A lo largo de la historia el ser humano ha tenido ingeniárselas para encontrar soluciones a los diferentes problemas que fueron surgiendo, y satisfacer con ello sus necesidades y deseos (como la salud, la vestimenta, la alimentación, la vivienda, la comunicación, el transporte, etc.).
El resultado es la multitud de productos creados, desde un cepillo de dientes o un lápiz, hasta un ordenador, una estación espacial o el telescopio FAST de 500 metros de diámetro.
La TECNOLOGÍA se ocupa de los productos artificiales creados por las personas para cubrir sus necesidades y problemas, mejorando así su calidad de vida.
Necesidades básicas:
Se llama necesidades básicas o necesidades humanas fundamentales al conjunto de requerimientos mínimos indispensables, de diversa naturaleza, que los seres humanos requerimos para nuestra subsistencia.
Si bien se piensa a menudo que las necesidades humanas son infinitas, y existen ciencias sociales dedicadas a comprenderlas y pensar cómo satisfacerlas (como la Economía), también es posible distinguir entre aquellas cuya ausencia representa un impedimento mayor, acaso insalvable, en el mantenimiento de la vida humana.
Las necesidades básicas son casi siempre las mismas a lo largo de la historia de la humanidad, pero las formas de satisfacerlas, los métodos de su organización y los procesos que las atienden han variado con los siglos enormemente.
Necesidades secundarias:
Se trata de otras necesidades distintas de las básicas, que en la sociedad actual también cobran gran importancia.
Seguridad: para garantizar la seguridad en vehículos, en el trabajo, en casa, etc. la Tecnología ha desarrollado diversos productos.
Comunicación: la comunicación de información ha utilizado soluciones como campanas, señales de humo, correo, telégrafo, etc. En la actualidad la comunicación ha experimentado una importante revolución gracias a la radio, la TV, Internet, teléfonos móviles, etc.
Transporte: el comercio y el turismo suponen la necesidad de transportar personas y mercancías. Para ello la tecnología desarrolló la rueda, el carro, los barcos, automóviles, carreteras, puentes, etc.
Trabajo: el ser humano ha desarrollado multitud de útiles, herramientas y máquinas que han facilitado el trabajo. Con estos dispositivos se consigue hacer más fáciles ciertas tareas que de otro modo resultarían lentas, duras y difíciles de llevar a cabo.
Ocio: la necesidad de descansar, distraerse y divertirse siempre ha estado presente. Algunas de las respuestas de la Tecnología han sido los juguetes, juegos, instrumentos musicales, cine, atracciones, etc.
Los productos tecnológicos surgen para cubrir diversas necesidades. Pero, ¿qué es necesario saber para poder idear y construir un producto tecnológico?
En el proceso de invención y creación de productos intervienen distintos elementos:
Imaginación: la imaginación es indispensable para encontrar soluciones originales al problema que se plantea.
Materiales y propiedades: conocer los distintos tipos de materiales y sus propiedades nos ayudará a seleccionar el material más adecuado para fabricar un producto tecnológico. Ejemplo: ¿hierro o fibra de carbono para coches de F1?.
Conocimientos científicos: los conocimientos de ciencia, física, ingeniería, etc. son decisivos para resolver de forma efectiva algunos problemas.
Ejemplo: Guglielmo Marconi inventó la radio gracias a sus conocimientos en física y electromagnetismo.
Técnica: Para desarrollar un objeto tecnológico es necesario dominar un conjunto de destrezas, tales como el manejo de herramientas, utilización de procedimientos, la organización de tareas, etc.
Ejemplo: en este curso aprenderemos cómo trabajar la madera, cómo manejar las herramientas de madera, etc. (técnica en el trabajo con madera).
Aunque nosotros no seamos grandes inventores ni ingenieros, también somos capaces de idear o innovar una gran variedad de productos tecnológicos que den respuesta a problemas cotidianos.
Para llevar a cabo un proyecto tecnológico sólo hace falta utilizar nuestra imaginación, echar mano de los conocimientos científicos que aprenderemos, usar los materiales y herramientas del Taller de Tecnología que sean necesarios, y aplicar las técnicas de construcción que iremos practicando.
Ahora bien, para desarrollar correctamente un producto tecnológico, hay que seguir una secuencia ordenada de tareas. Este proceso se llama “Método de Proyectos”.
Fases del Método de Proyectos:
1. Detectar un problema o necesidad.
Si observamos con atención nuestro entorno (tu casa, tu barrio, el parque, la escuela) podremos descubrir algún tipo de problema, necesidad, carencia que se podrían resolver mediante la creación de un producto.
2. Buscar información.
En esta fase se selecciona y recopila toda la información que pueda ser útil para resolver el problema que hemos encontrado. Para buscar información se puede consultar libros, revistas o Internet, preguntar a gente más experta, analizar objetos similares, etc.
3. Explorar ideas
Es el momento de pensar cómo va a ser el producto que vamos a desarrollar. Para ello hay que pensar en múltiples posibilidades de solución, y analizar las ventajas e inconvenientes de cada una de las ideas que se nos ocurran.
4. Diseñar la solución.
Se selecciona la idea que mejor responde al problema a resolver.
A continuación se definen algunos de los detalles necesarios del objeto a construir:
- dimensiones.
- materiales.
- esquemas de funcionamiento.
- detalles.
5. Planificar el trabajo.
En esta fase se identifica la secuencia de operaciones que se ha de realizar para construir el objeto, y en qué orden se han de realizar. Además, se realiza un inventario de los materiales y herramientas que necesitaremos emplear en cada paso de la construcción. Si se trabaja en grupo, en esta fase se han de repartir las distintas operaciones a realizar entre los distintos miembros del grupo.
6. Construir.
Se fabrican las distintas partes o piezas que componen el objeto a construir, se realiza el montaje de las mismas, y se efectúan las terminaciones y acabados.
7. Comprobar el resultado.
Llega el momento de comprobar si el producto fabricado cumple correctamente su función. De no ser así, deberemos introducir los cambios necesarios o pensar en una nueva solución más adecuada.
Importante:
Observa que el proceso de creación de un producto tecnológico nunca comienza con la construcción del mismo. Para fabricar un producto de forma adecuada se requiere la realización de varias tareas antes de poder pasar a la construcción del mismo (buscar información, tener ideas, diseñar el objeto y planificar su construcción). Esto es muy importante para cuando realicemos un proyecto en el taller.
Muchos otros temas vinculados con la energía son también destacados por las noticias:
• Las reservas disponibles de combustibles fósiles: si queda suficiente gas natural y petróleo para los próximos años; qué políticas hay que seguir para aumentar su extracción y racionalizar el consumo; qué fuentes alternativas de energía existen.
• Los biocombustibles: “naftas” hechas a base de maíz o de otros vegetales, que pueden reemplazar parcialmente al petróleo y son menos contaminantes.
• Los cortes de luz masivos: qué los provoca (tormentas, exceso de demanda, falta de inversión en el sistema) y qué consecuencias tienen.
• El calentamiento global: alteración del clima causada, en parte, por la contaminación industrial.
Los científicos toman el término energía de un lenguaje ya en desuso (el griego clásico, que se hablaba en la época de filósofos muy reconocidos, como Platón o Aristóteles). Este término tiene significados diversos, pero todos están referidos a un mismo conjunto de ideas que tienen más o menos que ver con fuerza, poder, potencia, vigor, vitalidad, trabajo, acción, eficacia, movimiento, dinamismo. En el lenguaje coloquial esta misma palabra se usa con algunos de los significados que tenía históricamente. Podemos “bucear” en los conceptos que están por detrás del término energía para analizar cómo se la emplea cotidianamente, y revisar las palabras que están emparentadas con ella.
Miremos con atención los siguientes ejemplos.
Los elementos de una estructura deben de aguantar, además de su propio peso, otras fuerzas y cargas exteriores que actúan sobre ellos. Dependiendo de su posición dentro de la estructura y del tipo de fuerzas que actúan sobre ellos, los elementos o piezas de las estructuras soportan diferentes tipos de esfuerzos. Una fuerza sobre un objeto tiende a deformarlo, la deformación producida dependerá de la dirección, sentido y punto de aplicación donde esté colocada esa fuerza. Estas fuerzas tienen distintos orígenes:
Debidas a su propio peso (toda estructura debe soportarse a sí misma).
Debidas al peso, movimiento o vibraciones de los elementos que componen el conjunto del sistema técnico. Por ejemplo, el cuadro de una bicicleta no debe deformarse cuando una persona suba a ella o cuando coja baches mientras circula, etc.
Debidas a agentes externos al propio sistema técnico. Por ejemplo, un puente no debe caerse por el efecto del viento, el tejado de una casa no debería venirse abajo cuando se acumule nieve sobre él, etc.
Normalmente, cuando construimos una estructura lo hacemos para que ésta no se deforme cuando está trabajando. Sin embargo, hay algunas estructuras que su trabajo lo ejercen deformándose y recuperando más tarde su forma original. Para lograr esto, debemos conocer cada material y sus propiedades.
Propiedades mecánicas de los materiales:
1. Elasticidad
La elasticidad es la propiedad mecánica que caracteriza a los materiales sólidos que sufren una deformación reversible que se produce cuando actúan sobre el material fuerzas exteriores. Si se eliminan estas fuerzas el material recupera su forma original
2. Plasticidad
La plasticidad es la propiedad mecánica que poseen los cuerpos, donde pueden deformarse de forma permanente e irreversible cuando se les aplican tensiones mayores a su limite elástico.
3. Maleabilidad
La maleabilidad es la propiedad que permite la obtención de delgadas laminas o planchas a partir de material duro. También es consecuencia de una deformación del material.
4. Ductilidad
La ductilidad es la capacidad para deformarse y formar hilos y cables que podemos encontrar en ciertos materiales.
5. Dureza
La dureza es la oposición de los materiales a dejarse rayar, cortar, penetrar, deformarse permanentemente,etc.
6. Resistencia mecánica
La resistencia mecánica es la capacidad que poseen algunos materiales para soportar diferentes fuerzas que se aplican sobre el. La resistencia variara en función de la geometría del material.
7. Tenacidad
Es similar a la resistencia mecánica. Por lo tanto es la resistencia de los materiales al corte, doblaje, rotura, desgarre, etc.
8. Fragilidad
La fragilidad es la capacidad que poseen los materiales que pierden su estado original con bastante facilidad. Generalmente, y al contrario que los materiales dúctiles, los frágiles se fracturan tras sufrir escasas deformaciones.
9. Porosidad
La porosidad es la propiedad que permite que los materiales absorban líquidos o gases en funcional espacio vacío o huecos que haya en estos materiales.
10. Permeabilidad
La permeabilidad es la capacidad que tiene un material de permitirle a un flujo que lo atraviese sin alterar su estructura interna. Es preciso que un material sea poroso para que sea también permeable.
Además de conocer las distintas características de los materiales, es necesario realizar ensayos y someterlos a esfuerzos comprobando su comportamiento frente a las distintas pruebas, a continuación aclararemos algunas de ellas.
-Ensayo de tracción
Mide la resistencia de un material a una fuerza estática o una fuerza aplicada lentamente. El ensayo consiste en someter una probeta o una barra a un esfuerzo de tracción que estira el material hasta que se rompe. Los resultados muestran la relación entre la tensión que se aplica y la deformación que sufre la probeta.
Ensayo de compresión
En el ensayo de compresión, se aplican cargas estáticas a la probeta, en la dirección de su eje longitudinal; durante el ensayo, la probeta tiende a acortarse. Al ensayar materiales dúctiles, debido al rozamiento existente entre los platos de la máquina y la probeta, esta última generalmente no se rompe pero adquiere forma de barril.
Generalmente, este ensayo se realiza en materiales frágiles, como fundiciones y hormigones.