Motor de combustión

En un automóvil se encuentran la mayoría de los mecanismos que estamos estudiando en Tecnología, destacando una parte del mismo como es el motor, máquina que genera el movimiento (energía mecánica) a partir de la energía que proporciona un combustible (energía química). Analizando un motor de combustión interna, se pueden encontrar mecanismos de transmisión y transformación de movimientos circulares en lineales y viceversa (descargar documento pdf).

A grandes rasgos, el funcionamiento del motor consiste en transformar el movimiento lineal alternativo realizado por un pistón dentro de un cicilindro, en un movimiento circular de una manivela, denominada cigueñal. Finalmente, este giro se transmite a las ruedas por medio de la transmisión, donde se encuentra la caja de cambios para regular la fuerza y velocidad de giro de las ruedas.

En la imagen de la derecha se puede observar un motor de combustión de los que puede haber en cualquier coche. Se pueden ver con claridad los cuatro pistones conectados al cigueñal. Cada ciclo de movimientos del pistón, está compuesto por cuatro tiempos: admisión, compresión, explosión y escape. 

En función del tipo de motor (gasolina o diésel), lo que sucede en los ciclos de admisión, compresión y explosión varía, no así en el ciclo de escape, común a ambos tipos de motores. A continuación se puede observar el funcionamiento de los motores de 4 tiempos y también de los de 2 tiempos presentes en algunas motocicletas. 

• Animación de un motor de 4 tiempos / 2 tiempos. 

El movimiento en las máquinas

Si observamos nuestro entorno, comprobaremos que estamos rodeados de objetos que se mueven o que tienen capacidad de movimiento. Ahora bien, ¿qué es lo que hace posible el movimiento en dichos objetos?. 
En primer lugar, una fuerza motriz que desencadene el movimiento. Dicha fuerza es originada en algunos objetos por el ser humano, como sucede en una bicicleta, y en otros objetos por algún tipo de motor, como sucede en un taladro o en un coche. En segundo lugar, para controlar y regular el funcionamiento del objeto, es necesario un conjunto de elementos denominados mecanismos. Gracias a ellos, podemos aumentar o reducir la velocidad de funcionamiento del objeto, frenar, regular el "esfuerzo" del motor controlando el consumo etc... Mientras que las estructuras soportan las fuerzas de un modo estático, es decir, sin moverse, los mecanismos permiten el movimiento de los objetos. Son elementos destinados a transmitir y transformar fuerzas y movimientos desde el elemento motriz a un elemento receptor. En el siguiente enlace, podréis encontrar una explicación más detallada de los mecanismos que hacen funcionar las máquinas que habitualmente utilizamos:

• Máquinas, movimientos y mecanismos. 

Por último, existen otro grupo de mecanismos que forman parte de muchos objetos y máquinas, cuya función no es transmitir o transformar el movimiento, sino dirigir o regular dicho movimiento. Dentro de este grupo están todos los tipos de frenos existentes. También hay mecanismos que permiten el acoplamiento de los ejes  (como por ejemplo el embrague de los automóviles y motocicletas) y otros que acumulan energía (amortiguadores y ballestas). Para apoyar y soportar los ejes de transmisión, se utilizan fundamentalmente los cojinetes y rodamientos. 

Análisis de los objetos tecnológicos

Dentro del desarrollo de la unidad "Tecnología y sociedad", vamos a realizar un trabajo que consiste en analizar con detalle tres objetos tecnológicos del siglo XXI, fijándonos en cinco aspectos concretos, tales como son: 

• Impacto social.
• Difusión en la sociedad. 
• Innovación tecnológica del objeto.
• Vida útil.
• Sostenibilidad y reciclaje. 

Para facilitar el análisis, podéis descargaros el siguiente archivo donde podréis ir incluyendo los argumentos a favor y en contra de los objetos seleccionados, pudiendo hacer luego una valoración numérica de cada uno de los aspectos citados anteriormente.

• Rúbrica de valoración del producto.

Activación de un circuito por ausencia de luz

Como colofón al estudio y desarrollo de la unidad de electrónica de 4º ESO de Tecnología, se propone a los alumnos la realización de un proyecto donde se active un circuito en función de la iluminación existente. Los componentes electrónicos fundamentales son los siguientes:

• LDR: Resistencia dependiente de la luz. Componente activo que actúa como sensor de luz. 
• Relé electromecánico: abre o cierra el circuito dispuesto en la maqueta.
• Transistor: Actúa como conmutador. Abre o cierra el circuito donde se encuentra el relé electromecánico.
• Diodo: protege al transistor de la chispa originada en el relé cuando se activa o se desactiva. 

El circuito que se instale en la maqueta puede tener multitud de componentes, aunque en un principio se propone a los alumnos que dispongan una serie de elementos luminosos (diodos leds o bombillas) para que éstas se iluminan cuando la iluminación descienda o desaparezca por completo, tal y como sucede en algunos sistemas de iluminación urbanos de nuestras ciudades. En el siguiente enlace podéis descargaros en pdf el esquema del circuito, así como una breve descripción de su funcionamiento (descargar pdf).

El circuito de activación se realiza en una placa electrónica y el circuito de potencia se encuentra en la maqueta. El funcionamiento del circuito es el siguiente:

1. Si la LDR está iluminada, su resistencia disminuye, aumentando entonces la corriente que atraviesa la base del transistor. El transistor comienza a conducir y amplifica la corriente eléctrica entre colector y emisor, produciéndose la activación de la bobina del relé electromecánico, cambiando de estado el contacto que abre el circuito de la maqueta.
2. Al oscurecer, la LDR aumenta su resistencia, disminuyendo entonces la corriente de la base del transistor. Éste deja de conducir, desactivándose la bobina del relé, volviendo a cambiar el estado del contacto, cerrando el circuito de potencia y encendiéndose las luces dispuestas en la maqueta.

Fuente de alimentación

Es un aparato no muy conocido por su término técnico, pero es muy probable que tengáis varios de ellos en vuestros hogares, aunque se les suele conocer como "cargadores". Tanto el movil, como los ordenadores (portátiles o de sobremesa), impresoras etc... necesitan una fuente de alimentación para funcionar. En unos casos para cargar las baterías que llevan en su interior y en otros para hacerlos funcionar cuando son conectados a la red eléctrica existente en nuestras casas. Hablando en términos de electrónica, las fuentes de alimentación convierten la corriente alterna de la red eléctrica en corriente continua, que es el tipo de corriente que necesitan los aparatos que tienen circuitos electrónicos en su interior. 

El transistor

El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador o conmutador. El término "transistor" es la contracción en inglés de transfer resistor ("resistencia de transferencia"). Actualmente se encuentran prácticamente en todos los aparatos domésticos de uso diario: radios, televisores, grabadoras, reproductores de audio y vídeo, hornos de microondas, lavadoras, automóviles, equipos de refrigeración, alarmas, ordenadores, calculadoras, impresoras, reproductores mp3, teléfonos móviles, etc. 

Las resistencias electrónicas

En un circuito eléctrico, a medida que va aumentando la resistencia, la oposición es mayor y circulan menos electrones, es decir, la intensidad de corriente disminuye. La relación entre el voltaje  V, la intensidad e corriente I y la resistencia R, se conoce como ley de Ohm: I=V/R. La resistencia se mide en ohmios, el voltaje en voltios y la intensidad de corriente en amperios. 

Existen unos componentes electrónicos, llamados resistencias, que toman su nombre de la magnitud citada en el párrafo anterior. Se pueden clasificar en tres grupos: resistencias fijas, variables y dependientes. En este artículo estudiaremos las resistencias fijas, que al igual que las otras, dificultan el paso de la corriente eléctrica por un circuito. La diferencia es que éstas, siempre presentan la misma dificultad, es un valor fijo expresado según un código de colores.