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º 4
7º Año Tercer Ciclo E.G.B. Escuelas Rurales
Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología de la Nación
Me llamo:......................................................................................................
Estoy en..........................................................................................................
de la Escuela..............................................................................................
de la localidad........................................................................................
Provincia.......................................................................................................
Mi maestro/a..............................................................................................
Empecé a trabajar con este cuaderno
el...........................................................................................................................
Lo completé el..........................................................................................
Guardo este cuaderno para...........................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
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Tecnología○
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Unidad 5: Una introducción al control automático _____________8
Tema 1: Distintos tipos de automatismos ____________________9
Actividad No 1 _____________________________________________________ 11
Actividad No 2 _____________________________________________________ 25
Tema 2: Los primeros automatismos ______________________ 26
Actividad No 3 _____________________________________________________ 26
Actividad No 4 _____________________________________________________ 27
Tema 3: A la búsqueda de automatismos __________________ 31
Actividad No 5 _____________________________________________________ 31
Actividad No 6 _____________________________________________________ 32
Actividad No 7 _____________________________________________________ 34
Tema 4: La electricidad en los sistemas de control ____________ 36
Actividad No 8 _____________________________________________________ 37
Actividad No 9 _____________________________________________________ 39
Actividad No10_____________________________________________________ 41
Tema 5: De los sensores artesanales a los deproducción industrial ___________________________ 42
Actividad No11_____________________________________________________ 42
Actividad No12_____________________________________________________ 45
Este es el último Cuaderno de Trabajo de Tecnologíade séptimo año. Del mismo modo que con unidades an-teriores, haremos en él una continua referencia a todolo estudiado antes.
En esta Unidad vamos a analizar el funcionamientode varios artefactos automáticos, comenzando por algu-nos de construcción “casera”. Esto nos permitirá intro-ducir una primera clasificación. Después, nos detendre-mos en los automatismos de las trampas para animalesy en un diseño de fábrica automática de hace ¡dos si-glos!
A continuación, hay una propuesta de búsqueda desistemas de control automático en los alrededores de laescuela. Luego aplicaremos algunos contenidos de elec-tricidad y calor, aprendidos en Ciencias Naturales, paradiseñar alarmas y otros sistemas.
Así que...tené a mano los anteriores Cuadernos, por-que hay mucho para releer.
Tecnología
UNIDAD 5
TECNOLOGÍA8
Una introducciónal control automático
Un
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En las Unidades 1 y 2 nos hemos ocu-pado varias veces de las operaciones detransformación y de regulación y control.Seguramente las recordás muy bien por-que, a lo largo de las Unidades siguientes,volvimos a mencionarlas.
Pero no está de más destacar un parde cosas sobre ellas:
Las operaciones de transformaciónoperan sobre la materia, y para eso de-ben contar con el aporte de algún tipode energía. De materia y de energía nosocupamos en la Unidad 3.
Las operaciones de regulación y con-trol, en cambio, ponen en juego a la infor-mación, que fue el tema central de la Uni-dad 4. En esa misma Unidad destacamosun proceso importante: el “saber técni-co”, que en una época era posesión delser humano, va pasando a las máquinasque realizan las operaciones que antes lle-vaba a cabo el técnico.
Cuando las operaciones de regula-ción y control pasan a ser ejecuta-das por máquinas en forma parcialo total, se dice que el control esautomático.
9TECNOLOGÍA
Tema 1
Distintos tipos de automatismos
Los sistemas automáticos son ampliamenteutilizados en el mundo de hoy: en los semáfo-ros que regulan la circulación de tránsito en laciudad, en algunas barreras que bajan y subencon el paso del tren, en la producción indus-trial de artículos de todo tipo.
¿Por qué se dice que estossistemas son automáticos?Porque su funcionamiento escontrolado no por hombres,sino por máquinas.
TECNOLOGÍA10
Tema 1
Un sistema automático selecciona eldestino de una llamada telefónica sinque deba intervenir la operadora,como se explicó en la Unidad 4.
Una aeronave puede serpiloteada por un sistema alque, simplemente, se le entre-gan una serie de indicaciones:velocidad del viento, rumboque se desea seguir, etc. La fo-tografía muestra el tablero deun helicóptero moderno condoble piloto automático y unelaborado sistema para “diri-gir” el vuelo.
En una estación de servicio, el com-bustible deja de salir del surtidorcuando se detecta que el tanque delvehículo esta lleno...
11TECNOLOGÍA
La lista anterior podría ser muy extensa. Si analizáramos cómo fueron cambiandodistintos aparatos con el paso del tiempo, veríamos que cada vez incluyen más auto-matismos.
A medida que se incorporan sistemas automáticos a los diversos tipos de artefac-tos, estos últimos se vuelven más y más complejos.
Actividad No 1 fecha: ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
En un taller de curtido de cueros es necesario llenar tanques con agua variasveces al día. Un operario debe controlar casi continuamente el llenado de lostanques. La verdad es que a veces se distrae, y el agua se derrama.
En el taller deciden entonces pensar en algún mecanismo que controleautomáticamente el proceso, reemplazando la labor del operario.
Se llama a un grupo de personas para que hagan propuestas. Al cabo de untiempo se presentan varias soluciones. Se construyen “caseramente” tres sistemasposibles, uno de los cuales deberá ser elegido. A continuación te presentamos lostres que se construyeron.
Tema 1
Las luces de una ciudad se encienden solas, gracias a un sistema que tiene en cuenta ladisminución de luz ambiente.
TECNOLOGÍA12
La arena cae del recipiente I hacia el II.A medida que lo hace, el otro extremodel brazo desciende. En un momento de-terminado, tapa el agujero del agua.
SISTEMA 1:El autor de la idea explica:
“Mi modelo está basado en un recipiente (I)que se va vaciando de arena y la deposita enotro recipiente (II).El primero está unido a una palanca que, enel otro extremo, tiene una pieza especial.Cuando cae una cierta cantidad de arena, esapieza cierra la entrada de agua.Lograr que todo este mecanismo funcionarabien fue muy difícil.Primero, observé cuánta arena había caído enel momento en que el tanque se llenaba conagua.
a
I
II
Después, tuve que acomodarlos pesos de cada lado de lapalanca, para que el peso dela arena que quedaba en el re-cipiente I justo cerrara el pasodel agua. Todo eso requiriómuchos ensayos.Además, para cada uno de lostanques del taller tendré quehacer un ajuste en particular.”
Tema 1
13TECNOLOGÍA
En el momento en que se tapa elagujero, el agua deja de entrar.
Detalle del sistema de cierre. A medida que el brazo desciende va empujando hacia abajo alcorcho. En un momento queda tan ajustado que el agua deja de pasar.
Tema 1
TECNOLOGÍA14
Describí, paso a paso, cómo funciona el sistema, en las páginas finales delCuaderno.
¿Te parece que este sistema de control funcionará correctamente si a vecessale mucha agua de la canilla, y otras veces poca? ¿Por qué?
Observando las imágenes sobre el Sistema 1:
Pensá qué herramientas se emplearon.
Mencioná normas de organización y de seguridad que creés que se tuvie-ron en cuenta.
¿Qué dificultades se habrán debido resolver para que el sistema funcionecorrectamente?
1.
2.
3.
En las Unidades anteriores hemos realizado un gran número de diagramasque, a medida que avanzamos, se fueron complejizando.Analizar un diagrama de funcionamiento del Sistema 11111 no es sencillo. Teinvitamos a hacerlo de a poco, considerando la función que cumple cadauna de las partes:
Una de las operaciones requeridas para construir el sistema: serruchar un palo deescoba a la medida adecuada.
Tema 1
15TECNOLOGÍA
¿Cuál es el elemento que deja o no pasar el agua hacia el tanque? Lapieza obturadora, que constituye una válvula. En un diagrama sepuede mostrar así:
Agua Agua Tanque
Cuando la válvula está abierta, el agua pasa. Cuando se cierra, elagua no pasa.Una válvula es un elemento que modifica el pasaje de materia, deenergía o de información. Puede aumentarlo, disminuirlo o interrum-pirlo.
¿Quién le informa a la válvula que debe abrirse o cerrarse? El contro-lador. Entonces:
Tanque
Controlador
Este es el diagrama de funcionamiento del Sistema1 de control.
Agua Agua
Válvula
¿Qué se toma como “referencia” para determinar cuándo cerrar elpaso del agua? El peso de una cierta cantidad de arena.Un análisis un poco más profundo nos revela algunas cosas: la arenacae continuamente del recipiente superior, y demora un tiempo enhacerlo. Puede considerarse que ese tiempo siempre es el mismo: eltiempo apropiado para que el tanque de agua se llene. En otras pala-bras: para determinar cuándo debe cerrarse el paso del agua tomamoscomo referencia un cierto tiempo.
El recipiente con arena -como controla el llenado del tanque- recibe elnombre de CONTROLADOR.
Tema 1
TECNOLOGÍA16
SISTEMA 2:Su autor nos explica:
“Este sistema alerta a la persona del momento enque debe cerrarse la canilla. Está basado en la ac-ción de un recipiente que flota, y va subiendo juntocon el nivel del agua.Las mayores dificultades las tuve al ajustar el me-canismo de la “alarma”, construída con broches yun clavito sin cabeza, del que se sujeta una gomita.”
b
Dos momentos durante el llenadodel tanque: a medida que sube elflotador se tensa la gomita del otroextremo del brazo.
Tema 1
17TECNOLOGÍA
Detalle del tensado de la gomita.En un momento, el clavo sin ca-beza deja de contener a lagomita, y ésta se dispara contrala lata.
Seguramente alguna vez usaste la palabra caudal para indicar la cantidad de agua que circula por un río.Uno puede decir, por ejemplo, que el caudal del río Paraná es mayor que el de un arroyo.De aquí en adelante vamos a llamar caudal de un líquido a la cantidad del mismo que circula por un lugaren cierto tiempoA veces la palabra caudal se usa en otras situaciones, por ejemplo cuando se dice “este libro tiene ungran caudal de información”.
Tema 1
TECNOLOGÍA18
Observá las fotos y los esquemas. Describí, en las páginas finales del Cua-derno, el funcionamiento del conjunto del Sistema 2.
¿Funcionará bien este sistema de control si varía el caudal del agua quesale de la canilla? ¿Por qué?
Esta imágen muestra un detalle de cómo se construyó el Sistema 2.
1.
2.
3.
Una operación de ajuste entre el palo de escoba y el flotador: el extremo del palo es rebajado conlija, de modo que adquiera forma cónica. Este extremo será luego introducido a presión en la bocadel flotador.
Describí al final del Cuaderno, los pasos de una técnica que creés que fueusada para la construcción.
Mencioná dos operaciones de transformación y dos de regulación y controlque creés que fueron realizadas.
¿Qué herramientas se habrán empleado?
Proponé algunas variantes sobre el modelo propuesto,cambiando alguna par-te del mismo, o los materiales empleados, etc. Discutí tus propuestas con tuscompañeros. ¿Qué cambios se les ocurren? ¿Conseguirían mejorar el funcio-namiento con esas variantes?
4.
Tema 1
19TECNOLOGÍA
5.
El flotador es un sensor. Se denomina así a aquellos elementos quetoman datos de la realidad y pueden reemplazar las funciones de lossentidos humanos (de allí su nombre). El operario del taller utiliza suvista para controlar el nivel del agua; el flotador toma a su cargo estaoperación.
Discutí con tus compañeros o tu maestro el funcionamiento de esta va-riante.
¿Cuáles son las ventajas de esta variante respecto del ejemplo 2? ¿Y lasdesventajas?
Una de las condiciones iniciales del diseño especificaba que el sistema debíaser automático, es decir: debía reemplazar al operario en el control. ¿Cum-plen con esta condición el Sistema 2 y la variante del globo? Discutí tu res-puesta con tus compañeros. Anotá las conclusiones al final del Cuaderno.
6.
Una persona propone una variante para el modelo utilizado en el Sistema 2.
El siguiente dibujo muestra su diseño.
Tema 1
TECNOLOGÍA20
c
Detalle del sistema desarmado, donde puede apre-ciarse el funcionamiento de la válvula que abre ycierra el paso del agua. Todos los elementos sonde fácil obtención: lata, alambre, corcho, un trozode cámara de automovil, broches.
Cuando el flotador sube, cierra la entrada de agua.
SISTEMA 3:
Tema 1
21TECNOLOGÍA
El constructor de este sistemanos relata:
“La verdad es que no soy el úni-co autor de este sistema. Antes decomenzar a construirlo eché unamirada a lo que estaban hacien-do los otros dos participantes. Mepareció que había buenas ideasen ambos, y las usé. Del Sistema1 tomé prestada la pieza que cie-rra la canilla, y del 2 utilicé el flo-tador. Combiné ambas ideas en misistema y las “adapté”. Como lasdificultades de “ajuste” habíansido resueltas por ellos, la cons-trucción de mi sistema fue bastan-te sencilla.Podría decirse que casi trabajamos en equipo. En realidad, creo que si hubie-ra habido posibilidad de intercambiar nuestras ideas directamente, habría-mos resuelto más rápido y mejor el problema. Tres cabezas conectadas pien-san mejor que tres aisladas ¿no?”.
Describí en las páginas finales del Cuaderno, el funcionamiento del Sistema 3.
¿Funcionará correctamente si el caudal de agua que entra al tanque no esconstante? ¿Por qué?
Te proponemos construir el Sistema 3, guiándote por las imágenes y las de losejemplos anteriores.
Describí al final del Cuaderno la técnica que usaste. ¿Cuáles fueron las ma-yores dificultades a resolver? ¿Cómo intentaste vencerlas? ¿Tuviste éxito?
Ahora vamos a pensar en las características de todos los sistemas propuestos:
¿Cuál elegirías para instalar en el taller de cueros? ¿Por qué? Discutí tusopiniones con tus compañeros.
1.
2.
3.
1.
d
Tema 1
TECNOLOGÍA22
¿Suponés que las construcciones “caseras” serán adecuadas para el sistemadefinitivo que se use en el taller? ¿Por qué? ¿Te parece que estas construccio-nes podrían resistir el esfuerzo de un trabajo constante? ¿Qué modificacionesse te ocurren?
Una vez instalado el sistema en el taller, el operario encargado de controlar elllenado de los tanques quedaría sin trabajo. ¿Se te ocurre alguna otra tareaque pueda realizar el operario de allí en adelante?
¿Te parece que alguno de los sistemas descriptos podría ser aplicable a unartefacto que se usa en tu comunidad?
Discutí tus ideas con tus compañeros y, entre todos, hagan un proyectopara aplicar un control automático a algún artefacto que se use en tucomunidad.Para el diseño del proyecto tengan en cuenta modificaciones a realizarsobre las ideas mencionadas, materiales a usar, dimensiones de las piezas,secuencia de operaciones, organización del trabajo entre los participantes,normas a considerar, tiempo para cada etapa, etc.
2.
3.
4.
Vuelvan a leer el texto relativo al Proyecto Tecnológico que se encuentra en laUnidad 3, y ténganlo en cuenta como referencia para el trabajo.
Sistema de llenado automático empleado para tanques de inodoros. Mientras elflotador está bajo, la válvula deja pasar el agua. El flotador asciende a medida quesube el nivel de agua en el tanque. Llega un momento en que el extremo delbrazo presiona sobre la válvula, y ésta cierra el paso del agua.El sistema dispone de un mecanismo de ajuste, para cerrar la válvula con el nivelde agua deseado. El ajuste se realiza dejando más o menos “luz” en el espacioseñalado en el esquema, para lo cual se cuenta con un tornillo con tuerca.
Agua
Flotador
Tema 1
Espacio
23TECNOLOGÍA
El operario del taller de cueros realiza una operación de regulación ycontrol: debe observar el tanque (recibe permanentemente datos de ély los procesa) y, cuando está lleno, cierra la canilla ( válvula).El operario cumple una doble función: con sus sentidos “vigila” el niveldel agua y, en el momento apropiado, opera sobre la canilla (o sea:controla la válvula).El diagrama es el siguiente:
Vamos a realizar ahora un diagrama de funcionamiento del Sistema 3 ycompararlo con el del operario. Es necesario que observes con aten-ción el diagrama y analices la función de cada parte:
¿Qué se toma como “referencia” para determinar cuándo debe cerrar-se la canilla?: El nivel del agua dentro del tanque.Debe incorporarse un mecanismo que observe este nivel, al que deno-minamos sensor, de acuerdo a la definición de páginas anteriores. Elflotador es el sensor, y su función es semejante a la que realiza el ope-rario con sus sentidos.
¿Cuál es el elemento que deja o no pasar el agua hacia el tanque?Como en el caso del ejemplo 1, la válvula es el obturador de goma.En el ejemplo 1 el obturador era accionado por el peso de la arena delcontrolador. El controlador aquí es el sistema del flotador, pues empujaal obturador hacia arriba a medida que asciende. Entonces:
Agua Agua Tanque
Operario
(opera sobre la válvula) (observa el nivel del tanque)
Tema 1
TECNOLOGÍA24
El conjunto sensor-controlador reemplaza la funciónque tenía a su cargo el operario del taller.
Agua Agua Tanque
Controlador
(abre y cierra la válvula)
(informa sobre el nivel del agua)
Sensor
Observando el esque-
ma podes ver cómo la
información describe
una especie de ciclo
cerrado. Puede com-
prenderse, entonces,
por qué se llaman sis-
temas realimentados
o de lazo cerrado.
El Sistema 2 y la variante del globo no son automáticosporque el cerrado de la canilla debe ser realizado por eloperario. La “alarma” si es automática, porque se disparasola, cuando el nivel del agua es el adecuado.
Los otros dos ejemplos corresponden a distintostipos de sistemas de control automático.
En el caso 1 se trata de un sistema sin realimentación o a lazo abier-to. Un cambio en las condiciones que están siendo controladas (debido, porejemplo, a que sale más agua, o menos, por la canilla) no será “detecta-do” por este tipo de sistema . El tanque, entonces, rebalsará o no se llenarácompletamente.
Estos sistemas funcionan correctamente mientras esas condicionesno sufran cambios.
El Sistema 3, en cambio, corresponde a un sistema realimentado o alazo cerrado. En él, un cambio en las condiciones de llenado serádetectado. Si sale más agua por la canilla, el flotador subirá más rápido. Delmismo modo, el flotador ascenderá más lentamente si el caudal de aguadisminuye, y se detendrá si deja de salir el agua.
Tema 1
25TECNOLOGÍA
Actividad No 2 fecha: ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
a En los libros de Tecnología que se encuentran en la biblioteca para el TercerCiclo de la escuela, hay textos sobre automatización y mecanismos de control,donde se mencionan el reloj despertador, el lavarropas, la heladera, los semá-foros, las luces de las ciudades, etc. Ubicá esos textos y leé todo lo que tratedel tema. Esta vez no vamos a decirte los títulos ni la página que tenés queleer pues vos ya conocés los libros. Tomáte tu tiempo y pedíle a tu maestroque te oriente.Al final del Cuaderno hacé un cuadro con esta información, especificando elaparato, en qué consiste su automatismo y si es de lazo abierto o cerrado.
En uno de los libros (Introducción a la Tecnología, págs. 74/6) se describenalgunas construcciones de un “inventor” de hace 2300 años, entre ellas unasemejante a los sistemas analizados en la Actividad No 1. También se muestra el mecanismo de llenado del tanque de un inodoro.Estos dos sistemas ¿son de lazo abierto o cerrado? ¿Por qué?
En el texto que leíste en el punto anterior hay un párrafo quecomienza:“Para lograr este objetivo generalmente han contribuidonumerosos hombres...”.Leé el texto completo y discutí con tus compa-ñeros si guarda alguna relación con el “tra-bajo en equipo” que menciona el constructordel Sistema 3. Escribí tus conclusiones al fi-nal del Cuaderno.
Se dice que el uso de numerosos meca-nismos automatizados en las fábricases una de las causas del desempleo.¿A vos qué te parece? ¿Por qué? Dis-cutí lo que creas con tus compañerosy tu maestro. Anotá las conclusiones alfinal del Cuaderno.
b
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Tema 1
TECNOLOGÍA26
Los primeros automatismos
Actividad No 3 fecha: ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
La primera fábrica automática
Observá cuidadosamente la siguiente imagen. En ella puede apreciarse unmolino de harina, que es considerado la primera fábrica automática del mun-do (1790). El lugar donde se realiza cada operación está señalado con unnúmero. Podrás conocer de qué operación se trata en cada caso si leés eltexto y mirás la imagen, siguiendo paso a paso los números.
a
Tema 2
27TECNOLOGÍA
b Realizá en las páginas finales de tu Cuaderno un esquema del proceso ante-rior. Tené en cuenta la idea del punto de la Actividad No 7 de la Unidad 2;es decir, resumí la operación realizada en cada paso mediante una palabra.
¿Por qué se dice que este molino de harina era automático? Discutí lo quepienses con tus compañeros y anotá tus conclusiones al final del Cuaderno.
c
c
Actividad No 4 fecha: ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
Las trampas de animales
Leé el texto de la página siguiente, donde se hace una mención de distintostipos de trampas utilizadas en la captura de animales.
a
En 1 se ve la descarga de granos de trigo, que es pesado en la balanza 2 ydepositado en 3. Se transporta verticalmente de 4 a 5 y se almacena en 6,desde donde es conducido al “granero colgante” 7. El granero alimenta alrecipiente 8, donde se retira la cáscara del grano. El grano descascarado pasaa 9, vuelve a ser elevado hasta 5, pero esta vez se deposita en 10, y luego en11. Pasa por el tamiz giratorio 12 y es llevado por una corriente de aire,producida por el ventilador 13, hacia el embudo 14. El transportador 15, 16lo distribuye entre tres graneros colgantes 7, 17 y 18. Estos, a su vez, dejancaer el grano limpio hacia las piedras de moler 8, 19 y 20. La harina estransportada por un conjunto de recipientes 21, 22, 23, 24 y, vertida en unapieza giratoria 25, se filtra hacia unos rollos de tela 26, 27. Al ser tamizadapor los rollos la harina queda muy fina, y se recoge en un cajón 28. Pasaluego a 29, y de allí es conducida al interior de barriles que se cargan en unbarco 30.
Los otros sectores numerados del diagrama forman parte del camino se-guido por el procesamiento del producto “grueso” de la harina (31 a 34), opor formas de procesar el grano proveniente de un barco (34 a 45).
Tema 2
TECNOLOGÍA28 TECNOLOGÍA28
Seguramente las trampas para capturar animales fueron de los primerosartefactos automáticos inventados por el ser humano. Las trampas son sis-temas de control automático pues se ponen en funcionamiento sin la inter-vención de las personas. Son de lazo cerrado: un sensor detecta en ellas lapresencia de la presa y dispara algún mecanismo para atraparla.
Conseguir el correcto funcionamiento de las diversas trampas debe ha-ber exigido del hombre primitivo una minuciosa observación de los hábi-tos de los animales y muchos ensayos y ajustes. Una gran variedad deingeniosas ideas se incorporaron a los diseños originales, cuya finalidadera obtener alimento. Más tarde surgieron trampas para eliminar animalesperjudiciales para las actividades humanas, y luego otras con propósitosde estudio, que capturaban a la presa sin causarle daño.
Veamos algunos de los tipos de trampas más utilizados. La más simple es un agujero cavado en el suelo, disimulado con hojas
y ramas que se desploman junto con el animal cuando éste las pisa. Aveces el agujero es ocupado por una especie de caja para que sirva de jaula ala presa. Aun este tipo de trampas tan sencillas constituyen verdaderos siste-mas automáticos, pues son activadas por la propia presa.
Trampa para cazar roedores. Al pasar el animal libera la rama, y ésta tensa la cuerdaque sujeta su cuerpo.
En algunas trampas los animales son inducidos a seguir un camino, quelos conduce a un lugar del que no pueden regresar. Generalmente esto seconsigue mediante la exhibición de alimento. Este recurso también se em-plea en combinación con sustancias que pegan las patas de la víctima alsuelo, o bien que restringen su visión.
Tema 2
29TECNOLOGÍA
Acá el automatismo se basa en la acción de compuertas especiales. Aveces la compuerta está abierta, y se cierra una vez que el animal entró aalgún tipo de caja o de jaula; otras veces permite el paso de la presa sóloen una dirección y no en la contraria.
Algunas trampas poseen unmecanismo disparador que dejacaer una red sobre la víctima, oun manojo de hilos que se enre-dan en su cuerpo. Un mecanis-mo similar, en ocasiones, liberauna rama flexionada o un resor-te que -a su vez- arroja dardosmortales sobre el animal. Losaborígenes americanos utiliza-ban un mecanismo que era acti-vado por el animal al intentarcomer un alimento, y que deja-ba caer pesados troncos o rocassobre su cabeza. En algunos lu-gares aún se usa una trampa que,al ser disparada por algún movimiento de la presa, le enlaza el cuello o laspatas.
A lo largo de la historia el hombre diseñó modelos detrampas que ocasionaban un sufrimiento prolongado a lavíctima, razón por la cual fueron combatidas por nume-rosas organizaciones defensoras de los animales. Graciasa ello, algunos países prohibieron el uso de las trampasde mayor crueldad. También se estudiaron modos de evi-tar que ellas causaran la muerte de animales diferentes alos que estaban destinadas.Muchas trampas empleadas en la actualidad se usan paracombatir plagas o, lamentablemente, para capturar ani-males como una forma de diversión. Un hecho aún mástriste: cierto número de trampas automáticas fueronempleadas para atrapar seres humanos en épocas de gue-rra o de esclavitud. Un caso particular de trampas desti-nadas a cazar hombres es el de las minas, que son bom-bas que explotan cuando se las pisa o cuando detectan lapresencia de vehículos, o de una fuente de calor, etc.
Tema 2
TECNOLOGÍA30
Trampa para cazar ratones, con su mecanismode disparo armado.
Con la información del texto anterior hacé en las páginas finales de tu Cua-derno un cuadro en el que puedan distinguirse los distintos tipos de trampas.Intentá clasificarlas de algún modo.
Para un pueblo que se alimenta con los animales que captura ¿cuáles son lasventajas de usar trampas en lugar de organizar cacerías?
Averiguá si se usan trampas automáticas en tu comunidad. Preguntále aquienes las emplean cómo es su funcionamiento, qué normas de seguridaddeben tomarse en cuenta, cómo es la técnica para montarlas, con qué propó-sitos se usan, cuáles son sus limitaciones, de qué materiales están construídas.
También es automático uno de los modelos más corrientes de trampa,consistente en dos mordazas metálicas, con o sin dientes, que se cierrancuando la víctima introduce sus patas en el espacio intermedio. Las desti-nadas a atrapar tigres u osos llegan a pesar más de 20 kilogramos.
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Tema 2
31TECNOLOGÍA
Válvula 1
Agua
Pistón Válvula 2
A la búsqueda de automatismos
A continuación te señalamos algunos mecanismos automáticos que tal vezpuedas ubicar en los alrededores de la escuela, y que fueron ya presentadosen la Unidad 3. Te proponemos analizar los automatismos de la bomba deagua y del molino.
Actividad No 5 fecha: ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
Una bomba, pero de las buenas
A través de una experiencia con una jeringa agu-jereada hemos mostrado el funcionamiento deuna bomba de agua. Nuestros dedos eran las“válvulas” que permitían su funcionamiento. Teproponemos volver a leer el texto de aquella ex-periencia (Cuaderno de Trabajo No 2, pág 63).En la bomba real no es necesario controlar elfuncionamiento de las válvulas pues éstas seabren y cierran automáticamente.
Observando el esquema de las válvulas, discutícon tus compañeros: ¿por qué abren y cierransolas?
Si aumenta la frecuencia de bombeo ¿el movi-miento de la válvula también aumentará?¿Por qué?Escribí tus conclusiones al final del Cuader-no.
a
b
Tema 3
Al bajar y subir la manija se genera un movimiento de vaivén en el pistón. Enla figura se ve cuando el pistón sube, y el agua está entrando. La válvula 1 estáabierta y la 2 está cerrada. ¿Qué sucederá con ambas válvulas cuando elpistón descienda? ¿Adónde pasará el agua? ¿Y cuando el pistón vuelva a
ascender?
TECNOLOGÍA32
Actividad No 6 fecha: ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
La cola del molino
Los primeros molinos de viento carecían de cola y, por lo tanto, había que girarsus torretas para que quedaran orientados en dirección al viento (Cuadenode Trabajo No 2, pág 41).Respondé las siguientes preguntas en las páginas finales del Cuaderno.
¿Qué ventajas se lograron al incorporar la cola en los molinos?
¿Te parece que la cola constituye un sistema de control automático? ¿Porqué? Si lo es ¿será de lazo abierto o cerrado? ¿Por qué?
Rueda
Torreta
Cola
Tema 3
1.
2.
33TECNOLOGÍA
Molino funcionando. La cola queda perpendicular a la rueda. Se logra el mayor aprovechamientode la energía del viento.
Viento
Cola
Aspas
Tema 3
Molino trabado. La cola queda paralela a la rueda. El viento no actúa sobre las aspas.
Viento
Cola
Aspas
Molino visto desde arriba
Molino visto desde arriba
TECNOLOGÍA34
Actividad No 7 fecha: ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
Sigamos con el molino...
Cuanto mayor sea la velocidad del viento, más rápidamente girará la rueda delmolino. Pero si el viento es muy intenso, puede hacer girar la rueda tan violenta-mente que causará la destrucción del mecanismo.
Por esa razón algunos molinos tienen un sistema automático para limitar lavelocidad del giro de la rueda.
Empecemos por construir un molinete:a
Tema 3
35TECNOLOGÍA
Freno del molino
Canilla dedesagote Depósito
Caño(desde el tanque)
AguaAlambre
Ahora probá distintos modos de enfrentarlo al viento. Respondé en las pági-nas finales del Cuaderno ¿Cuándo gira más rápido? ¿Qué ocurre en las otrasposiciones?
Teniendo en cuenta los resultados obtenidos en el punto anterior, ¿en quéestará basado el sistema de control automático de la velocidad del molino?¿Es un sistema de lazo abierto o cerrado? ¿por qué?
Si ubicás molinos en los alrededores de la escuela o cerca de tu casa, averiguási disponen de estos sistemas de control de velocidad.
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d
Tema 3
Sistema automático para detener al molino cuando el tanque está lleno: el agua extraída por el molino sedirige a un tanque. Cuando éste se llena, el agua comienza a dirigirse a un depósito suspendido de unalambre, que lo vincula al freno del molino. El peso del agua hace descender el depósito y actúa el freno.Para que el molino vuelva a funcionar hay que desagotar el depósito.
TECNOLOGÍA36
La electricidaden los sistemas de control
En actividades anteriores analizamos sistemas de control mecánicos. Aquívamos a ocuparnos de otros sistemas, que funcionan con electricidad.
En la Unidad 3 de Ciencias Naturales se tratan temas de electricidad. Teproponemos volver a leer aquella Unidad para tener presentes los temas quenecesitarás ahora.
Para que una corriente eléctrica circule por algún tipo de conductor es ne-cesario “cerrar un circuito”, es decir: conseguir un camino de ida y vuelta entrela fuente de electricidad y lo que “se alimenta” de ella. De acuerdo con loscódigos de representación de circuitos explicados en Ciencias Naturales:
El interruptor puede tener distintas formas: una llave, un pulsador, etc.
En las Actividades No 8, 9 y 10 proponemos algunos modelos de “interrupto-res” que podrán ser incorporados a sistemas automáticos.
En estas condiciones la electricidad cir-cula por el circuito.
Aquí la electricidad deja de circular.
Interruptor
Tema 4
37TECNOLOGÍA
Actividad No 8 fecha: ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
En algunos negocios se colocauna alarma para que avise en quémomento se abre la puerta de ca-lle. De ese modo se puede contro-lar la entrada y salida de los clien-tes. Mientras la alarma no suene, lapersona que atiende el negocio pue-de realizar otras actividades puessabe que nadie ha entrado.
Este es un modelo de esa alarma:
Interruptor del circuito
El cable 1 y el 2 forman parte de un circuito en el que hay, además, una fuente deelectricidad y algún aparato que “dé aviso” de cuándo circula la corriente: unalámpara, un timbre, una campanilla, etc.
Cilindrometálico
Cable 2
AlarmaCable 1 Fuente
Tema 4
TECNOLOGÍA38
Analizá los esquemas anteriores en las páginas finales de tu Cuaderno.
Explicá cómo funciona el circuito.
Indicá cómo ajustarían el sistema para que se dispare cuando la puertaapenas se abre, o cuando la abertura es de 30º.
¿Qué limitaciones presenta un sistema como éste?
¿Qué tal si intentamos hacer un diagrama de esta alarma automática?Empecemos por distinguir una dificultad: como el conjunto hilo-cilindro funcio-
na simultáneamente, el sensor y el controlador no están separados. Lo mismoocurría con el flotador de la Actividad No 1, que cumplía ambas funciones al mismotiempo.
Timbre
Controlador
Lámpara Luz
Sonido
SensorApertura
de lapuerta
Fuente deelectricidad En este último lugar va al-
gún aparato que transfor-me la energía eléctrica enalgún otro tipo de energía.
1.
2.
3.
Tema 4
39TECNOLOGÍA
Actividad No 9 fecha: ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
La misma persona que colo-có la alarma está interesada enlograr algún sistema de controlautomático para que el cartelluminoso de su negocio se en-cienda y se apague. De esa for-ma piensa atraer más clientes.
Recibe la siguiente sugerencia de interruptor:
Circuito
Cable Chapita decobre
Correa
Poleas
Elemento queproduce
movimiento(puede ser un motor
eléctrico, de combus-
tión, etc.)Interruptor del circuito
Luz delcartel
Cable
Interruptorsugerido
Cable
Detalle del cilindro giratorio (hecho de algúnmaterial no conductor de electricidad). Lachapa de cobre se pega sobre una mitad de lasuperficie curva. Con este diseño el tiempode luz apagada es igual al de luz encendida.
Tema 4
TECNOLOGÍA40
Sugerimos la lecturadel Cuaderno deTrabajo No 2 de Tec-nología, para recor-dar el Tema 2 “LaEnergía” y el 3 “LosMecanismos”.
a
1.
2.
Discutí las siguientes consignas con tus compañeros, yanotá tus conclusiones al final de tu Cuaderno:
Analizá qué ocurre con el cilindro cuando gira el mo-tor. ¿Cómo funciona el interruptor? ¿Logra lo que seproponía?
El dueño del negocio no está conforme con el efectoque produce, porque cambia muy rápido de apagadoa encendido. ¿Qué se te ocurre hacer sobre el modelopropuesto? ¿Podrías resolver la situación mediante unsimple cambio de poleas? ¿Cómo?
Ahora, el señor está conforme con la velocidad decambio de apagado a encendido, pero le gustaría queel tiempo que permanece la luz encendida fuese algomayor que el tiempo en el que está apagada. ¿Quémodificación introducirías al diseño del interruptor?
¿Qué normas de seguridad deberían tenerse en cuen-ta para la construcción e instalación de un interruptorcomo el que se analiza en esta actividad y, en general,para el trabajo con electricidad?
El diagrama de este sistema es equivalente al ejemplo1 de la Actividad No 1.
3.
4.
5.
Cartel
Controlador
Fuente deelectricidad
El controlador “marca el paso”, es decir: determina la frecuencia con que el cartel seapaga y se enciende.
Interpretá el significado de este diagrama.Este sistema ¿es de lazo abierto o cerrado? ¿Por qué?
Tema 4
41TECNOLOGÍA
Actividad No 10 fecha: ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
Un horno de temperatura controlada
El siguiente es un sistema para que la temperatura de un líquido que se encuen-tra en un recipiente no supere un cierto valor.
El calefactor produce calor cuando circula corriente por él.
Explicá en las páginas finales, el funcionamiento del sistema descripto.
¿En qué se parece este sistema a los presentados en las Actividades No 8 y 9?¿En qué se diferencia?
Líquido
Calefactoreléctrico
Calor
Aire
Chapitas
El calefactor calienta el líquido. A medida que latemperatura del líquido asciende, el globo se infla,debido a que se dilata el aire que contiene.
En un momento el globo se infla tanto que abreel circuito.
b
a
Tema 4
TECNOLOGÍA42
Actividad No 11 fecha: ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
De los sensores artesanalesa los de producción industrial
En las actividades anteriores hemos mencionado distintos tipos de sensores“caseros”, capaces de detectar movimientos, cambios de temperatura, luz,etc.
En ciertos comercios pueden adquirirse una gran variedad de sensoresconstruidos por industrias especializadas, que tienen un funcionamiento pa-recido.
Un sensor que trabaja con luz
Existen sensores basados en un elemento que emite un delgado rayode luz, dirigido hacia otro elemento que lo recibe. Si este último elementodejara de recibir luz por alguna razón, podría -por ejemplo- cerrar uncircuito como el anterior. Es decir: una interrupción en el paso de la luzharía sonar un timbre, encender una luz, etc.
Célula fotoeléctrica para fotografía. Sensor para apertura y cierre de puertas.
Tema 5
43TECNOLOGÍA
Sensor para apertura y cierre de puertas de ascensor. Sensor de alarma antirrobo.
Respondé las siguientes preguntas al final del Cuaderno:
¿Te parece que podría usarse un sensor como éste para aplicar al diseñode la alarma de la Actividad No 8? ¿Cómo harías para aplicarlo?
El uso de este sensor ¿reduce las limitaciones del sistema de la actividadanterior? ¿Por qué?
1.
2.
Lector código barras
Sensor
Luz
Filtro
Lente
Evita que pasen otros rayos de luz.
Enfoca la luzsobre el sensor.
Electricidad
Si la luz pega en
una zona blanca se
refleja, y en las ra-
yas negras no lo
hace.
Precio
Registrode la
venta
En el Tema 3 de la Unidad 4 mostramos el códigode barras que aparece en las etiquetas de variosartículos comerciales. También se explicó el funcio-namiento del “lector”. ¿Cómo distingue el lectorcuando la luz se refleja y cuando no? Mediante unsensor. He aquí un esquema.
Tema 5
TECNOLOGÍA44
b A la caza de sensores
En las páginas anteriores te mostramos algunos sensores. Describí en laspáginas finales, en qué situaciones podrían ser aplicados a sistemas automá-ticos. Consultá los capítulos dedicados al Control Automático en los textos deTecnología de la biblioteca para conocer otros tipos de sensores.
Dos sensores usados en agricultura
Esquema de un sensor paramedir humedad del suelo
Esquema de un sensorusado para determinar la
composición del suelo
Bobina
Suelo
Luz queenvía el
instrumento
Luz reflejadapor el suelo
La cantidad de electricidad que circu-la por la bobina depende del agua con-tenida en el suelo.
Analizando la luz reflejada por el suelose conocen algunas características dela composición del mismo.
c Leé el siguiente texto y discutílo con tus compañeros y tu maestro:
La función de los sensores es, como ya se ha explicado, detectar modi-ficaciones en la posición de un objeto, o cambios en la temperatura o en lailuminación, etc. En otras palabras, los sensores recogen datos que, a suvez, deben ser procesados por algún otro aparato para dar una orden; estaorden puede ser, por ejemplo, abrir un circuito que está cerrado o biencerrar uno que está abierto.
TECNOLOGÍA44
Tema 5
45TECNOLOGÍA
Los controladores reciben estos datos y los procesan. De acuerdo con loseñalado en la Actividad No 4:
En los controladores, a partir de los datos entregados por los sensores,se produce información. Las computadoras se utilizan cada vez máscomo controladores. Para ello es necesario conectarles a la entrada, me-diante aparatos adecuados, los sensores que se necesitan. A la salida de lacomputadora se conectan los aparatos que harán de válvulas:
Actividad No 12 fecha: ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
En esta actividad utilizaremos lo estudiado a lo largo de esta Unidad.
El siguiente diagrama corresponde a una alarma automática. Completá losrecuadros que aparecen sin llenar.
a
Agua Agua
AlarmaElectricidadElectricidad
Datos Procesamiento Información
Computadora (controlador) Sensor
Tema 5
En 8o año verás que, al asumir la computadora el rol de controlador, lasposibilidades de control de los sistemas automáticos crecen enormemente.
TECNOLOGÍA46
Agua
Controlador Sensor
Suelo
Realizá al final del Cuaderno los diagramas de dos o tres de las trampasdescriptas en el Tema 2.
Para el Sistema 2 de la Actividad No 1: diseñá algún mecanismo que funcio-ne con una alarma eléctrica en lugar del broche con la gomita. Hacé undibujo, en las páginas finales, mostrando tu diseño.
Para el mismo sistema: utilizá un sensor del tipo de los descriptos en laActividad No 10 para diseñar una nueva alarma.
Diseñá algún sistema de control de temperatura del interiorde un horno, basado en un circuito eléctrico como el de laActividad No 10, reemplazando el globo por un trozo demetal.
Un sistema de riego por goteo consiste en una serie derecipientes apropiados para que el agua gotee sobre elsuelo. La frecuencia del goteo se determina pre-viamente según el tipo de vegetales, las con-diciones del suelo, el clima, etc.
Respondé las siguientes preguntas en laspáginas finales:
Si, por ejemplo, comienza a llover o cambia la humedad atmosférica ¿teparece que la frecuencia del goteo se ajustará sola a esta nueva situa-ción?
¿A cuál de estos dos esquemas corresponde el sistema? ¿Por qué? ¿Es delazo abierto o cerrado?
c
b
d
e
f
1.
2.
Controlador
SueloAgua
Tema 5
47TECNOLOGÍA
Con este Cuaderno de Trabajo cerramos, por este año, las actividadesde Tecnología. Esperamos que a partir de todo lo que estudiaste en loscuatro Cuadernos, tengas una mirada distinta sobre las herramientas, lasmáquinas, el saber de los artesanos de tu comunidad, y sobre algunas otrascosas alejadas de tu realidad, pero que seguramente formarán parte de ellaen un futuro próximo.
El año próximo te estaremos esperando con más propuestas.Hasta entonces.
Tema 5
Material elaborado por los Equipos Técnicosde la Dirección Nacional de Programas Compensatorios
Ministerio de Educación, Ciencia y Tecnología de la Nación. Santa Fe 1548. BuenosAires. Hecho el depósito que establece la ley 11.723. Libro de edición argentina.ISBN 950-00-0142-X. Primera Edición. Segunda Reimpresión.
