con el extremo opuesto. Aho-

ra si es doble, hace esta función en

dos comunes y sus respectivos con-

tactos abiertos y cerrados.

cambiar las polaridades de la conexión

eléctrica.

Pero si deseamos estar constantemen-

te cambiando el sentido de giro, esto

seria muy complicado, entonces debe-

mos utilizar un interruptor especial.

Para este caso debe ser un interruptor

conmutador doble, si bien el nombre

asusta en realidad es igual a un inter-

ruptor simple pero con seis contactos

en su base.

vestigar como están hechos. Nos dare-

mos cuenta que en su interior poseen

dos imanes permanentes pegados al

chasis fijo del motor, que en adelante

llamaremos “Campo de excitación” y

que crean un campo magnético cons-

tante en el motor.

La otra parte de este motor es el indu-

cido que tiene un núcleo de hierro don-

de alrededor se enrollan unas peque-

ñas bobinas de alambre que se conec-

tan a unas láminas de cobre ubicadas

en un anillo en un extremo del eje. Es-

tas láminas se denominan “Delgas” y

en su conjunto como anillo lo llamare-

mos “Colector”. En la tapa plástica hay

dos láminas de cobre que al momento

de montar todos los componentes

hacen contacto con el colector, a estas

láminas las llamaremos “Escobillas” y

son las encargadas de conducir la

energía eléctrica a las bobinas del in-

ducido.

¿Qué ocurre en el inducido cuando

energizamos el motor?, es simple,

cuando por un alambre circula una co-

rriente eléctrica, por él se creará un

pequeño campo electromagnético,

entonces si este alambre lo enrolla-

mos varias veces estaremos creando

un campo magnético que se compor-

ta como un imán permanente. Si re-

cuerdas la teoría de campos magné-

ticos anterior, lo que ocurrirá es que

se creará un polo sur en el inducido

justo frente al polo sur del “Campo de

excitación” y un norte del inducido

frente al norte del campo. En ese

momento se generará el torque de

partida que se repetirá consecutiva-

mente dando origen a un movimiento

rotatorio del inducido.

Finalmente el motor sigue funcionan-

do por que siempre sus bobinas

tendrán la misma polaridad del cam-

po gracias a el colector que electro-

mecánicamente cambia la polaridad

de las bobinas.

El motor de corriente continua gira en

el sentido como se encuentre polari-

zado. Entonces si queremos invertir

el sentido de giro, solo debemos

Común 1

Común 2

Page 40: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

1 0

2

Para hacer un inversor de giro de un

motor de corriente continua, solo ne-

cesitas hacer dos puentes de alam-

Página 40 T e x t o g u í a p r i m e r o m e d i o

3.3.-Tenemos que conectar un motor,

una lámpara y un resistor en serie. Ca-

da elemento registra un voltaje de 1,5v,

3,5v y 2 v respectivamente. Si por el

circuito circula una corriente total de

0,02 A ¿Qué valor resistivo tiene cada

elemento conectado?, ¿Cuánto es el

voltaje de la batería y el valor de la

resistencia total del circuito?.

3.4.-Tenemos 3 lámparas para iluminar

una maqueta de grúa. Cada lámpara

consume una corriente de 0,015 A y

las conectamos en paralelo a una ba-

tería de 4,5v ¿Cuánto es el valor de la

resistencia equivalente o total del cir-

cuito de lámparas?, ¿Cuanta corriente

consume el circuito total?, ¿A cuanto

aumenta la corriente del circuito si co-

nectamos dos lámparas más?.

3.5.-Necesitamos hacer una guirnalda

de luces para un árbol de pascua. Las

luces se deben conectar a 220v de la

red, pero las lamparitas solo soportan

7v cada una. ¿Cómo conectamos las

lamparitas a este voltaje?, ¿Cuántas

lamparitas necesito conectar para que

no se quemen?, ¿Qué resistencia tiene

cada lamparita si la corriente consumi-

da por el circuito es de 0,114 A?

4.-Debes organizar un equipo de traba-

jo de no más de 3 personas para cons-

Después de estudiar esta unidad,

realiza las siguientes actividades indi-

viduales.

1.-Investiga en diversos medios so-

bre científicos e inventores que apor-

taron al estudio y desarrollo de la

electricidad en la historia.

2.-Con esta información presenta a

los dos personajes que más te llamen

la atención, en un formato A4 con un

resumen de cada uno, más una ilus-

tración del personaje ubicado en un

cuadro de 50x50mm. Recuerda que

debes escribir con letra imprenta

mayúsculas de 5mm de alto y el tra-

bajo se entrega la próxima clase.

3.-Desarrolla los siguientes proble-

mas en formatos A4 con desarrollo,

esquema eléctrico, esquema pictórico

y entrégalo al termino de la clase al

profesor.

3.1.-Tenemos un motor eléctrico con

una resistencia interna de 3,5 Ω y

cuando funciona registra una corrien-

te de 0,428 A. ¿Qué voltaje tiene la

batería del circuito?

3.2.-Si una lámpara de linterna se

conecta a una pila de 3v y consume

una corriente de 0,2 A ¿Qué resisten-

cia tiene la lámpara?.

A C T I V I D A D E S

bre entre los contactos del interruptor.

Con este circuito es posible accionar

un motor para que gire en un sentido y

luego al mover el interruptor gire en

sentido contrario, pero nunca se de-

tiene. Si queremos que el motor se

detenga, el interruptor debe ser de

tres posiciones. Es decir una para

activar los contactos comunes con

los de un extremo; otra donde no

haga contacto con ningún extremo, a

este le llamaremos posición neutra y

la última que activa los contactos

comunes con el extremo opuesto.

Esta función es útil para tener un

control completo del motor y poder

detenerlo cuando sea necesario.

truir desde la próxima clase un carro

eléctrico propulsado por dos motores

de 3v y controlado con dos interrup-

tores conmutadores de doble contac-

to y tres posiciones.

5.-La próxima clase deben traer los

materiales para crear un chasis livia-

no y hacer los circuitos de control del

carro eléctrico.

MATERIALES PROYECTO

2.-Interruptores conmutadores de

doble contacto tres posiciones.

2.-Motores de 3v

1.Portapilas de 4 x “AA”

2.-Palos de maqueta redondo

de5mm de diámetro.

1.-Madera terciada de 10x7cm y no

más de 3mm de espesor.

2.-Metros de cable para línea tele-

fónica con 4 hebras de alambre.

Soldadura para electrónica con resi-

na, barras de silicona caliente y

cartón.

HERRAMIENTAS

Cautín de 30w, pistola de silicona

caliente, tijeras, sierra escolar, com-

pas, y regla.

Page 41: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

P R O Y E C T O C A R R O E L E C T R I C O

con el fin de poder dirigir el móvil sin la

necesidad de un control adicional para

un volante de dirección.

Las transmisiones deben ser con pole-

as, debido a que los motores no gene-

ran el torque suficiente para sacar de

la inercia al carro, por muy liviano que

este sea, esto obliga a reducir la velo-

cidad del motor para aumentar el tor-

que. Debes recordar los conceptos

estudiados en la unidad 5 de operado-

res mecánicos y ponerlos en practica

con este proyecto.

El bosquejo siguiente es sólo referen-

cial, pero válido para los que quieran

seguir el método constructivo del carro.

La base de este carro es un trozo de

La estructura del carro debe ser livia-

na y resistente para montar mecanis-

mos que permitan la transmisión del

movimiento generado por el motor

hacia las ruedas de nuestro carro.

El formato de propulsión será del tipo

diferencial. Esto quiere decir que la

rueda derecha es independiente del

sentido de giro a la rueda izquierda,

C I R C U I T O D E C O N T R O L C A R R O E L E C T R I C O

Página 41 E d u c a c i ó n T e c n o l ó g i c a T é c n i c o P r o f e s i o n a l

móntalo en la estructura del carro

eléctrico como esta indicado anterior-

mente.

Con estos materiales y con la ayuda de

un cautín más soldadura, realiza el

siguiente esquema de conexión y

Polea volante

Polea rueda

Motores

Eje elevado

Tubo de lápiz

pasta

Polea

madera terciada delgada de

100x70mm; los ejes de las poleas

son palos de maqueta redondos de

5mm diámetro; las poleas volantes

se fabrican con círculos de cartón u

otro material liviano y manipulable, el

cubo de todas las poleas se hará con

un trozo de tubo de lápiz pasta o algo

que le parezca. El pegamento a usar

para todas las piezas es silicona ca-

liente.

Motor Eje elevado

El circuito de control se compone de

dos inversores de giro de motor de

corriente continua, recordemos que el

carro es de propulsión diferencial por

lo que cada rueda se mueve por se-

parado.

Para construir el control maestro ne-

cesitaremos dos interruptores conmu-

tadores doble contacto y tres posicio-

nes, dos motores de corriente conti-

nua de 3v, un porta pilas de

4x“AA” (para 4 pilas “AA”) y un par de

metros de cable telefónico de cuatro

hebras de alambre.

Page 42: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Para realizar las conexiones del pro-

yecto es necesario utilizar un cautín

tipo lápiz de no más de 30w para no

dañar los componentes que se

unirán.

Para unir los alambres al interruptor y

motor, es necesario estañar las pun-

tas de éstos antes de soldarlos.

La soldadura de estaño que debemos

utilizar para esta tarea debe ser del

tipo 60-40, que significa un 60% de

estaño y un 40% de plomo y además

con alma de resina. Esta resina per-

mite ligar mejor la soldadura con el

alambre o lámina que deseamos es-

tañar y se aplica en el momento que

derretimos una gota de soldadura

con el cautín, en esa gota también va

una porción de resina que hace con-

tacto con la superficie a soldar.

Para estañar un alambre, comenza-

mos con verificar que el cautín tenga

la punta limpia y con la temperatura

que permita derretir la soldadura. Si

la punta del soldador está sucia se

debe limpiar con una esponja untada

en resina liquida, o bien pasando una

lija para sacar las impurezas (Esto

siempre que no sea de punta plata).

Con la punta del cautín en condicio-

nes, se aplica calor al alambre duran-

te unos dos a tres segundos, sin reti-

rar la punta del cautín y se aplica la

soldadura hasta derretir una gota so-

Página 42 T e x t o g u í a p r i m e r o

E S T A Ñ A D O Y S O L D A D U R A

bre el alambre o contacto, dejando la

punta del cautín por otros dos segun-

dos más para asegurar el estañado.

Finalizado el procedimiento retiramos

el cautín y esperamos que se enfríe el

alambre, sin soplar para no hacer fisu-

ras en el estaño.

Si tenemos el alambre y el contacto

estañado solo nos queda aplicar calor

nuevamente con el cautín a los dos

elementos conjuntamente durante dos

segundos, agregar una gota más de

soldadura y retirar el soldador para

enfriar las piezas, sin moverlas ni so-

plarlas. De este modo acabas de sol-

dar un alambre a un contacto del inter-

ruptor o motor.

s @ d i @ z FUENTES DE CONSULTA:

DIAZ N SERGIO. “Operadores eléctri-

cos” Asignatura de Educación Tecnoló-

gica, CETP, Chile 2002.

FORMAKIT. “Kit Multimaquetas: Activi-

dades”, Chile 2009.

GUERRA C. FRANCISCO.“Operadores

eléctricos”, Educación Tecnológica,

Liceo Ind. Dgo. Matte Mesías, Chile

2006.

www.youtube.com/profesadiaz ,

“Videos de circuitos eléctricos GITEC”

Un dato importante es que no debes

aplicar temperatura por periodos ex-

tensos a los contactos del interruptor

o el motor, por que provocarás defor-

maciones en sus bases de plástico

dejándolo inutilizable. Lo recomenda-

ble es no exponer por más de seis

segundos la aplicación de calor con

un soldador.

Finalmente, debes preocuparte de

mantener limpia la punta del soldador

rociándole resina liquida o Flux y fro-

tarlo en una esponja o bien pasar

una lija para eliminar las impurezas.

Page 43: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

U N I D A D 8 O P E R A D O R E S E L E C T R O N I C O S B Á S I C O S

Los operadores electrónicos son una

derivación de los operadores eléctri-

cos, que trabajan generalmente con

valores de energía más reducida y

con un nivel de complejidad mayor

que obliga a tener mayor concentra-

ción en el montaje de un proyecto

electrónico, como un conocimiento

más acabado del manejo de la elec-

tricidad.

Los componentes que estudiaremos

en esta unidad corresponden a un

nivel básico de aprendizaje para

desarrollar proyectos de electrónica

analógica que servirán para com-

C O M P O N E N T E S E L E C T R O N I C O S

Página 43 E d u c a c i ó n T e c n o l ó g i c a T é c n i c o P r o f e s i o n a l

FORESISTENCIA

Es una resistencia especial creada

con un material que es sensible a la

luz, esto permite que este componen-

te varíe su nivel resistivo según el

nivel de exposición a los fotones del

ambiente.

POTENCIOMETRO

Es una resistencia variable que permite

ajustar su valor para funciones especí-

ficas de algunos circuitos. Funcionan

con muy poca corriente, por lo que no

se recomienda para controlar cargas

de alto consumo como motores o

lámparas grandes.

prender el funcionamiento parcial de

los fenómenos elementales para crear

efectos de luces o sonidos.

Para la tranquilidad de ustedes, los

experimentos propuestos en esta uni-

dad están debidamente probados y

son de un valor económico bajo, con

posibilidad de encontrar todos los ele-

mentos en el mercado para hacer

reemplazos o reparaciones por desper-

fectos causados por errores de

conexión o mala manipulación. Propios

del proceso de aprender haciendo en

el que está basado este texto guía.

El éxito en el desarrollo de cada pro-

yecto propuesto de ahora en adelante

será de entera responsabilidad tuya,

por lo que debes seguir las instruccio-

nes operacionales de cada proyecto,

así como las recomendaciones de

montajes de los elementos. Con cual-

quier experimento, uno de los errores

más recurrentes es la conexión in-

correcta de algún componente del

circuito. A modo de ayuda sigue la

lista de chequeo mientras comparas

tu circuito con el esquema eléctrico.

*La Batería no tiene energía o está

mal conectada.

*Cables y componentes principales

conectados en pines equivocados.

*Transistores al revés o no corres-

ponden a la serie señalada.

*Circuito integrado instalado al revés.

*LEDs al revés o sueltos

*Condensador de disco mal dimen-

sionado.

*Condensador electrolítico mal polari-

zado o de capacidad incompatible.

*Componentes en mal estado si los

pasos anteriores están chequeados.

Es necesario reconocer el aspecto

físico, simbología y función de cada

uno de los diferentes componentes

electrónicos analógicos con los que

trabajaremos en los proyectos de

esta unidad.

RESISTENCIA O RESISTOR

Ya en los operadores eléctricos vi-

mos una aproximación de la resisten-

cia, su función principal es limitar o

controlar la corriente eléctrica que

fluye por un circuito.

Page 44: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

C106D

G A K

CONDENSADOR CERÁMICO

Actúan como pequeños acumulado-

res de energía eléctrica, similar a una

batería, para después descargarla en

el circuito cuando este no tiene pre-

sencia de energía. Este tipo de con-

densador es varía en niveles de ca-

pacidad muy bajos, pero son utiliza-

dos en muchas aplicaciones domésti-

cas como filtros de electrodomésticos

o en los partidores de las lámparas

electrónica de ahorro de consumo.

CONDENSADOR ELECTROLITICO

Su funcionamiento es similar al con-

densador cerámico, pero posee po-

laridad de conexión, si llegas a polari-

zar mal este componente puedes

destruirlo o causar daños al resto de

los componentes del circuito. Estos

condensadores son de capacidades

grandes y sus aplicaciones son tan

variadas como los anteriores.

DIODO

Estos componentes están formados

por una juntura de dos semiconducto-

res contaminados electrónicamente.

De esta manera ganan la propiedad

de conducir la corriente en un solo

sentido, por lo que si conectas un

diodo a la inversa (al revés) es posi-

ble que el circuito no funciones como

esperas, ahora si sobrepasas el nivel

Página 44 T e x t o g u í a p r i m e r o m e d i o

de energía que soporta puedes que-

mar este componente. Verifica que la

corriente siempre valla en sentido de la

flecha del diodo.

LED

Son una clase especial de diodos que

permiten emitir luz. Los colores de

éstos dependen del color difuso de su

capsula plástica o si son cristalinos

dependerá de la combinación de meta-

les entre sus electrodos. Estos diodos

no funcionan si son polarizados a la

inversa y utilizan muy poca energía

para funcionar y si los conectas direc-

tamente a una batería se queman.

SCR (SILICON CONTROLLED RECTI-

FIER)

En español es rectificador controlado

de silicio. Es un diodo rectificador que

permite la circulación de corriente sólo

en un sentido y siempre y cuando se

aplique un pulso de voltaje positivo en

su terminal Gate o puerta.

Poseen tres terminales que se llaman:

Ánodo (+), Cátodo(-) y Puerta. Cuando

por el SCR deja de circular corriente

este se abre siendo necesario volver a

aplicar un voltaje positivo en el terminal

gate.

TRANSISTOR

Es una juntura especial de tres capas

de semiconductores, que permiten

conmutar como interruptores de esta-

do sólido o amplificadores. Se identi-

fican tres partes de estos componen-

tes que son: Emisor, Base y Colector.

La base es la parte sensible que se

activa con pequeñas señales de co-

rriente. Cuando la base está activa

permite la circulación de corriente

entre el Emisor y el Colector. La co-

rriente que puede circular entre ellos

es mucho mayor que la que necesita

la base para activarse. De acuerdo a

su fabricación pueden ser PNP o

NPN.

CIRCUITO INTEGRADO

En su interior contienen muchas ca-

pas de componentes interconectados

en una pequeña capsula. Cada cir-

cuito integrado efectúa una función

distinta de acuerdo a su diseño y se

identifican como todos los compo-

nentes electrónicos por medio de

códigos de letras y números.

A K

G

E B

C

C B

E

NPN

C B

E

PNP

2N 3904

2N 3906

555

Page 45: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

C O D I G O D E C O L O R E S P A R A R E S I S T E N C I A S

grande que tendería al infinito… esto

se traduce en un corto circuito.

Entonces para averiguar que valor de

resistencia tienen estos componentes

se inventó un código de anillos de colo-

res, donde cada color tiene un valor

numérico, así como cada anillo repre-

senta una cifra o número de ceros a la

Este código nos permite reconocer el

valor resistivo de los resistores o re-

sistencias. Recordemos que la resis-

tencia es la oposición al paso de los

electrones, por lo que si el valor es

muy alto de la resistencia esta dejará

pasar muy poca corriente. Y al con-

trario, si un circuito no posee una car-

ga o resistencia, la corriente sería tan

U S O D E L P R O T O B O A R D

Página 45 E d u c a c i ó n T e c n o l ó g i c a T é c n i c o P r o f e s i o n a l

hacer los puentes con trozos de

alambre cuando no sea posible coin-

cidir con los puentes de la Tabla de

pruebas.

Al momento de construir un proyecto

según un esquema eléctrico, debes

tener la precaución de colocar bien los

componentes sobre el protoboard y

derecha. Siempre la primer y segun-

do anillo representan una cifra y la

tercera es la cantidad de coros a la

derecha, obteniéndose un valor

numérico en ohms (Ω).

La cuarta banda indica la tolerancia

de variación del valor resistivo, esto

es como la precisión del valor final

del componente.

Este método se inventó con el fin de

hacer las lecturas más rápidas y evi-

tar imprimir números muy largos en

espacios demasiado pequeños lo

que resultaría en inscripciones muy

chicas que no se podrían leer.

Este dispositivo permite montar com-

ponentes electrónicos sin la necesi-

dad de soldarlos en una placa de cir-

cuito impreso. La garantía es eviden-

te, en el tiempo de montaje de un

proyecto para comprobar su funcio-

namiento antes de realizarlo de modo

definitivo. Nos permite reutilizar los

componentes para hacer más de un

experimento en la misma tabla de

pruebas.

Ahora esta base de trabajo tiene

muchos puntos perforados y en su

interior unidos por una barra metálica

que puentea cada hilera de puntos.

1° Número

2° Numero

Multiplicador

Tolerancia

Page 46: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Para verificar el funcionamiento de

los componentes estudiados y poner

en practica los conocimientos realiza

la siguiente serie de experimentos en

un protoboard y luego responde el

cuestionario final.

LED INDICADOR

Monta el circuito del esquema en el

protoboard y energízalo con una ba-

tería de 9v.

Luego reemplaza la resistencia con la

serie de resistencias sugeridas y ob-

serva los cambios.

Página 46 T e x t o g u í a p r i m e r o m e d i o

negro, o bien hace un tubo negro de

cartulina para cubrir la fotorresistencia.

Retira de a poco la tapa y observa los

cambios en el estado lumínico del

LED.

COMPORTAMIENTO DE SEMICON-

DUCTORES.

En esta serie de experimentos mon-

tarás y observarás el comportamiento

de los componentes construidos con

materiales semiconductores.

Monta los siguientes dos circuitos y

observa los cambios en el circuito.

E X P E R I M E N T O S D E I N I C I O

R1

LED 9v

R1= 100 Ω; 220 Ω; 1000 Ω; 6800 Ω

Modifica el circuito y agrega un po-

tenciómetro de 100 kΩ en serie al

circuito. Modifica la posición del eje

del potenciómetro y observa los cam-

bios en el brillo del LED

R1

LED 9v

R2

Finalizando esta serie de exploración

de los circuitos resistivos modifica el

circuito nuevamente reemplaza el

potenciómetro R2 por una fotorresis-

tencia.

Cuando energices el circuito toma

una tapa de lápiz pintada de color

R1

LED 9v

R2

ACUMULADOR DE ELECTRONES

Monta el circuito propuesto en el es-

quema y reemplaza el condensador

electrolítico C1 por los valores señala-

dos.

El procedimiento es simple, debes

montar el circuito en el protoboard,

energizar durante unos 5 segundos y

luego desconectas la batería. Repite

esto con cada condensador y observa

como se comporta el LED.

R1

LED 9v C1

R2

C1= 10 µF; 100 µF; 1000 µF

R1=220 Ω

R2=1 kΩ

Prueba cambiando el C1 por conden-

sadores cerámicos y observa el com-

portamiento del circuito.

R1=220 Ω ; D1= 1N4007

R1

LED 9v

D1

R1

LED 9v

D1

Ahora verás el comportamiento de un

SCR en su circuito equivalente de

prueba. Conéctalo y verifica como

funciona un rectificador controlado

por silicio, tomando como guía la ma-

teria vista en esta unidad.

R1

LED 1

9v

D1

R2

LED 2

S1

R1=220 Ω ; R2= 220 Ω; D1=C106D y

S1= Pulsador N.A.

Page 47: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

En los dos circuitos siguientes, ten la

precaución de invertir la polaridad de

la batería y cambiar el tipo de transis-

tor.

Finalizando esta serie de experimen-

tos conectarás los siguientes circui-

tos de transistores y comprobarás las

diferencias que existen entre ellos

aunque se parezcan físicamente.

Página 47 E d u c a c i ó n T e c n o l ó g i c a T é c n i c o P r o f e s i o n a l

15.-¿Qué observa de los dos prime-

ros circuitos de transistores?

16.-¿Cómo explica que no funcione

uno de los circuitos propuestos? Fun-

damente.

17.-¿Qué diferencias se establecen

entre un circuito con transistor NPN y

otro PNP??

18.-Si reemplazamos la R2 de los

dos circuitos de transistores que ope-

ran al 100%, por una fotorresistencia

¿Qué observa en el comportamiento

del LED 1?

19.-Si al primer circuito de transisto-

res colocamos un condensador elec-

trolítico de 100 µF entre base y emi-

sor ¿Qué cambios observa si el po-

tenciómetro lo deja en la resistencia

mas baja durante un tiempo y luego

lo abre al valor más alto?

20.-Si repite este ejercicio en lapsos

de 5 segundos, de girar completa-

mente el potenciómetro a un extremo

y luego de 5 segundos al otro extre-

mo… ¿Qué cambios observa respec-

to al circuito original?

21.-¿Cómo se puede hacer este

efecto con el circuito del transistor

2N3906?

22.-¿Qué ocurre con el funciona-

miento del circuito si sacamos el LED

2 y conectamos la base al potenció-

metro?

R2

9v

LED 1

LED 2

R1

TR1

R1=220 Ω; R2=10kΩ; TR1=2N3904

R2

9v

LED 1

LED 2

R1

TR1

R2

9v

LED 1

LED 2

R1

TR1

R2

9v

LED 1

LED 2

R1

TR1

R1=220 Ω; R2=10kΩ; TR1=2N3906

PREGUNTAS

1.-¿Qué observas cambios observas

en el primer experimento cuando cam-

bias las resistencias?

2.-Explica que relación tiene el com-

portamiento observado con la cantidad

de corriente que circula por el circuito.

3.-Si inviertes la polaridad de la batería

en cualquiera de los tres primeros ex-

perimentos ¿Enciende el LED?, funda-

mente su respuesta.

4.-¿Qué diferencias y semejanzas

existen entre el circuito con potenció-

metro y la fotorresistencia?

5.-¿Qué cambios se observan en el

LED en el experimento de los conden-

sadores?

6.-¿Qué fenómeno eléctrico ocurre en

un condensador que explica el compor-

tamiento del experimento?

7.-Averigua por que los condensadores

electrolíticos no pueden polarizarse a

la inversa.

8.-¿Qué diferencias observó entre los

condensadores electrolíticos y los

cerámicos aplicados al experimento?

9.-En el experimento de los condensa-

dores que ocurre si colocamos dos

condensadores de 1000 µF en parale-

lo.

10.-En el experimento del diodo

1N4007, ¿Qué puede opinar del com-

portamiento observado? Fundamente

su respuesta.

11.-En el circuito de prueba del SCR

¿Cómo se prende el LED1?

12.-¿Qué pasa si se cierra S1 después

de encendido el LED 1?

13.-¿Qué indica el LED 2?

14.-¿Cómo se apaga el LED 1 sin des-

conectar la batería?

Page 48: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Para finalizar esta unidad y demos-

trar tus conocimientos y habilidades

adquiridas construirás este simple

proyecto electrónico que usarás en el

último de los proyectos de este curso.

Este proyecto está básicamente con

el circuito integrado NE555, trabajan-

do como reloj. Dos pares de LED con

polaridades opuestas, son conecta-

dos a la salida del reloj dando un

Página 48 T e x t o g u í a p r i m e r o m e d i o

efecto de alternancia entre ellos.

MATERIALES

1.-Integrado NE555

2.-Resistencia 220 Ω, 1/4w

1.-Resistencia 6,8 KΩ, 1/4w

1.-Resistencia 33 KΩ, 1/4w

1.-Condensador electrolítico 47

µF/16v

2.-LED difusos 5mm Rojos

2.-LED difusos 5mm Verdes

1.-Conector clip para batería

1.-Base porta integrado de 8 pines

1.-Placa virgen para circuito impreso

1.-Lamina de transferencia de circuito

impreso por temperatura.

125.-cc Acido percloruro férrico.

1.-Metro de soldadura para electróni-

ca con alma de resina.

1.-Virutilla fina

1.-Broca de 1mm

P R O Y E C T O L U C E S I N T E R M I T E N T E S

555 9v

33K

6,8K

220

220

47u

3

4 8

7

6

2

1

2.-Ubicar sobre la placa la transparen-

cia con el diseño del circuito impreso,

dejando el lado áspero del tóner contra

la placa y el lado suave hacia arriba.

3.-Colocar una toalla de papel sobre la

lámina del circuito, sin moverla de su

centro.

Este proceso es el más importante en

la construcción de un proyecto de

electrónica, basta que una de las pis-

tas queda mal traspasada y el pro-

yecto no funcionará.

El método de termo transferencia es

muy sencillo pero es necesario seguir

los pasos al pie de la letra.

1.-Pulir la placa con un poco de viruti-

lla fina hasta sacar la totalidad de

impurezas. No debes colocar los de-

dos sobre esta o impregnarás tus

huellas.

4.-Montar una plancha a temperatura

media-alta sobre la toalla de papel pa-

ra aplicar calor directo a la lámina de

acetato y hacer que el tóner se adhiera

a la placa de cobre. Esto hazlo durante

unos 30 segundos y luego empieza a

mover la plancha para pegar de modo

homogéneo todas las pistas durante

unos 2 minutos.

F A B R I C A C I O N D E P C B

5.-Deja enfriar la placa y repite el

proceso de la plancha otros dos mi-

nutos más.

6.-Cuando termines de hacer unas

dos o tres veces esto, deja enfriar

completamente la placa y retira la

lámina de acetato que tenía el dibujo

del circuito.

Page 49: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

9.-Retirar del acido y lavar en abun-

dante agua para evitar que el acido

siga actuando.

7.-Corrige con un plumón de tinta

permanente y punta fina, las imper-

fecciones de las pistas o marcas de-

fectuosas del proceso.

S O L D A D U R A D E C O M P O N E N T E S E L E C T R O N I C O S

5.-Retirar la punta del cautín hacia

arriba, sin mover los componentes ni

soplar la soldadura. Esta debe que-

dar de color plateado brillante,

homogénea con forma de cono, sin

grumos opacos ni bolitas de estaño.

10.-Pulir la placa, marcar los puntos

de perforación y taladrar con una

broca de 1mm.

Página 49 E d u c a c i ó n T e c n o l ó g i c a T é c n i c o P r o f e s i o n a l

8.-Dejar flotando la placa en el acido

corrosivo cara abajo hasta que solo

queden las pistas con tinta negra y el

cobre sobrante se halla quemado con

el acido.

4.-Aplicar la soldadura de estaño con

alma de resina, derritiendo una gota

sobre el punto de unión y seguir calen-

tando durante otros dos segundos.

lor con la punta del cautín a la pista de

cobre y al alambre del componente a

unir, durante unos dos segundos.

El proceso de soldadura no es muy

diferente al explicado en la unidad

anterior, así que haremos un peque-

ño repaso de la secuencia operativa.

1.-Ubicar los componentes a soldar

en según la plantilla de montajes y

respetando la polaridad y códigos de

los componentes.

2.-Fijar con la ayuda de papel de en-

mascarar los componentes para que

no se suelten al voltear la placa para

soldarlos.

3.-Colocar un poco de resina liquida

en la superficie a soldar y aplicar ca-

Page 50: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

Todo proyecto electrónico debe mon-

tarse en un gabinete que permita su

operación de manera segura y perdu-

rable.

En primera parte, nuestro proyecto

de luces intermitentes requiere de

una fuente de energía portátil, como

es una batería de 9v. La idea es que

la batería esté es una cavidad asegu-

rada dentro del gabinete de montaje

del circuito, evitando que esta se

mueva dentro con los movimientos

de la caja. De lo contrario la batería

podría provocar cortocircuitos en la

placa u otro daño que no permitirá

mostrar el trabajo para la evaluación.

Página 50 T e x t o g u í a p r i m e r o m e d i o

P R E S E N T A C I O N F I N A L D E U N P R O Y E C T O E L E C T R O N I C O

res puedes pegar a la caja cuatro palos

de maqueta donde podrás montar la

placa final.

La cubierta de la caja debe permitir ver

el efecto deseable del proyecto pero no

mostrar el interior de la caja, para esto

puedes ocupar un trozo de radiografía

aclarada con cloro, pero aplicaras una

capa de pintura espray por la parte de

atrás. Luego que la pintura esté seca s @ d i @ z FUENTES DE CONSULTA:

DIAZ N SERGIO. “Introducción lab. de

electrónica” Asignatura de Electrónica

Industrial, CETP, Chile 2000.

MÜLLER W. Y OTROS. “Electrotecnia

de Potencia, Curso Superior”, GTZ,

Reverté, Alemania 1987.

ROJAS WILLIAM. “Laboratorio de

Ciencia Electronica” Mr. Electronico,

CEKIT, Colombia 1988.

www.youtube.com/profesadiaz ,

“Videos de circuitos eléctricos GITEC”

puedes perforar cavidades de 5mm

por donde asomarás las puntas de

los LED. Puedes crear una especie

de bisagra para poder abrir la caja

sin destruirla, para cuando quieras

cambiar las baterías.

El Proyecto está finalizado solo cuan-

do cumpla con estos requerimientos

de presentación y seguridad de la

continuidad de servicio del producto.

Recuerda personalizar tu proyecto

para distinguirlo de los demás.

60

60

Vista superior de la caja

Palos de maqueta

Paredes de

cartón piedra.

La caja o gabinete, puede ser metáli-

ca o algún material que asegure la

fijación de las piezas del proyecto y

su fuente de energía. Para nuestro

proyecto se puede diseñar una caja

de cartón piedra y palos de maqueta

para darle firmeza a la estructura,

que después la pueden pintar con

alguna pintura que sirva para imper-

meabilizarla.

La placa usualmente se instala sobre

cuatro separadores que permiten ais-

lar la placa de la superficie de la caja

para evitar la acumulación de hume-

dad o contactos con los puntos de

soldadura. Para hacer los separado-

50

60

Vista lateral de la caja

50

60

Montaje de las partes

Circuito electrónico

Batería 9v

Separadores de

palos de maqueta

50

60

Vista lateral de la caja terminada

Tapa de mica pintada

Page 51: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

U N I D A D 9 I N T R O D U C C I O N A L A R O B O T I C A E D U C A T I V A

La filosofía BEAM es una forma alter-

nativa de enfrentarse a la robótica, ya

que analiza ésta desde un punto de

vista más analógico que digital. De

hecho, la mayoría de los robots

BEAM carecen de tecnología digital,

salvo algunas excepciones que dis-

ponen de procesadores muy simples,

que se encargan de controlar su mo-

vimiento. Mark W. Tilden, ingeniero

canadiense, que actualmente ejerce

como investigador en el Laboratorio

Nacional de Los Álamos, en Nuevo

México (EE.UU.), es considerado el

padre de esta filosofía.

BEAM es un acrónimo de las pala-

bras Biología (Biology), Electrónica

(Electronics), Estética (Aesthetics) y

Mecánica (Mechanics).

Uno de los aspectos fundamentales

de la robótica BEAM es su bajo cos-

te, derivado en la mayoría de las oca-

siones de la reutilización de compo-

nentes extraídos de aparatos que

han perdido su funcionalidad

(walkman’s, calculadoras, juguetes,

entre otras cosas). Además también

se utiliza como fuente de alimenta-

ción la energía solar, que presenta

claras ventajas frente a las baterías.

Las células solares tiene una larga

vida y no se requiere la constante

recarga o cambio de batería.

A la hora de entrar en profundidad en

Página 51 E d u c a c i ó n T e c n o l ó g i c a T é c n i c o P r o f e s i o n a l

el tema, debemos hacer una parada

obligatoria para definir algunos concep-

tos básicos que nos pueden ayudar a

comprender mejor los fundamentos y

pretensiones de la robótica BEAM.

En primer lugar podríamos hacer una

aclaración de los conceptos que impli-

ca el acrónimo BEAM:

BIOLOGIA: Un campo que nos deja 4

mil millones de años de evolución. El

mundo que nos rodea es una gran

fuente de inspiración y aprendizaje.

Por lo que la robótica BEAM intenta

imitar muchos de los comportamientos

propios de la madre naturaleza y todo

aquello que interviene en ella.

ELECTRONICA: Base fundamental de

esta filosofía, ya que mediante compo-

nentes electrónicos (leds, transistores,

condensadores, interruptores, resisten-

cias, etc), se trata de implementar

complejos comportamientos con sim-

ples circuitos.

ESTETICA: Tal y como la entendemos,

los circuitos deben seguir diseños cla-

ros, en los que sea fácil distinguir todos

sus componentes, para facilitar las po-

sibles modificaciones o depuraciones

en su diseño, modo de trabajo preten-

dido en cualquier tipo de ingeniería.

MECANICA: El campo que introduce

en estos robots motores, sensores, etc,

los cuales permiten dinamizar los com-

portamientos que se intentan imitar

mediante los circuitos electrónicos in-

corporados.

Aunque es obvio, hay que hacer una

pequeña mención de los términos

analógico y digital, ya que, como se

tratará en apartados posteriores, tienen

su importancia dentro de la robótica

BEAM.

SISTEMA ANALOGICO

Sistemas que utilizan información re-

presentada mediante magnitudes

cuyos valores se mueven en un ran-

go continuo.

SISTEMA DIGITAL

Sistemas que utilizan información

representada mediante magnitudes

cuyos valores se mueven en un ran-

go discreto (0 o 1).

Los dos circuitos básicos a tener en

cuenta cuando hablamos de robótica

BEAM son los siguientes:

MICROCORE

Es un circuito simple inventado y pa-

tentado por Mark W. Tilden, que con-

trola los robots con extremidades

(patas) coordinando el movimiento de

estas. Es un circuito simple y barato.

El funcionamiento básico de este

circuito es ir activando los diodos

leds de forma ordenada según el mo-

vimiento que se quiera conseguir. Sin

contar con las presencia de los circui-

tos auxiliares PNC (Circuito de Neu-

tralización de Proceso) y el PIN

(Circuito Iniciador de Proceso), la

salida que se obtendría sería tal que

no permitiría el correcto funciona-

miento de las extremidades del robot.

Sin embargo, combinando la acción

de estos circuitos se consigue que el

Microcore reproduzca los estados

deseados para un movimiento coordi-

nado.

El principal cometido de mantener

este control sobre el circuito principal

es que no puedan ser activados 2

diodos opuestos al mismo tiempo, ya

que supondría la incompatibilidad de

movimiento de las extremidades per-

tenecientes a un mismo motor. Por

tanto, si activamos el PNC durante

un par de segundos, conseguimos

encender un diodo de cada extremo

con un desfase que evita lo comenta-

do anteriormente. Si el periodo de

Page 52: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

funcionamiento del PNC es superior

a tres segundos se logra la activación

de un solo diodo en cada instante de

tiempo. Si activamos el PIN inverti-

mos el estado en el que se encon-

trará el circuito.

El Microcore pretende acercarse a la

idea de red nerviosa o neuronal, con-

siderándose de vital importancia en

esta filosofía por parte de sus investi-

gadores.

SOLAR ENGINE

Este simple circuito almacena

energía, trasformada a partir de la luz

Página 52 T e x t o g u í a p r i m e r o m e d i o

captada por una pequeña célula solar,

que es almacenada en un condensa-

dor o dispositivo de almacenamiento.

Esta energía es utilizada por el motor o

motores del robot para hacerlo funcio-

nar.

CELULA SOLAR

Se encarga, mediante transistores

(física de semiconductores), de trans-

formar la luz captada en energía eléc-

trica.

La filosofía básica del funcionamiento

de los robots BEAM, partiendo de la

base de los circuitos anteriores podría

resumirse de la siguiente manera: los

robots, mediante los receptores de

los que disponen (sensibles a la luz o

al contacto en su mayoría) actúan

sobre su circuitería para que esta sea

la encargada de activar o desactivar

motores u otras fuentes de energía

(como puede ser un circuito solar

como el comentado anteriormente),

que controlan los actuadores del

robot (patas, ruedas, etc). De esta

forma se consigue un comporta-

miento del robot adaptado al medio

con el que interactúa.

R O B O T I C A C L A S I C A V / S B E A M

Al hablar de robótica en términos

muy generales podríamos decir que

es una rama de la ingeniería que tra-

ta de hacer máquinas que sean ca-

paces de realizar diferentes tareas,

en condiciones que en principio pue-

den ser desconocidas. Esto se ase-

meja al comportamiento humano o

animal que estudia el entorno que le

rodea para tomar decisiones. Como

se puede dilucidar hablar de “toma

de decisiones” implica algún tipo de

inteligencia, otro de los campos

abiertos en este terreno, la búsqueda

de la inteligencia artificial.

Al llegar a este punto de encuentro

entre los seres vivos y los robots que

pretende encontrarse, es donde difie-

ren más ambas ramas de la robótica,

ya que ponen sus bases en polos

opuestos.

Mientras que la robótica clásica bus-

ca un modelo de inteligencia y de

similitud con el comportamiento

humano y animal usando la tecno-

logía digital, los seguidores de la filo-

sofía BEAM, mantienen que estos

comportamientos no podrán repre-

sentarse digitalmente nunca, debido

a los límites que presenta el mundo

digital, y por ello basa todas sus

construcciones en componentes

analógicos.

La robótica BEAM deriva de las teorías

del profesor Chris Langton acerca de

la Vida Artificial, este científico estudia

desde mediados de los 80 las bases

de la vida natural para sintetizar un

modelo de vida artificial. Estas teorías

introducen los términos: propósito de

vida, supervivencia, autosuficiencia...,

que son atribuidos a los robots BEAM.

Mark W. Tilden mantiene que sus ro-

bots tienen vida propia, o vida artificial,

aunque sea en un grado muy peque-

ño, ya que son autosuficientes y toman

decisiones en base a su supervivencia,

por ejemplo se abastecen ellos mis-

mos de la energía solar y además la

buscan, tienen un propósito de vida,

que es seguir vivos, y se adaptan al

medio que los rodea para mantener

este propósito de vida, afirma que al

utilizar componentes electrónicos,

que son menos delicados que los

digitales, sus robots son mas robus-

tos. Según estas teorías, una vez

conseguido este nivel de vida artifi-

cial, si asignamos una tarea a un

robot BEAM, el propósito de vida de

éste será llevarla acabo mientras su

supervivencia sea posible.

Todas estas teorías parecen peder

fuerza cuando las enfrentamos al

trabajo y los avances de la robótica

clásica, frente a los que la BEAM

parece no ser mas que un pasatiem-

po o una forma económica de inicia-

ción al mundo de la robótica. Es por

ello que esta filosofía parece haber

perdido peso desde su aparición a

principios de los 90 para convertirse

en algo lúdico, son muchos los aficio-

nados que investigan en diseños y

nuevas posibilidades, además cele-

bran convenciones en Canadá, la

India, etc., pero en realidad no pare-

ce haber estudios serios que avan-

cen en este campo.

Page 53: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

s @ d i @ z FUENTES DE CONSULTA:

DIAZ N SERGIO. “Construccion de

Móvil Robotizado” Módulo de PLC y

Robótica, CETP, Chile 2006.

www.uco.es/~i02digoe “Web de Ed-

mundo Díaz G, Tecnologia BEAM”

ht tp: / /beet lerobot.solarbotics.net

“Welcome to the world of BEAM” by

Jeröme Dremers.

P R O Y E C T O R O B O T B E A M B E E T L E

Los materiales a utilizar en este pro-

yecto son fáciles de ubicar y no tie-

nen un costo elevado.

Página 53 E d u c a c i ó n T e c n o l ó g i c a T é c n i c o P r o f e s i o n a l

Unir con abundante silicona caliente la

base de los motores con el porta pilas,

haciendo tomar forma a nuestro esca-

rabajo eléctrico.

les, lo moldeas insertando una perla

plástica, como la de los collares de

fantasía, para hacer una rueda libre

en la cola del escarabajo. Te asegu-

ras de unirla con abundante silicona

caliente, dejando un ángulo suficiente

para no arrastrar la base del robot.

El primer paso es pegar con silicona

caliente los micro switch en la base

del porta pilas, por el extremo donde

salen los cables de conexión princi-

pal.

Ahora tienes que conseguir un trozo

pequeño de aluminio u otro material

liviano pero suficientemente rígido

para montar los motores.

Doblas las puntas y pegas los moto-

res con silicona y los envuelves con

cinta adhesiva.

Estás en condiciones de soldar los

contactos comunes entre los micro

switch, motores y porta pilas.

Unir los contactos del porta pilas con

los puentes de los interruptores y el

común del porta pilas con el puente

entre los motores.

El contacto común tienes que soldarlo

con mucho cuidado para no derretir el

plástico que afirma el puente de las

pilas.

Con el alambre de un clip para pape-

Ahora estás en condiciones de colo-

car las antenas y hacerlo funcionar.

Puedes hacer una carcasa personali-

zada para cubrir las circuiterías, pero

debe ser muy liviana para que pueda

caminar el escarabajo.

Page 54: 2012_TEXTO_EDUCACION_TECNOLOGICA

s @ d i @ z

2 0 1 2