El proceso tecnológico

Transcripción

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tecno01_Maquetación 1 08/01/15 11:43 Página 4
El proceso
tecnológico
Construye tus competencias
Una nueva aula para el instituto
4
Tu centro de Secundaria se ha quedado pequeño: hay mucho
alumnado por clases y ha aumentado la matrícula este curso.
Es necesario construir una nueva aula para las clases de materias
optativas y desdoblamientos en algunas áreas.
La Dirección ha decidido vaciar un almacén que hay al lado del
taller de Tecnología: una habitación con herramientas, muebles
en desuso, decorados de obras de teatro de cursos anteriores...
El coordinador de tu curso y profesor de Tecnología ha pensado
en remodelar el espacio con la ayuda de los alumnos de tu clase.
El almacén, y próxima aula, posee una superficie de 40 m2.
Es rectangular y en dos de sus paredes hay ventanas, que no
cierran bien, con cristales rayados y sin persianas ni cortinas.
El suelo es de baldosas viejas, actualmente porosas y manchadas
de pintura. Las paredes están amarillentas por el paso del tiempo,
cuelgan cables de ellas y tienen pocos enchufes.
A pesar de ello, el espacio está muy bien orientado: le entra
mucha luz y posee una buena ventilación, gracias a las ventanas.
actividades
Formad grupos de cuatro y responded a las siguientes preguntas:
1 Viendo la imagen del almacén que hay que remodelar, ¿cuál es el problema que plantea actualmente este espacio? ¿Qué
importancia tiene el orden en un aula o taller de trabajo?
2 Realiza una visita a las diferentes aulas que hay en tu centro escolar y elabora una lista con las características físicas y técnicas que
ha de tener este nuevo espacio para que se puedan impartir clases en él.
3 Basándote en el plano de la nueva aula, dibuja cómo te gustaría que fuese la distribución de este nuevo espacio.
4 Estos son algunos trabajos que se han de realizar para poner a punto este nuevo espacio:
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
k
Arreglar las ventanas y cambiar los cristales.
Ir a comprar los nuevos materiales.
Arreglar el suelo: colocar baldosas nuevas o un suelo sintético, o pintarlo.
Realizar la instalación eléctrica para conectar los ordenadores de clases y dejar puntos de luz en el techo.
Colocar las mesas y las sillas.
Limpiar bien las ventanas y el suelo.
Colgar el proyector del techo.
Colgar la pizarra y la pantalla de la pared.
Pintar las paredes.
Instalar tubos fluorescentes en el techo.
Pintar los radiadores.
Ordénalos y realiza una previsión de las herramientas y el material necesarios para cada proceso. Piensa siempre en las opciones
más económicas posibles.
Orden
Proceso
Herramientas y material necesarios
5 La Consejería de Educación proporciona las mesas y las sillas, pero debemos indicarles cuántas son necesarias. Si cada alumno
necesita 1 m2 entre mesa, silla y espacio de alrededor, y si se precisan 5 m2 de pasillo y 2,5 m2 entre la pizarra y la primera hilera
de mesas, ¿cuántas mesas y sillas cabrán en el aula?
6 ¿Cómo daríais a conocer vuestro trabajo a los demás compañeros del instituto?
5
1. El proceso tecnológico
1. La tecnología y el proceso
tecnológico
Desde que el ser humano existe no ha dejado de ingeniárselas para satisfacer
todo tipo de necesidades, inventando y fabricando objetos tecnológicos.
En todas las actividades de nuestra vida utilizamos objetos tecnológicos, como
pueden ser un avión o un bolígrafo. Cada uno satisface una necesidad concreta:
el avión resuelve la necesidad de desplazarnos a gran distancia en poco tiempo,
mientras que el bolígrafo satisface la necesidad de escribir sobre un papel.
La tecnología ha permitido que la especie humana
evolucione y la ha definido como tal. Sin la tecnología no habríamos llegado tan lejos, ni habríamos
sobrevivido en lugares que no nos fueran aptos, ni
habríamos encontrado explicaciones científicas al
mundo que nos rodea.
La tecnología y el proceso tecnológico
La tecnología es el conjunto de conocimientos y procedimientos empleados para fabricar objetos o sistemas tecnológicos que permiten satisfacer
necesidades del ser humano.
Para desarrollar un objeto tecnológico, es necesario seguir un plan de trabajo:
el proceso tecnológico.
Se denomina proceso tecnológico al conjunto de las acciones realizadas ordenadamente para construir un objeto tecnológico.
1. Identificación de una necesidad
2. Búsqueda de información
3. Diseño de la solución
Para que la tecnología pueda satisfacer una necesidad, es fundamental identificarla y formularla adecuadamente.
Las necesidades humanas se pueden dividir en dos tipos:
4. Construcción
5. Evaluación
6. Fin
• Las necesidades básicas o primarias son las que hay que satisfacer para
la supervivencia (comer, dormir, etc.).
• Las necesidades secundarias son las que hay que satisfacer para aumentar el bienestar humano (transporte, ocio, etc.). Estas necesidades cambian según las épocas y las sociedades.
Banco de actividades: 15, 16, 17, 18, 20, 30, 37
actividades
1
Piensa en una necesidad que tengas. Indica con qué
objeto está cubierta. ¿Crees que se podría mejorar?
2 Di si conoces algún objeto que la tecnología haya creado
para satisfacer estas necesidades: efectuar cálculos rápidamente, conservar alimentos durante meses, entretenerse, limpiar las ventanas de los rascacielos.
3 Siguiendo el diagrama del proceso tecnológico, explica
cómo se ha fabricado la silla en la que te sientas.
6
Competencias científicas: C1 (act. 1-2), C2 (act. 3), C3 (act. 4)
4
¿Qué necesidades tiene el chico de la fotografía? Proponed entre todos varias soluciones y escoged la más apropiada.
En todos los ámbitos de la vida, lo más habitual es hallarse ante una necesidad semejante a la que otra persona ya ha sentido y para la que ha sido capaz de encontrar
una solución. Buena parte de la información se obtiene analizando estas soluciones.
La información se puede encontrar en libros, revistas, enciclopedias, Internet, personas expertas, etc. Hay que tener en cuenta que saber seleccionar la información
y clasificarla es más importante que obtenerla en gran cantidad.
De la misma manera, si se obtiene una solución válida a una necesidad, esta solución puede significar el punto de partida para nuevos retos tecnológicos, que serán
diseñados por otras personas en el futuro.
Un ejemplo: la rueda. Aunque parezca un invento sencillo, no ha parado de evolucionar. La experiencia de usos y materiales en cada época histórica ha sido básica para posibilitar las mejoras sucesivas.
Se cree que fue inventada por tribus de Asia
que un día utilizaron troncos o piedras redondas para transportar piedras más grandes.
En la antigua Mesopotamia se inventó el
eje. Ello permitió colocar dos ruedas, una
en cada extremo del eje.
Pronto se vio que la rueda podía utilizarse
para más cosas. Se idearon los tornos para
modelar la arcilla de una manera muy
rápida y precisa.
Hoy encontramos ruedas de las formas y
materiales más variados, para hacerlas
más ligeras, más resistentes...
En la época de los griegos, las ruedas ya
eran metálicas y en la época de los romanos eran muy robustas, para resistir los
empedrados de las calles y las vías.
En la Grecia antigua se pensó en utilizar
una rueda de piedra para moler el grano,
movida por otra rueda impulsada por un
curso de agua.
Banco de actividades: 19, 21, 22, 27, 31
actividades
5 Haz una lista con las fuentes de información que
conozcas. Indica sus ventajas e inconvenientes.
6 Busca información sobre las distintas formas de
colgar una maceta con flores.
7
Busca información sobre cómo cocinar una paella.
8
Investiga cómo han evolucionado los sistemas de
reproducción del sonido a lo largo del tiempo.
Competencias científicas: C1 (act. 6), C2 (act. 5, 7, 8)
7
En el diseño de la solución intervienen muchos tipos de conocimientos y ramas
de la tecnología. Los principales son los que se describen a continuación.
Dibujo
El dibujo interviene en el diseño de la solución, en primer lugar para plasmar y
retener las ideas de posibles soluciones en esbozos o croquis. Una vez determinada la solución final, los planos permiten definirla con la precisión adecuada para transmitirla a quien construirá el objeto.
Por ejemplo, para construir un edificio hay arquitectos que parten de un esbozo
muy básico y después dibujan todos los planos necesarios.
Esbozo y fotografía del Museo Guggenheim de
Bilbao, del arquitecto Frank Gehry.
Plano y fotografía del interior del Lafite-Rothschild, proyectado por el arquitecto Ricardo Bofill.
Materiales
Hay que escoger los materiales idóneos, y para ello hay que conocer las propiedades de cada material, las herramientas y la manera de trabajarlos.
Por ejemplo, para decidir si un puente se construye de madera o de hierro y cuál
es la cantidad necesaria de cada material, hay que conocer sus propiedades, como
la tenacidad, la resistencia mecánica, etc., así como el peso que deberá soportar.
Puente sobre el río Piedra, en Nuévalos, Zaragoza.
Estructuras
Puente del Estado sobre el río Ebro, en Tortosa.
En la construcción de objetos que deben soportar fuerzas externas, será fundamental elegir bien la forma de su estructura.
8
Por ejemplo, para diseñar una silla, necesitaremos saber cuál es la forma más
resistente de sujetar las patas y cuál le dará más estabilidad.
Mecanismos
Muchos objetos tecnológicos tienen partes móviles que funcionan con mecanismos como engranajes y palancas. Para diseñar estos objetos, hay que conocer las leyes que rigen la relación de velocidad de transmisión y de fuerza
entre sus elementos.
Por ejemplo, en el diseño de un taladro eléctrico habrá que conocer cómo controlar la velocidad de la broca para que sea la adecuada.
Fuentes de energía
La energía eléctrica es la más utilizada actualmente en los objetos tecnológicos cotidianos que necesitan una fuente de energía porque presenta muchas
ventajas: es limpia para el usuario y es accesible casi en todas partes, ya sea
mediante las redes eléctricas o a partir de baterías y acumuladores. Para diseñar
un objeto que funcione con electricidad, conviene conocer
las propiedades físicas de la energía
eléctrica, sus condiciones de uso y
las formas de generación.
Para el transporte, la energía más utilizada sigue
siendo la procedente de los motores de combustión interna. Los diseñadores de coches, camiones y aviones tienen que conocer a fondo su
funcionamiento. De todos modos, es uno de los numerosos aspectos de la tecnología que no para de
evolucionar. Actualmente existen prototipos de coches
que funcionan con energía eléctrica que proviene del
Sol (energía fotovoltaica) y otros que lo hacen con energía procedente del hidrógeno.
Electrónica
La electricidad está presente en los objetos tecnológicos más
sofisticados, no tan solo como fuente de energía, sino como
transmisora de la información: entonces se habla de electrónica, que también comprende la informática, la robótica y
el control por ordenador.
actividades
9 Nombra dos objetos que actualmente sean de un material diferente del que se utilizaba antiguamente
para elaborarlos.
Banco de actividades: 23, 24, 32, 33, 36
10 Indica dos objetos que usan una energía distinta
de la que se empleaba en el momento de su invención.
Competencias científicas: C2 (act. 9-10)
9
Elección de la mejor solución
Pueden surgir varias ideas que cumplen la necesidad identificada. Hay que seleccionar la que se ajuste mejor a la necesidad que se quiere cubrir.
Al mismo tiempo, hay que buscar la solución que cumpla mejor estas condiciones:
• Condiciones técnicas. La construcción debe ser factible de acuerdo con
las limitaciones técnicas existentes.
• Condiciones económicas. El presupuesto no debe superar la previsión de
gasto o de rentabilidad del producto.
• Condiciones temporales. El tiempo de construcción no debe exceder el
tiempo disponible o previsto.
• Condiciones medioambientales. Debe cumplir las leyes respecto a la generación de residuos y, en cualquier caso, intentar minimizarlos.
• Condiciones estéticas. El diseño debe ser atractivo.
La memoria
Normalmente, la persona que construye el objeto no es quien lo ha diseñado. Por
lo tanto, la solución escogida debe quedar claramente definida en una memoria.
La memoria debe incluir, además de los planos de diseño, la indicación de los
materiales que hay que usar, la tecnología prevista en el proceso de construcción y todas aquellas explicaciones necesarias para construir el objeto.
El presupuesto
El presupuesto sirve para calcular el coste final del objeto. Para elaborar el presupuesto, hay que conocer el precio y la cantidad de los materiales que se van
a utilizar. Para calcular un presupuesto, se deben sumar las cantidades del
mismo material y multiplicarlas por el precio unitario.
A veces, es conveniente hacer una maqueta o un
prototipo para transmitir la información del proyecto
que se debe construir. Antoni Gaudí, el genial arquitecto catalán, realizaba maquetas de sus proyectos
para facilitar la comprensión de unas obras que
sobre plano podrían resultar difíciles de comprender.
10
CÁLCULO DE UN PRESUPUESTO DE UN ESTANTE DE 80 X 40 cm
Pieza
Cantidad
Descripción
Precio unitario
Coste total
1
2
Tablero de contrachapado de 40 x 40 cm
1,20 €/unidad
2,40
2
4
Escuadras
1,50 €/unidad
6
3
8
Tornillos 18 mm
0,20 €/unidad
1,60
4
8
Tornillos 50 mm
0,25 €/unidad
2
12
Un caso práctico: el abrelatas para latas con anillas
¿Te das cuenta de que la mayor parte de las latas tienen una prolongación metálica en forma de anilla para tirar de ella con el dedo? Según indica el dibujo de
las cajas de cartón que envuelven las conservas, su utilidad es la de abrir la lata
con facilidad. Pero a veces se rompe y hay que recurrir a un abrelatas convencional. Así pues, has detectado una necesidad.
1. Identificación de una necesidad
Se necesita un utensilio que se adapte al agujero de la anilla y ayude a hacer fuerza para abrir la lata
sin que se rompa la anilla.
La solución debe ser viable con las siguientes condiciones:
1. El utensilio debe poder construirse con las herramientas disponibles en casa o en el taller de tecnología.
2. El objeto tiene que poder construirse con material reciclado.
3. El objeto debe ser suficientemente sencillo para que cualquier miembro de la familia pueda usarlo.
4. El objeto tiene que poder decorarse con el diseño que se desee.
Una vez analizadas las condiciones, y tras reflexionar acerca de cómo podría ser el objeto, propones la
siguiente solución:
Lápiz
Materiales, herramientas
y mecanismos
Listón cilíndrico de 1 cm de diámetro
y unos 20 cm de largo
Pieza de madera maciza o
contrachapada de 2 a 3 cm de grosor
Taladro
Broca especial para agujeros grandes
y broca de madera
Presupuesto
Lápiz: 0,5 €
Listón cilíndrico de 1 cm: 0,5 €
Esbozo
Pieza de madera maciza o
contrachapada de 2 a 3 cm de grosor:
puede ser gratis si es reciclada o tener
un coste aproximado de 0,2 €
Sierra caladora o serrucho
Papel de lija
Cola blanca
Opcional: barniz y pincel
Papel de lija: 0,4 €
Cola blanca: 2 €
Producto final
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4. Construcción
Una vez logrado el diseño completo del objeto que se quiere construir, hay que establecer un plan de trabajo: se divide el trabajo en las fases adecuadas, teniendo
en cuenta los materiales y las herramientas que hay que utilizar, las personas encargadas de realizar cada operación y el tiempo aproximado previsto para cada
fase. Todos estos datos se recogen en la hoja de procesos o plan de trabajo.
4. Construcción
Operario
Operación
Materiales
Herramientas
Tiempo previsto
1. Cortar el disco de 5,5 cm de
diámetro.
Pieza de madera maciza
o contrachapada
Taladro con broca especial
de agujeros grandes
5 minutos
3. Cortar un listón de 2 cm y otro
de 15 cm.
Listón
Sierra caladora o serrucho
2 minutos
2. Pulir los bordes.
4. Fijar el disco en un tornillo de
banco y taladrar dos agujeros en
el disco a 3 cm uno de otro.
5. Pegar los listones a los
agujeros del disco.
Disco de madera
Disco de madera y
madera sobrante para
fijar el disco
Cola
Papel de lija
2 minutos
Taladro y broca de madera
5 minutos
5 minutos
5. Evaluación
En el proceso de evaluación se verifica que el objeto tecnológico solucione el
problema o la necesidad para el que ha sido construido.
En caso de que la validación indique que existe algún tipo de error, se revisa en
qué punto del diseño y construcción del objeto se ha fallado y se le da una solución. Básicamente puede haber dos tipos de errores:
En la construcción de viviendas existe la figura del
director de obra, que se encarga de controlar el
proceso de construcción de manera que se realice
tal y como se diseñó. Así, la construcción final
cumplirá los requisitos iniciales.
• Errores en el diseño debidos a que no se ha definido correctamente el problema o no se han tenido en cuenta todas las características que debía cumplir el objeto tecnológico.
• Errores en la construcción. Hay que estudiar si el error se ha dado por una
ejecución incorrecta del proyecto o, en cambio, el problema se encuentra en
la definición de los pasos que se deben seguir.
Banco de actividades: 30, 33, 38
actividades
11 Si el objeto tecnológico que se ha conseguido no es válido para la necesidad planteada, ¿el objeto se tira? ¿Se
puede hacer algo con él?
12
Competencias científicas: C3 (act. 11), C2 (act. 12)
12
¿Qué significa el símbolo ? Consúltalo en
Internet e indica si es necesario que todos los objetos que compramos lo incorporen.
6. Seguridad
Normas bás
icas de segu
ridad
del aula de te
En la construcción es fundamental tener en
cnología
cuenta las normas de seguridad para evitar
1. No hay que ju
gar, y sobre todo
los accidentes.
no correr, mientra
s se trabaja.
2. No se debe ut
ili
za
r
ni
nguna herramient
En la industria las normas de seguridad
a o máquina si no
modo de usarla ni
se conoce el
la
s
normas de segu
están reguladas por la Ley de Prevención de
ridad correspond
poner en conocim
ie
nt
ie
es. Hay que
nt
o del profesor el
Riesgos Laborales, mediante la cual el emdeterioro de cual
o máquina.
quier herramient
presario tiene la obligación de salvaguardar
a
3. Se ha de usar
a los trabajadores y de ofrecerles la formacada herramient
a para la función
pensada y en la
ción y los elementos necesarios de seguripara la que está
forma adecuada
a
su
us
o.
dad para evitar los accidentes laborales en
4. Hay que utiliza
r elementos de pr
el entorno de trabajo.
otección (gafas,
cuando sea nece
guantes, bata...)
sario.
El aula de tecnología representa a pe5. Se debe presta
r atención a los co
queña escala una industria tecnológica y
lgantes, la ropa an
largos: se pueden
cha y los cabellos
enganchar en las
en ella se reproduce el proceso tecnolómáquinas.
6. No se debe m
gico. Se utilizan herramientas, materiales
anipular máquina
s eléctricas sin de
desenchufarlas si
senchufarlas. Hay
y máquinas; por lo tanto, también hay
n tirar del cable.
que
que cumplir unas normas básicas de
7. Cuando los m
ateriales y las he
seguridad para evitar accidentes.
rramientas no se
guardarse en el
utilicen, deben
lugar correspond
iente.
La seguridad en el taller depende, en
8. Hay que tene
r precaución con
la electricidad. S
gran parte, de las personas y de que se
que no se ve y, po
e debe tener pres
r
ta
nt
o,
se
ente
pu
ede subestimar
sigan unas normas básicas.
su peligro.
9. No se ha de
encender fuego
sin estar presen
te el profesor.
10. Hay que limpi
ar las herramient
as y los espacios
al finalizar las ta
reas.
Banco de actividades: 25, 26, 28, 29, 34, 35
actividades
13 Busca las siete diferencias entre las dos imágenes.
¿De qué error de seguridad se trata en cada caso?
14
¿Qué accidentes se podrían producir en caso de
no seguir alguna de las normas de seguridad del
aula taller?
Competencias científicas: C1 (act. 13), C2 (act. 14)
13
7. El progreso de la tecnología
2 500 000 aC
Herramientas de piedra
1 400 000 aC
Dominio del fuego
0 035 000 aC
Palitos para contar
0 0 1 5 000 aC
Calendario lunar
0 0 1 0 000 aC
Cerámica
0 00 7 000 aC
Calzado
0 006 000 aC
Hacha
0 005 000 aC
Metalurgia del cobre
0 004 500 aC
Arado
0 003 500 aC
Metalurgia del bronce
0 003 500 aC
Rueda libre
0 003 500 aC
Escritura
0 003 000 aC
Papiro
0 002 800 aC
Jabón
0 002 500 aC
Vidrio
0 00 1 200 aC
Metalurgia del hierro
0 00 1 000 aC
Ábaco
0 000 1 00 aC
Molino hidráulico
Siglos I a XVIII
14
0 000 1 05
Papel moderno
0 000 580
Pluma para escribir
0 00 1 206
Autómata
0 00 1 250
Gafas
0 00 1 320
Producción en cadena
0 00 1 450
Imprenta de tipos móviles
0 00 1 589
Telar mecánico
0 00 1 590
Microscopio
0 00 1 609
Telescopio
0 00 1 7 1 2
Máquina de vapor
0 00 1 7 64
Máquina de hilar algodón
Las piedras talladas fueron las primeras herramientas fabricadas
por el ser humano. A pesar de su sencillez, tenían un gran número
de aplicaciones: cortar, serrar, romper, moler, perforar, pulir, lijar,
etc.
Prender fuego golpeando dos piedras o frotando dos maderas fue
el segundo gran avance tecnológico del ser humano. Permitió,
entre otras cosas, cocer los alimentos, ver en la oscuridad,
calentarse o defenderse de los depredadores.
El primer calzado estaba confeccionado con materiales como
cuero, piel, hojas, cuerdas, etc. Su diseño no era muy distinto al de
las sandalias actuales.
El hacha como tal nace de la unión de dos herramientas preexistentes: una piedra pulida (una cuña) engastada en el extremo de un
palo que realiza la función de palanca, de modo que se amplifica la
fuerza humana. Las primeras hachas aparecen en el Neolítico y se
cree que servían para desbrozar el bosque.
Las ruedas de los carros giran libremente alrededor de un eje. Las
primeras ruedas eran discos compactos de madera. Sobre el eje se
sitúa una plataforma tirada por animales que permite transportar
objetos y personas con menor esfuerzo.
El ábaco consiste en un marco con alambres paralelos por los que
se deslizan bolas que representan unidades, decenas, centenas,
etc. Es la primera herramienta de cálculo conocida y permite
realizar las operaciones aritméticas básicas.
Desde épocas muy remotas se habían utilizado distintos soportes
para la escritura (papiro, pergamino, etc.). El papel más similar al
actual se obtuvo en China a base de una mezcla de fibras vegetales y almidones para darle más resistencia a la humedad y un tacto
que mejoraba la escritura.
En épocas anteriores ya se utilizaban lentes para aumentar el
tamaño de las letras, pero fue en el siglo XIII cuando los venecianos
usaron una lente para cada ojo, mediante un armazón –normalmente de madera– que se apoyaba en la nariz.
Aunque ya hacía mucho tiempo que existían diferentes tecnologías
de impresión, la idea de combinar pequeños moldes metálicos
(tipos) de cada carácter permitió componer rápidamente cualquier
texto, facilitar la fabricación en serie y reutilizar los tipos. Su inventor
fue Johannes Gutenberg.
Una máquina de vapor es un motor que transforma la energía de un
combustible para generar vapor de agua; al mismo tiempo, la presión
del vapor puede ejercer un trabajo mecánico. Inventada por Thomas
Newcomen, fue perfeccionada por James Watt en 1769, lo que supuso
su aplicación masiva y propició la llamada Revolución Industrial.
Siglo XIX
0 00 1 800
Pila voltaica
0 00 1 804
Locomotora de vapor
0 00 1 826
Fotografía
0 00 1 835
Bombilla incandescente
0 00 1 839
Poliestireno
0 00 1 854
Teléfono
0 00 1 860
Motor de combustión interna
0 00 1 886
Coche de gasolina
0 00 1 886
Turbina eólica
0 00 1 896
Radio
Siglo XX
0 00 1 903
Avión
0 00 1 9 1 4
Cremallera
0 00 1 922
Frigorífico eléctrico
0 00 1 926
Televisor
0 00 1 939
Avión de reacción
0 00 1 95 7
Primer satélite artificial
0 00 1 964
Pantalla plana de televisión
0 00 1 965
Ratón de ordenador
0 00 1 9 7 4
Coche híbrido
0 00 1 9 7 5
Conexión a Internet
0 00 1 9 7 7
Ordenador personal
0 00 1 9 7 9
Teléfono móvil
0 00 1 98 1
Transbordador espacial
0 00 1 989
WWW
0 00 1 989
MP3
Siglo XXI
0 002 006
Airbus 380
0 002 00 9
Teléfono inteligente
La pila voltaica, inventada por Alessandro Volta, consistía en una
torre de parejas de pequeños discos de cobre y cinc separados por
un disco de cartón impregnado en salmuera. En sus extremos, dos
electrodos recogían la corriente eléctrica. La pila voltaica fue la
primera batería que producía una corriente eléctrica constante.
Una bombilla incandescente está formada por una botella de vidrio
en cuyo interior se ha hecho el vacío y contiene un filamento de
tungsteno (aunque el primer modelo era de platino) que emite luz
por incandescencia al circular corriente eléctrica. Fue inventada por
James Bowman Lindsay. Edison la perfeccionó en 1875.
El teléfono transforma las ondas sonoras en señales eléctricas, y
viceversa, y permite la comunicación a distancia. Meucci creó la
primera línea telefónica que conectaba su taller con el dormitorio.
Alexander G. Bell lo patentó y creó la primera compañía telefónica.
El coche es un vehículo con motor que sirve para transportar
personas o cosas o para la tracción de otros vehículos. Karl Benz
fue el primero en ver el potencial de la gasolina como combustible
y, más tarde, los alemanes Daimler y Maybach aprovecharon sus
posibilidades.
Marconi fue el primero en patentar un sistema de transmisión
telegráfico sin hilos, aunque aquel mismo año el ruso Alexander
Popov y el serbio Nikola Tesla también lo habían logrado. En 1901,
Fessenden consiguió transmitir sonido.
Tras estudiar las experiencias de vuelo previas y las capacidades
del motor, los hermanos Wright consiguieron despegar y recorrer
una distancia de 260 metros. El éxito se debió al impulso de una
energía aerodinámica que aplicaba fuerza a las alas para lograr la
sustentación.
El primer televisor era un tubo de rayos catódicos. Se enviaban los
electrones contra la pantalla, recubierta de fósforo. Este material
se iluminaba al entrar en contacto con los electrones y reproducía
la imagen que se había enviado por medio de ondas de alta
frecuencia.
La Unión Soviética fue la primera en lanzar el primer satélite
artificial, el Sputnik 1, una esfera con cuatro antenas que orbitaba
la Tierra y transmitía información cada 96 minutos. Los satélites
estudian el universo, predicen el tiempo meteorológico o emiten
retransmisiones de televisión.
Para protegerse de la amenaza soviética, ingenieros americanos
diseñaron una red para compartir datos sin necesidad de conectarse siempre al mismo punto: Internet. Este conjunto descentralizado
de redes interconectadas permite el intercambio de información.
El teléfono móvil es un dispositivo electrónico que permite el
acceso a la red de telefonía móvil a través de la interconexión de
las centrales transmisoras de radio y los teléfonos portátiles. La
portabilidad es su característica más relevante.
15
ACTIVIDADES PRÁCTICAS
Análisis de objetos
El objetivo de esta actividad es analizar un par de objetos cotidianos desde varios puntos de vista. Para hacerlo, es necesario que hayas entendido bien los conceptos trabajados en la
unidad. En primer lugar proponemos un modelo de bolígrafo
muy común, y después un objeto más complejo en cuanto a los
materiales y al número de piezas que lo componen.
Procedimiento general
1. Lo primero que hay que hacer es observar el aspecto ex2.
3.
4.
5.
16
terno del objeto: forma, medidas, materiales de los que
está hecho.
En segundo lugar se analiza la función del objeto:
para qué sirve, cómo funciona, si necesita instrucciones
específicas (quizá lleva un librito o un folleto de instrucciones; en este caso hay que ver si están en una lengua oficial de nuestro país). Para acabar esta fase, se observa qué grado de satisfacción supone cuando se utiliza
respecto a la función para la que fue diseñado.
En tercer lugar se desmonta pieza a pieza para ver sus
componentes y describir su forma, los materiales de los
que están hechos y la función específica de cada uno, las
uniones entre las piezas, si las piezas están hechas a
mano o de forma industrial, etc.
En último término, se puede analizar desde un punto
de vista social y económico: si el objeto supone un
avance en la función para la que ha sido diseñado, si la
relación calidad-precio es conveniente, si los materiales
son reciclables o no.
Se puede ir más allá y plantear cuestiones éticas, como
si la fabricación supone una explotación de recursos indiscriminada o incorrecta, si las condiciones laborales de
las personas que lo han producido pueden haber sido inadecuadas, etc.
Análisis de un bolígrafo
El aspecto externo es el de una herramienta sencilla de
escritura utilizada mayoritariamente en lugar del lápiz
para tomar apuntes, escribir notas, etc. Tiene un tapón
móvil que saca y esconde la punta de escribir, por lo
que debe de tener un muelle. Está realizado casi íntegramente en plástico. También presenta una funda de
goma a la altura en la que el dedo agarra el bolígrafo
para facilitar la escritura. Las medidas son normalizadas; todos los bolígrafos tienen medidas similares.
Este bolígrafo es muy común porque es cómodo y la
tinta que utiliza escribe de manera uniforme.
El desglose de las piezas indica que efectivamente hay
un muelle que desplaza el cilindro de la tinta y la punta
cuando conviene. Así pues, el mecanismo funciona
gracias a la elasticidad del muelle.
Respecto al precio, es asequible y similar al de los bolígrafos de categoría similar. Sus componentes son reciclables, tal y como se indica en el envase de cartón y
la funda de plástico con los que se presenta. Está fabricado en la Comunidad Europea, donde las condiciones laborales están reguladas y la normativa medioambiental es estricta en cuanto a contaminación en
las fábricas.
El embalaje es excesivo. Ahora bien, se han encontrado bolígrafos de la misma marca y modelo sin embalar, solamente con una etiqueta identificativa, lo
que reduce los costes de embalaje y es beneficioso
para el medio ambiente.
Análisis de un reloj despertador
El aspecto externo es el de un modelo de despertador antiguo, con
dos campanas y un pequeño martillo para repicar. Así pues, lo primero que cabe pensar es que se
trata de una recreación de un despertador clásico. Las dimensiones
son un poco grandes para ser un
despertador de mesilla de noche,
pero no existen unas especificaciones normalizadas en cuanto a las medidas de este aparato al margen de los criterios estéticos.
Al desmontar el despertador, se comprueba que las manecillas están conectadas a un sistema de engranajes.
En la etiqueta del despertador, una indicación informa
de que se trata de un producto importado de fuera de la
Unión Europea. Su precio es inferior a diez euros, motivo
que lleva a pensar, junto con la información anterior, que
las condiciones laborales en su fabricación no son las
mismas que en la Unión Europea.
La parte exterior consta de un armazón metálico con tapa
posterior de plástico, además de las dos campanas y el
timbre mencionados. La esfera en la que se encuentran las
manecillas que marcan las horas es de cristal. También
tiene unas patas de metal para apoyarlo.
Tiene la función de marcar la hora y hacer sonar el timbre
a la hora que se determina con una ruedecilla que hay en
la parte trasera. Junto a ella, otra ruedecilla hace girar las
manecillas. El despertador se presenta embalado en una
caja de cartón con plástico transparente delante.
AHORA TE TOCA A TI…
Después de leer estos dos ejemplos, analiza otro
objeto de uso cotidiano de casa, como una cafetera,
un dosificador de jabón o una aspiradora.
... ¿Aceptas el reto?
Ve a la página 148 de este libro en la que se propone un proyecto global.
• ¿Puedes realizar algún paso del proyecto tecnológico que se describe?
¡Acepta el reto!
17
BANCO DE ACTIVIDADES
15 Nombra dos objetos tecnológicos que satisfagan
las siguientes necesidades:
22
a) Transportar alimentos líquidos
b) Escribir en cualquier lugar
c) Comunicarse a larga distancia
Cita un objeto que resuelva la misma necesidad que los de las imágenes sin usar la energía
eléctrica. Busca y compara las respectivas fechas
aproximadas en que se inventaron.
16 Escribe cinco necesidades básicas y cinco necesidades secundarias.
17 Di qué necesidad cubren estos objetos tecnológicos y cita otros que tengan la misma función:
a)
b)
c)
d)
e)
18
19
20
Aspirador
Ordenador portátil
Cerradura con llave
Reloj
Bombilla
¿Cuál es el problema que se plantea
en la siguiente fotografía? ¿Qué soluciones se
te ocurren?
Pieza
Cantidad
Descripción
Precio
unitario
1
Tableros de
contrachapado
de 100 x 100 cm
2
Escuadras
1,50 €
3
Tornillos de 20 mm
0,15 €
4
Tornillos de 50 mm
0,25 €
Coste
total
2€
Si te surgiese la necesidad de construir una estantería para guardar DVD, ¿dónde buscarías información? ¿Qué tipo de información buscarías?
24
Imagina que tus padres quieren renovar los
muebles de tu habitación. ¿Qué datos necesitaría el carpintero para elaborar un presupuesto?
a) Observa el aula en la que normalmente asistes a clase. ¿El espacio está bien aprovechado?
¿Cómo lo aprovecharías mejor?
25
¿Qué normas de seguridad crees que deben
cumplir los objetos diseñados para recién nacidos?
b) Cita dos cosas que haya que arreglar e indica
cómo podrían repararse.
26
Busca información y elabora una hoja de
proceso para labrar un campo, en la que indiques
materiales, herramientas, técnicas de trabajo y
normas de seguridad.
27
Investiga y ordena estos objetos tecnológicos
según su fecha de creación: Blu-ray, vídeo VHS,
Laser Disc, vídeo 2000, Mini DV, DVD, Universal
Media Disc, vídeo Betamax. ¿Todos tienen la
misma función? ¿Por qué algunos se desarrollaron antes que otros?
21 Indica cuál es la energía que se usaba en la antigüedad y la que se emplea en la actualidad para
las siguientes acciones:
a)
b)
c)
d)
e)
18
23 Calcula el presupuesto de una estantería de 50 x
75 cm teniendo en cuenta los datos que figuran
en la tabla. ¿Ha sobrado material? ¿Cuánto?
Cocinar
Planchar
Desplazarse
Labrar la tierra
Iluminar la calle
Competencias científicas: C1 (act. 15, 16, 21), C2 (act. 17, 19, 27), C3 (act. 18, 20, 22-26)
28 Investiga el significado de estas señales que se
usan en la industria. ¿Cuáles deberían estar presentes en el taller de tecnología?
29
Elabora una tabla con las normas de uso principales del aula de tecnología. Busca en Internet
una imagen para cada norma. Escoged entre todos
las mejores para colgarlas en el aula.
30
¿Pensáis que la tecnología sirve únicamente
para satisfacer las necesidades humanas, o también para crear otras nuevas? Podéis utilizar como
ejemplos el teléfono móvil o las redes sociales
como Facebook o Twitter.
31
El transporte ha sido siempre una actividad
muy importante para el hombre. La rueda supuso
un gran avance tecnológico. ¿Cuándo se inventó
la rueda? ¿Cómo se realizaba el transporte antes
de que se utilizara la rueda?
32 Los carritos del supermercado tienen cuatro ruedas iguales. ¿Qué ocurre cuando estas cuatro
ruedas no giran de la misma forma?
33
34
Los deportistas de alto nivel utilizan prendas de
vestir y calzado elaborados con materiales que facilitan la actividad física. ¿Qué características debe
tener el calzado deportivo de competición? ¿Se conseguirían los mismos resultados con cualquier otro
tipo de calzado? ¿Qué consecuencias tendría no
practicar un deporte con el calzado adecuado?
Prácticamente todos los procesos tecnológicos
generan residuos. Los centros de reciclaje desempeñan un papel muy importante en la gestión de
los residuos producidos por los habitantes de una
población. Investiga qué tipo de residuos pueden
llevarse a un centro de reciclaje y cómo se clasifica
la basura en ellos.
35
En el garaje de tu casa encuentras un bidón pequeño de aceite de motor usado. Tu padre te dice:
«Como el bidón es pequeño y almacena poca cantidad de aceite, lo podemos tirar por la cloaca». ¿Es
esta una buena opción? ¿Por qué? ¿Cómo hay que
deshacerse del aceite usado de un coche?
36
Estas dos imágenes nos muestran formas
diferentes de arar el campo. ¿Qué consecuencias
ha provocado la mecanización de los trabajos del
campo? La mecanización ¿reduce siempre los costes de producción? ¿Por qué?
37
Mira este fragmento de la película e Borrowers, dirigida por Peter Hewitt en 1997. Los protagonistas son una familia de seres diminutos que
viven en la casa de una familia de humanos. En
esta escena, el padre de la familia Borrower cruzará la cocina para salvar a su hija, atrapada dentro del congelador.
a Descubre a qué objetos cotidianos dan los Borrower un uso poco habitual y cuál es este uso.
b ¿Dirías que lo que hace el padre Borrower es
creativo? ¿Por qué?
c ¿Qué acciones del vídeo has realizado más de
una vez?
38 ¿Qué diferencia existe entre un error de diseño y
un error de construcción? ¿Tienen ambos las mismas consecuencias?
Competencias científicas: C2 (act. 28, 29, 31, 35, 38), C3 (act. 30, 32-34, 36)
19
PASADO, PRESENTE Y FUTURO
El primer automóvil funcionaba con vapor
F
ue Nicholas-Joseph Cugnot (17251804), mecánico, ingeniero militar,
inventor y escritor francés, quien dio un
gran paso al construir en el año 1769
el primer artefacto que no utilizaba el
trabajo del hombre ni de los animales
para desplazarse: el automóvil
de vapor.
El vehículo debía detenerse cada 10 o
15 min para que la presión de la caldera
volviera a aumentar, ya que el sistema
de vapor de que disponía consumía más
vapor del que la caldera era capaz de
producir.
El vehículo era muy pesado y se dirigía
con un timón. Tenía dos ruedas detrás y
una rueda delante, donde estaba situada
la caldera de vapor. Podía arrastrar hasta
4 t a una velocidad máxima de 4 km/h.
Cugnot diseñó el vehículo para uso militar, para poder arrastrar grandes piezas
de artillería. En el año 1771 este vehículo
se estrelló contra una pared, en el que
fue el primer accidente automovilístico de
la historia.
¿Qué era y cómo era
el automóvil de vapor?
¿Qué combustible utilizaba
el automóvil de Cugnot?
Objetivo: correr más
Más tarde, fue Karl Benz quien en 1886 patentó el primer automóvil con motor de
gasolina: el Motorwagen.
El primer motor del Motorwagen era monocilíndrico de cuatro válvulas, con una
cilindrada de 958 cm 3 , una potencia de 0,75 CV y refrigeración por agua. Era
un vehículo muy ligero (100 kg) y llegaba a una velocidad máxima de 16 km/h.
El Motorwagen incluía, además del motor de combustión interna, otros inventos
muy nuevos, como la estructura de acero tubular
¿Cuál fue la principal novedad
y paneles de madera y, sobre todo, la utilización
del Motorwagen? ¿Crees que
de ruedas recubiertas con caucho macizo, que
habría muchos circulando por
le otorgaban una confortabilidad desconocida.
la calle? ¿Por qué?
¡MÁS POTENCIA!
En el año 1987, la marca Ferrari, con motivo de la celebración de su 40.º aniversario, construyó el vehículo comercial
más potente de la historia hasta entonces: el F-40. Este
vehículo disponía de un motor de 8 cilindros y 32 válvulas.
El motor estaba sobrealimentado con dos turbocompresores
que permitían que ofreciese hasta 478 CV de potencia.
Alcanzaba una velocidad máxima de 324 km/h y era capaz
de pasar de 0 a 100 km/h en 3,5 s.
20
¿Cuántas válvulas por cilindro tenían los motores del F-40?
Ese coche consumía mucha gasolina. ¿Sabes por qué?
Ahora toca ahorrar
El Toyota Prius dispone de dos tipos de motores: el eléctrico y el de gasolina, y de un sistema para gestionarlos
automáticamente y de la forma más eficiente posible. También aprovecha las frenadas y el propio motor térmico para
recargar las baterías del motor eléctrico. Se logra así un
vehículo que ahorra gasolina y, por tanto, disminuye la
cantidad de emisiones de CO2 a la atmósfera.
El uso generalizado del automóvil como medio de transporte y el aumento progresivo del precio del petróleo
han fomentado un desarrollo de motores cada vez más
eficientes y menos contaminantes.
En pocos años se ha pasado del SEAT 600, cuya primera
unidad fue construida en el año 1957, a coches como el
Toyota Prius, el coche híbrido con mayor difusión mundial.
SEAT 600
MODELO
Toyota Prius
Consumo medio (L/km) 7/100
3,9/100
Potencia (CV)
100
Cilindrada (cm3)
633
Precio
443 € (73 500 pesetas) 25 000 €
21,6
1798
¿Qué es un coche híbrido y qué
se pretende con la construcción
de este tipo de vehículos?
¿Qué problema crees que tienen
los vehículos completamente
eléctricos? ¿Los híbridos solucionan este problema?
EL AUTOMÓVIL DEL FUTURO
El desarrollo del automóvil en el futuro evolucionará hacia la
utilización de energías más respetuosas con el medio natural,
con menor consumo y mayor potencia.
El Mazda Taiki es un diseño de un vehículo vanguardista,
pensado para ser producido el año 2025. Lo más ambicioso
de este automóvil es que, a pesar de ser eléctrico,
se prevé que será capaz de alcanzar los 400 km/h.
Además, cargará automáticamente las baterías
utilizando la energía de las ruedas.
En el futuro también se prevé que se utilizará
hidrógeno como combustible. La ventaja principal
es que los motores de hidrógeno no generan
gases residuales, pero hay que tener en cuenta
que para generarlo se precisa energía eléctrica.
Tanto el automóvil eléctrico como el que utiliza el hidrógeno
como combustible necesitan por ahora la electricidad para
funcionar, y mientras la electricidad no provenga de energías
renovables aún no podemos hablar de vehículos limpios.
¿Por qué motivo se considera que el automóvil
eléctrico y el de hidrógeno son los vehículos del futuro?
¿Crees que en el futuro será posible que los vehículos no
necesiten conductor?
21

El proceso tecnológico

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