Trabajo y energía

Trabajo y energía son dos conceptos que empleamos en la vida cotidiana, sin duda. Trabajo es una palabra que con sólo oírla ya ponemos mala cara… pero sin duda, todos admitimos que el trabajo es necesario pues, de otro modo, nuestra sociedad no funcionaría. Veamos algunas expresiones que emplean la palabra trabajo…

– He encontrado un trabajo con un sueldo aceptable

– En estos tiempos de crisis es difícil encontrar trabajo

– Hacer este mueble me llevó mucho trabajo

– ¡Menudo trabajo!

En definitiva… el trabajo se asocia a actividad, normalmente pagado. Pero todos sabemos que el trabajo no tiene porque ser remunerado. Si te dedicas a ordenar tu habitación, nadie duda que has realizado un trabajo, pero claro, ¡No esperarás que te paguen por ello! La recompensa está en que cada cosa está en su sitio y, por lo tanto, es más fácil de encontrar. ¿Y qué decir de los estudios? ¿Acaso no os quejáis de que es mucho trabajo para lo que pagan?. ¡Bueno! Está claro que trabajo es una palabra que se asocia a cambio, actividad,…  Si te dicen, “tienes que mover esas pesadas cajas hasta la otra habitación”, pero resulta que son tan pesadas que no hay forma de moverlas, quien te ha pedido el trabajo, al ver el resultado dirá ” ¿todavía no las has movido?”  y tú, indignado, dirás “no veas lo que he sudado para intentar moverlas”. Efectivamente, lo has intentado, pero la realidad es que las cajas siguen en su sitio. Por lo tanto, no has hecho ningún trabajo porque ¡no hay ningún resultado, ningún cambio!. Así, está claro que para que exista trabajo debe producirse algún cambio que se traduce en un desplazamiento de la carga. Evidentemente, para que se desplace la carga debes ejercer una fuerza sobre la misma. Así, el trabajo se define como…

Trabajo = Fuerza · desplazamiento

En realidad, esta expresión algebraica, siendo mucho más formales, es  más compleja ( ) , pero no nos compliquemos las cosas.

En resumen: para que se produzca un trabajo, debe producirse un cambio en forma de desplazamiento, para lo cual se debe ejercer una fuerza. Fuerza y movimiento: los elementos fundamentales del trabajo. Si no existe ninguno o alguno de estos elementos, no se puede producir trabajo.

¿Y la energía? Es otro concepto habitual en nuestro vocabulario. Se asocia como algo positivo. Cuando decimos que alguien “está lleno de energía”, entendemos que esa persona es capaz de hacer muchas cosas, que es un persona muy activa. Quizás no lo hemos visto en acción, pero si nos lo cuentan creemos que tiene tiene capacidad para hacer muchas actividades.

Si te das cuenta, energía y trabajo son dos conceptos que se parecen mucho, pero en realidad no son lo mismo. La clave es… la energía es algo que se posee, mientras que el trabajo es algo que se está desarrollando, se está poniendo en marcha. Puedo ser un persona con mucha energía, pero sólo lo puedo demostrar si, gracias a esta energía, soy capaz de hacer un trabajo. Deducimos pues que la energía se libera en forma de trabajo. Una vez que he hecho el trabajo, pierdo la energía y debo reponerla consumiéndola de alguna fuente para tener la capacidad de hacer más trabajo.

En resumen: la energía es la capacidad que tiene algo para hacer un trabajo, o dicho de un modo aún más sencillo, la energía es “aquello” que se puede transformar en trabajo.

Pero… ¿de dónde sale la energía? La realidad es que la energía no surge de la nada, se transfiere de un sitio a otro, transformándose, consumiéndose, liberándose,… pero nunca destruyéndose. Es ese “algo” que fluye de aquí para allá de modo que, cuando se transfiere de un cuerpo a otro, hay un cambio, cambio que, en realidad, es TRABAJO. A esta idea se le llama “principio de conservación de la energía” y dice… “la energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma“. ¿Lo vais pillando?

Como veis, trabajo y energía, en la vida cotidiana no es exactamente lo mismo que en física, pero si que tienen alguna relación.

Veamos un ejemplo. Cuando das una patada a un balón ocurre lo siguiente… la energía que tu posees se transfiere al balón (que estaba en reposo), mientras exista contacto entre el balón y tú, es decir, has realizado un trabajo. Tú has perdido un poco de energía y se la has pasado al balón. Sin embargo, cuando el balón ya no está en contacto contigo, sigue movíendose: se acabó la fuerza, pero ya hay movimiento, es decir, se acabó el trabajo (la transferencia de energía). Si se sigue moviendo el balón, es porque tiene energía. Ésta se va perdiendo mientras el balón rueda por el campo y se va frenando hasta que para.¿Se ha destruido la energía? ¿o se va a otra parte? Pues, aunque tú no lo aprecias, en realidad se ha transformado en calor, que se propaga por la tierra, el aire,… Así pues, la energía fluye constantemnete entre nosotros y, mientras lo haga, las cosas cambian. Si no fuese así, todo estará quieto, como si el tiempo se hubiese detenido.

Si haces clic en el dibujo que tenemos más abajo, accederás a un recurso muy ameno y  divertido,getileza de digital-text,  en el que aprenderás de una vez por todas la diferencia entre trabajo y energía. Además conocerás las diferentes fuentes de energía, las energías renovables y cómo ahorrar energía. ¡Ánimo!

Exploración espacial: Una oportunidad para Marte

Robot Rover

Sin duda la exploración espacial ha sido uno de los más fuertes anelos del ser humano y es el planeta Marte uno de los astros que más ha elevado la imaginación desde hace mucho tiempo. Marte es el planeta más estudiado por diferentes sondas interplanetarias y, de hecho, su exploración data desde 1960, cuando los soviéticos enviaron la sonda Marsnik1 que, aunque fue una operación fallida, fue el inicio de lo que sería un largo historial de éxitos,  fracasos y una meta: el conocimiento profundo de uno de los planetas que más posibilidades tiene de albergar vida fuera de La Tierra. Gracias a ello sabemos que Marte pudo albergar vida, que  su superficie albergó corrientes de agua e, incluso, mares, y que sus condiciones meteorológicas fueron distintas a las de hoy en día. Es muy probable que Marte no albergue vida a fecha de hoy, pero antaño, sí.
La tecnología espacial ha sido fructífera en relación a Marte y uno de los últimos proyectos de la NASA, y de los más exitosos, han sido los robots Rover exploradores Opportunity y Spirit. Estas sondas llegaron a su destino 25  y el 4  de enero de 2004, respectivamente y, gracias a ellas, conocemos mejor nuestro vecino planeta.

Si espectaculares son los logros científicos de estos  robots, no menos lo es la forma en que llegaron desde nuestro planeta: el despegue del cohete, las etapas del lanzamiento, la forma en que alcanzó la superficie,… Es realmente impresionante. No os perdáis el vídeo en que se muestra el proceso. Es digno de ver.

Apuesta por la biomasa

Corduente es una pequeña localidad situada en la provincia de Guadalajara, a unos 147 km de la capital de provincia. Tan sólo tiene 417 habitantes, según datos del Instituto Nacional de Estadística en 2008. Pues bien, este pequeño pueblo pasaría inadvertido sino fuera porque se ha convertido en un lugar de referencia en cuanto a energías renovables, en este caso la biomasa.

El 29 de Julio se inauguró una central eléctrica de biomasa que produce 14.063 millones de KWh de energía al año, capaz de garantizar el suministro eléctrico a 14.000 habitantes, pues la planta tiene una potencia de 2 MW.

La planta eléctrica utiliza como fuente de energía residuos forestales de la zona, que procede de la zona de alrededor (el Alto Tajo). Este proyecto se creó con una triple  finalidad:

– Apostar por las energías renovables como elemento de desarrollo de la comarca y como  un respaldo al protocolo de Kyoto.

– Limpiar la zona forestal de los alrededores (800 Ha), pues a partir un incendió que asoló la zona en 2005, se desarrolló este proyecto.

– Generar empleo local, de hecho, esta planta da trabajo a 250 personas.

No penséis que la materia prima consiste en talar árboles para alimentar la

Residuos forestales

Residuos forestales

planta. ¡Nooo!… se trata de recoger residuos forestales, es decir, podas, hojarasca, troncos caídos, árboles enfermos,… Esta labor permite tener un bosque más limpio que disminuya notablemente el riesgo de incendios que, tristemente, aniquilan nuestros bosques cada verano.

¿Como funciona esta central? Es muy sencillo: toda esta materia orgánica (más de 20000 toneladas de residuos forestales anuales) se quema en unas calderas para alcanzar unas temperaturas suficientes que sean capaces de vaporizar agua y conducir el vapor sobrecalentado y a altas presiones a grupos de turbinas-generadores que, al girar, generen el suministro de energía eléctrica hasta nuestros hogares.

Como veis, todo son ventajas… Ahora que vuelven a estar de moda las nucleares, me alegro de noticias como esta. Personalmente, estoy convencido del futuro de las energías renovables. Para hacer esta central, debió proyectarse concienzudamente, valorando pros y contras, pero sobretodo, tratando de contextualizar el modelo energético…y  es que las energías renovables deben de proyectarse según el entorno en el que se sitúen, pues aprovechan fuentes de energía locales y es por esto, que deben diversificarse al máximo. Sé que hay muchos intereses a favor de las energías convencionales, alegando que las renovables no garantizan el suministro, pero con un auténtico y decidido plan, podemos minimizar al máximo su presencia (si no es posible eliminarlas) y dando una oportunidad, no sólo a nuestro maravilloso, pero dilapidado planeta, sino a las futuras generaciones por los siglos de los siglos. Hablo de inversión, no de gasto.

A continuación os muestro un vídeo divulgativo en el que se explica con claridad en qué consiste la biomasa y también se muestran ejemplos en España de su uso y gestión.

Tecnología Industrial II

Si los alumnos de Tecnología Industrial I desean continuar su formación en la línea de este año,  echadle un ojo a esta presentación en la que podréis tener una idea más amplia de lo que es la materia. Desde mi punto de vista es muy interesante, pues retoma contenidos del primer año y, a lavez, se ven otras cosas nuevas que os pueden servir para vuestros futuros estudiso como es el Control automático y los Circuitos Digitales.

Neumática

La neumática es la ciencia y la técnica que estudia el comportamiento y aprovechamiento práctico del aire comprimido, especialmente, para uso industrial.  En un garaje de un taller de mecánica, se emplea para los taladros atornilladores o palancas elevadoras, famoso es el martillo neumático que emplean los obreros para abrir pequeñas zanjas en la calle, apertura de puertas de tranvías, maquinaria de troquelado, estampado, … incluso, se emplean en robótica, pues los diferentes movimientos de algunos robots incluyen elementos neumáticos.

Para los alumnos de Bachillerato, os incluyo los enlaces a los apuntes de neumática que vemos en clase, algunos esquemas gráficos de los elementos más importantes y algunos esquemas de los circuitos neumáticos más comunes.

¡Baja el archivo e imprímelo!

pdf-iconthumbnail3Neumática: Apuntes de teoría

pdf-iconthumbnail3Esquemas de elementos neumáticos

pdf-iconthumbnail3Circuitos neumáticos basicos
También podéis descargar el programa FluidSim Neumática, el cual se ejecuta en Windows. Este software es una herramienta para la simulación de circuitos neumáticos. Si lo empleáis conjuntamente con aquello visto en clase, aprenderéis a familiarizaros con la neumática.

Haz clic AQUI para descarga FluidSim.

Haz clic AQUI para descargar el manual de neumática


El timbre eléctrico

Para acabar el curso, la propuesta para tercero ESO es el diseño y construcción de un timbre eléctrico. Aunque de entrada parezca complicada, una vez tengáis la solución completa al problema, veréis que es muy fácil su construcción. Recordad que el principio básico en el que se resuelve este problema es el efecto electromagnético de la corriente eléctrica. El siguiente vídeo que os propongo os aclara el principio de funcinamiento de un timbre. Tiene una pega. Está ¡en inglés! No os asustéis. Intentad comprender lo que podáis en base a lo que veis. También podéis pedir al profe de inglés que os ayude. Suerte.

El cigüeñal

El cigüeñal es un árbol de transmisión que junto con las bielas transforma el movimiento alternativo en circular, o viceversa. En realidad consiste en un conjunto de manivelas. Cada manivela consta de una parte llamada muñequilla y dos brazos que acaban en el eje giratorio del cigüeñal. Cada muñequilla se une una biela, la cual a su vez está unida por el otro extremo a un pistón. Observa la imagen y lo entenderás inmediatamente…

ciguenal3

Los cigüeñales se utilizan extensamente en los motores de combustión de los automóviles, donde el movimiento lineal de los pistones dentro de los cilindros se trasmite a las bielas y se transforma en un movimiento rotatorio del cigüeñal que, a su vez, se transmite a las ruedas y otros elementos como un volante de inercia. El cigüeñal es un elemento estructural del motor.

En la siguiente imagen puedes apreciar un cigüeñal real unido a sus respectivas bielas

Al observar esta imagen, nos viene a la cabeza la imagen del mecanismo de biela-manivela… y es que, al fin y al cabo, este conjunto de pistones, bielas y cigüeñal se puede considerar como una serie de mecanismos biela-manivela que funcionan de forma simultánea y sincronizada.

Y por último, os muestro un corto vídeo donde se aprecia el movimiento del conjunto pistón, biela y cigüeñal.

Máquinas y mecanismos: Apuntes de Tecnología Industrial

Para los alumnos de Bachillerato. Tenéis a vuestra disposición los apuntes con los contenidos sobre elementos de máquinas y sistemas. En concreto, nos centraremos en los mecanismos como elementos básicos de cualquier máquina. Espero que les saquéis partido.

¡Baja los archivos e imprímelos!

pdf-iconthumbnail301-Palancas y sistemas de poleas

pdf-iconthumbnail302-Ejes y árboles de transmisión. Ruedas de fricción

pdf-iconthumbnail303-Sistemas de poleas con correa

pdf-iconthumbnail304-Transmisión circular por engranajes

pdf-iconthumbnail305-Tipos de engranajes

pdf-iconthumbnail306-Mecanismos de transformación del movimiento

pdf-iconthumbnail307-Embragues, frenos y elementos de fricción

Proyecto:el ascensor-montacargas

Para los alumnos de 2º ESO. Aquí os dejo la presentación que vimos en clase sobre el proyecto de este trimestre. El ascensor-montacargas. Os invito a que investiguéis en Internet y a través de otros recursos métodos, formas y maneras para que empecéis a planificar la práctica. Empezad a poneros en contacto unos con otros para organizar cómo haréis la prácticas y con qué.

Animación: Procesos de fabricación mecánica

Para los alumnos de Tecnología Industrial, os publico la animación que hemos visto en clase en el que se presentan diferentes procesos de fabricación mecánica: moldeo, separación y corte, conformación en frío y en caliente, unión de pieza por soldadura, etc.

Recordad que está en inglés el texto, pero como sois unos hachas en la lengua de los anglosajones no tendréis problema. Os sugiero que les echéis un vistazo. Viendo los procesos es cómo se aprende a conocerlos.

Haz clic Aquí para ver la animación

Procedimientos de fabricación mecánica – apuntes

A los alumnos de Tecnología Industrial, os presento los apuntes del bloque III de contenidos, los procedimientos de fabricación mecánica. Todos los objetos que encontramos y utilizamos diariamente, como pueden ser los automóviles, los muebles, los electrodomésticos, los libros, etc, no se encuentran en la naturaleza, sino que han sido creados por el hombre, partiendo de materias primas de la propia naturaleza ya que, por medio de diversos procesos de fabricación, se les ha dado la forma apropiada para conseguir cubrir una necesidad o aumentar el bienestar humano.

Tras analizar algunos materiales de uso técnico, sus propiedades y su tipología, pasamos a describir los métodos que se emplean para fabricar diferentes elementos, artilugios y productos tecnológicos.

¡Baja los archivos e imprímelos!

pdf-iconthumbnail3Técnicas de moldeo

pdf-iconthumbnail3Fabricación por deformación del material

pdf-iconthumbnail3Fabricación por separación y corte del material

pdf-iconthumbnail3Fabricación por separación con calor y química

pdf-iconthumbnail3Uniones desmontables entre piezas

pdf-iconthumbnail3Uniones fijas entre piezas


Mecanismo tornillo-tuerca

El mecanismo tornillo-tuerca, conocido también como husillo-tuerca es un mecanismo de transformación de circular a lineal compuesto por una tuerca alojada en un eje roscado (tornillo).

Si el tornillo gira y se mantiene fija lo orientación de la tuerca, el tornillo avanza con movimiento rectilíneo dentro de ella.

Por otra parte, si se hace girar la tuerca, manteniendo fija la orientación del tornillo, aquella avanzará por fuera de ésta. Este mecanismo es muy común en nuestro entorno, pues lo podemos encontrar en infinidad de máquinas y artilugios.

Evidentemente, este mecanismo es irreversible, es decir, no se puede convertir el movimiento lineal de ninguno de los elementos en circular.

El avance depende depende de dos factores:

  • La velocidad de giro del elemento motriz.

  • El paso de la rosca del tornillo, es decir, la distancia que existe entre dos crestas de la rosca del tornillo. Cuando mayor sea el paso, mayor será la velocidad de avance.

Veamos algunos instrumentos que incorporan este mecanismo:

El sargento: Esta herramienta de sujeción de piezas que se van a mecanizar, muy común en cualquier aula de tecnología, tiene este mecanismo como elemento esencial. En este caso, el elemento motriz es el tornillo que, al girarlo manualmente, avanza dentro de la tuerca que posee el brazo de la corredera.

La bigotera: Este instrumento, muy común en las clases de plástica, regula la abertura de sus brazos gracias al giro de un tornillo que mantiene su posición y que actúa como elemento motriz. Las tuercas se encuentran en los brazos del compás, las cuales avanzan dentro del tornillo.

El gato mecánico: En este caso, al girar la manivela, gira la tuerca, que actúa como elemento motriz y, a la vez, avanza por el tornillo linealmente de forma que se cierran las barras articuladas que levantan el automóvil.

El grifo de rosca: El elemento es el mando giratorio del grifo, acoplado a un tornillo (elemento motriz) que avanza linealmente y gira dentro de una tuerca. En el extremo del tornillo hay una zapata de caucho que termina cerrando el paso al agua.