El diseño es constituido por trazos o una delineación con el fin de proyectar un objeto u obra. También, es la disciplina que se encarga de la creación de obras u cosas como edificios, figuras, entre otros.
La palabra diseño está tomada del italiano, pero en castellano existe la palabra "designio", cuyo origen proviene del latín designare, compuesta por de y signare que significa “dar nombre o signo a algo”, de igual forma, proviene la palabra diseñador.
Fuente: https://www.significados.com/diseno/
Actividad N° 2
Leer el texto y responder:
Un diagrama de bloques es una representación gráfica que exhibe las relaciones existentes entre los diversos componentes de un conjunto. Bloque, por su parte, es una noción con múltiples acepciones: puede tratarse de un grupo de elementos con características en común, de un fragmento de tamaño de grande de un material compacto o de una agrupación de entidades u organizaciones, por citar algunos significados.
Se llama diLos diagramas de bloques suelen emplearse para graficar los procesos productivos. Colocando la materia prima en el bloque superior, luego se van detallando las sucesivas etapas del proceso hasta llegar al producto terminado (el último bloque). agrama de bloques al gráfico que muestra cómo funciona a nivel interno un sistema. Dicha demostración se realiza a través de distintos bloques con sus vínculos, permitiendo de este modo evidenciar la organización del conjunto.
Un organigrama es un esquema donde se representa gráficamente laestructura organizacional de un ente, empresa u organismo público. Como tal, el término organigrama es un acrónimo compuesto por la palabra 'organización' y el elemento '-grama', que significa ‘escrito’, gráfico’.
El organigrama de una empresa muestra gráficamente las jerarquías, relaciones y a veces hasta las funciones de los departamentos, equipos y personas que trabajan en la empresa.
En este sentido, el organigrama es una herramienta informativa y administrativa, pues en él se encuentran representadas las unidades departamentales, su distribución, facultades, funciones y competencias, así como información relativa a las atribuciones relacionales y las estructuras jerárquicas de la empresa. En cierto modo, el organigrama también simboliza los principios filosóficos sobre los que se sustenta la estructura organizativa de la compañía.
Por su lado, en el área de la tecnología, el organigrama puede ser empleado para representar el flujo de los procedimientos y tareas en un proceso industrial.
https://www.significados.com/organigrama/
Para algunos soportes técnicos, como los de los sistemas eléctricos, los hidráulicos y los neumáticos, además de la representación en bloques propia del análisis sistémico, se efectúan esquemas. Este tipo de representaciones, ya vistas en las unidades 2 y 5 permiten dar la información de las conexiones entre los elementos, los cuales permiten representar el tipo de uniones o conexiones que existe o debe existir entre ciertos elementos del producto tecnológico.
Actividad N° 3
Observar el vídeo y leer el texto y resolver:
La Energía es la capacidad que posee un cuerpo para realizar una acción o trabajo, o producir un cambio o una transformación, y es manifestada cuando pasa de un cuerpo a otro. Una materia posee energía como resultado de su movimiento o de su posición en relación con las fuerzas que actúan sobre ella.
Diversos recursos naturales o fenómenos de la naturaleza son capaces de suministrar y brindar energía en una cualquiera de sus formas, por lo que se les considera fuentes naturales de energía o recursos energéticos. Existen dos tipos, las fuentes renovables, las cuales al usarlas no se agotan, como la luz de Sol, el viento, las lluvias, las corrientes de los ríos, etc.; y las fuentes no renovables, que se agotan cuando son empleadas, como el petróleo, el gas natural o el carbón.
La energía se manifiesta continuamente a nuestro alrededor, y se presenta en la naturaleza bajo muchas formas; energía cinética (energía que tiene un cuerpo en movimiento), energía potencial (energía que tiene un cuerpo originada por su posición en el espacio), energía eléctrica (capaz de encender un bombillo o hacer funcionar un motor), energía química(contenida en pilas y baterías, en los combustibles o en los alimentos), energía térmica, nuclear, eólica, hidráulica, mecánica, radiante o electromagnética, entre otras.
Fuente: http://conceptodefinicion.de/energia/
Las Fuentes de energía son los recursos existentes en la naturaleza de los que la humanidad puede obtener energía utilizable en sus actividades.
El origen de casi todas las fuentes de energía es el Sol, que "recarga los depósitos de energía". Las fuentes de energía se clasifican en dos grandes grupos: renovables y no renovables; según sean recursos "ilimitados" o "limitados".
Fuente: http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/energia/fuentes.htm?4&0
La energía solar es energía generada por el calor del sol o la luz del sol. La energía solar es energía capturada del sol que se convierte en electricidad o se usa para calentar aire, agua u otros fluidos.
La energía hidroeléctrica usa la fuerza o energía del agua en movimiento para generar energía. Este poder se llama ‘hidroelectricidad’.
La bioenergía se deriva de la biomasa para generar electricidad y calor, o para producir combustibles líquidos para el transporte. La biomasa es cualquier materia orgánica de origen vegetal o animal de vida reciente, como productos agrícolas, productos forestales, desechos municipales y de otro tipo.
La energía geotérmica se almacena como calor en la tierra. El calor se genera por la descomposición natural a lo largo de millones de años de elementos radiogénicos, incluidos el uranio, el torio y el potasio.
La energía oceánica es un término utilizado para describir todas las formas de energía renovable derivada del mar.
Una tecnología híbrida es aquella que integra una tecnología de generación de energía renovable con otros sistemas de generación de energía, como el solar con gas o el viento.
La energía eólica se genera convirtiendo las corrientes de viento en otras formas de energía usando turbinas eólicas. Las turbinas de viento convierten la fuerza del viento en un par (fuerza de rotación), que propulsa un generador eléctrico para crear electricidad.
La energía no renovable es energía proveniente de combustibles fósiles (carbón, petróleo crudo, gas natural) y uranio. Los combustibles fósiles están compuestos principalmente de carbono. Se cree que los combustibles fósiles se formaron hace más de 300 millones de años cuando la tierra era muy diferente en su paisaje, cuando tenia bosques pantanosos y mares muy poco profundos. Los combustibles fósiles se encuentran generalmente en un lugar ya que su formación proviene de un proceso similar.
Fuente: https://cuadrocomparativo.org/diferencias-entre-energias-renovables-y-no-renovables/
La energía es una palabra que suele utilizarse mucho en la vida cotidiana. Aunque a menudo se usa de manera ambigua, tiene un significado físico muy específico.
La energía es una medida de la capacidad de algo para producir trabajo. No es una sustancia material, y puede almacenarse y medirse de muchas formas.
Aunque solemos escuchar a las personas hablar del consumo de energía, esta nunca se destruye realmente: tan solo se transfiere de una forma a otra, y realiza un trabajo en el proceso. Algunas formas de energía son menos útiles para nosotros que otras (por ejemplo, la energía calorífica de bajo nivel). Es mejor hablar del consumo o la extracción de recursos energéticos (como el carbón, el petróleo o el viento) que hablar del consumo de energía en sí mismo.
En la practica, siempre que se realice un trabajo para convertir energía de una forma a otra, hay alguna pérdida en otras formas de energía, como el calor o el sonido. Por ejemplo, un foco tradicional es capaz de convertir energía eléctrica en luz visible con tan solo un 3% de eficiencia, mientras que un ser humano es aproximadamente un 25% eficiente para convertir en trabajo la energía química que extrae de los alimentos que consume.
Fuente: https://es.khanacademy.org/science/physics/work-and-energy/work-and-energy-tutorial/a/what-is-work
Las etapas que conducen a la solución de problemas son función de múltiples factores, que van desde las características del problema, los criterios a tener en cuenta, cómo encarar la solución, etc, hasta cómo subdividir las etapas y cómo denominarlas.
Mencionaremos cinco etapas
1) Identificación de oportunidades
2) Diseño
3) Organización y gestión
4) Planificación y ejecución
5) Evaluación y perfeccionamiento
IDENTIFICACIÓN DE OPORTUNIDADES: Se trata de identificar y formular el problema cuya solución será el tema del proyecto tecnológico.
DISEÑO: El diseño consiste en plantear creativa-mente la solución del problema propuesto, teniendo en cuenta no solamente los aspectos técnicos y económicos, sino también los socioculturales, los estéticos y los psicológicos vinculados al tema.
En esta etapa se manejan croquis, planos, cálculos de costos, planes de acción, selección de materiales, etc
ORGANIZACIÓN Y GESTIÓN: Esta etapa tiene como propósito la organización del grupo humano que se ocupará de la planificación y ejecución del proyecto, de establecer el sistema administrativo y de organizar y sistematizar los contactos de la organización con proveedores de insumos y con los potenciales clientes o beneficiarios del proyecto.
PLANIFICACIÓN Y EJECUCIÓN: Durante esta etapa se construye un prototipo del producto diseñado, o se lleva a cabo la operación programada. Si se trata de un aparato se lo hace funcionar en condiciones normales de operación y se levanta un acta con los resultados obtenidos.
EVALUACIÓN Y PERFECCIONAMIENTO: En la evaluación y el perfeccionamiento se examinan criticamente los resultados obtenidos y se comparan con los objetivos buscados.Se hacen una evaluación económica, se analiza su impacto ambiental y se estudian las posibilidades de mejorar el producto.
Actividad N° 4 "Formas de Energía"
Actividad:
Las formas de energía son distintas manifestaciones de lo mismo: Energía. Es decir, “formas de energías” son los distintos tipos de “visualización” en los que la energía se manifiesta en la naturaleza.
En la naturaleza existen diferentes formas en las que se encuentra la energía:
La energía química: Es la energía almacenada dentro de los productos químicos. Los combustibles como la madera, el carbón, y el petróleo, son claros ejemplos de almacenamiento de energía en forma química. También es la energía producida en las reacciones químicas.
Ejemplo de transformación de la energía: En los fuegos artificiales, la energía química se transforma en energía térmica, luminosa, sonora y de movimiento.
La energía térmica: Es el efecto de las partículas en movimiento. Es la energía que se desprende en forma de calor. Puede extraerse de la naturaleza mediante reacciones nucleares, mediante energía eléctrica por efecto Joule, mediante una reacción exotérmica, mediante medios de aprovechamiento de la energía geotérmica, o mediante medios de aprovechamiento de energía solar. Un ejemplo de energía térmica es la energía de la biomasa.
Toda sustancia se compone de moléculas, estas moléculas están en constante movimiento. Cuanto mas caliente está algo, es porque mas rápido se están moviendo las moléculas.
La energía mecánica: Dentro de la energía mecánica hay dos tipos de energiamecánica: la energía cinética y la energía potencial. La suma de ambas siempre se mantiene constante y es igual a la energía mecánica (salvo en sistemas en los que actúen fuerzas no conservativas). Un ejemplo de esta forma de energía es la energía de las olas.
La energía cinética es la energía que tiene un cuerpo en movimiento. Cuanto mas rápido se mueven, más energía cinética posen. La cantidad de energía cinética que tiene un cuerpo, depende de la masa que esta en movimiento y de la velocidad a la que se desplaza esa masa. Un ejemplo de aprovechamiento de la energía cinética, es el viento (con la energia eolica), que también se puede aprovechar en el mar, como con la energía eólica offshore.
La energía potencial es la energía almacenada, la energía que mide la capacidad de realizar trabajo. Cualquier objeto que esté situado a cierta altura tiene energía potencial gravitatoria.
Por ejemplo, el agua que está en una presa tiene energía potencial a causa de su posición. El agua puede caer desde esta posición y ejercer una fuerza desde una distancia y, por tanto, hacer trabajo, en este caso: accionar una turbina para generar electricidad.
La energía electromagnética: Es la energía debida a la presencia de un campo electromagnético, y es proporcional a la suma de los cuadrados de los valores del campo eléctrico, y del campo magnético, en un punto del espacio.
La energía luminosa o lumínica: Se manifiesta y es transportada por ondas luminosas. Sin ella no habría vida en la Tierra. No debe confundirse con la energía radiante. Es una forma de energía electromagnética. Se puede transformar en energía eléctrica, mediante el efecto fotoeléctrico, y esto es la energía solar fotovoltaica.
La energía sonora: De entre las distintas formas de energías, es la energía transportada por ondas sonoras. La energía sonora es otro efecto de las moléculas en movimiento, procede de la energía vibracional del foco sonoro.
Pero, ¿qué es la energia? Energía es la capacidad para realizar un trabajo.
Es importante tener en cuenta que la energía ni se crea ni se destruye sólo se transforma. Por lo que todos los procesos que manejan energía, involucran un cambio en la forma en la que la energía se manifiesta. Es decir, que se va pasando de un tipo a otro de forma de energía entre las descritas anteriormente.
Actividad N° 5 "Energía no Renovables"
Las energías no renovables son los métodos de obtención de energía mediante una fuente de energía agotable. El concepto de energía no renovable se tiene en cuenta a escala de la vida humana, ya que determinados procesos, como la acumulación de carbono, han tardado hasta quinientos millones de años.
En general, la energía no renovable es la que consume algún tipo de combustible (petróleo, carbón, uranio ..). Mientras que la energía renovable utiliza otros tipos de recursos energéticos (radiación solar, la energía eólica, la energía hidráulica, la energía maremotriz, etc.). Aunque propiamente hablando algunos combustibles, en un futuro próximo, pueden consistir materias primas consideradas renovables, como por ejemplo el hidrógeno.
La energía solar se aprovecha de la radiación generada por el Sol. El Sol tiene una vida limitada, pero esta vida es de tantos millones de años que a escala humana se considera inagotable. Por este motivo, no se puede clasificar la energía solar como energía solar no renovable.
De un modo general, definimos las energías no renovables como fuentes de energía que tienden a agotarse, convirtiéndose en demasiado caros o demasiado contaminante para el medio ambiente , en contraposición a las energías renovables , que se reponen de forma natural en un período relativamente corto de tiempo.
Hay dos tipos de fuentes de energía no renovable (o agotable):
La energía geotérmica, en general, se considera como energía renovable, pero hay un determinado tipo de energía geotérmica que aprovecha las aguas calientes que también sería energía no renovable en determinadas localizaciones.
La energía fósil es parte de las energías no renovables. Nos referimos a energía fósil a la energía que se genera mediante combustibles fósiles. Las principales fuentes de combustibles fósiles son el carbón, el petróleo y el gas natural. Estos recursos se llaman recursos fósiles convencionales, a diferencia de los combustibles fósiles llamados no convencionales. Los recursos fósiles no convencionales no se presentan en su forma actual y están presentes en depósitos de difícil acceso.
El concepto de energía no renovable está muy relacionado con el de recursos no renovables. Los recursos no renovables son todos aquellos recursos que el ritmo de consumo es más elevado que el ritmo de generación. Los recursos no renovables incluyen la energía renovable, pero también materiales y minerales.
El caso de los combustibles fósiles, por ejemplo del carbón, se trata de unos minerales no renovables con los que se obtiene una energía no renovable.
Los minerales terrestres y los minerales metálicos son ejemplos de recursos no renovables. Los metales mismos están presentes en grandes cantidades en la corteza terrestre, y su extracción por los seres humanos sólo ocurre cuando se concentran por procesos geológicos naturales (tales como calor - energía térmica -, presión, actividad orgánica, meteorización y otros procesos) suficientes para ser económicamente viables para extraer. Estos procesos generalmente necesitan decenas de miles a millones de años para desarrollarse.
Los depósitos localizados de minerales metálicos cerca de la superficie, que pueden ser extraídos económicamente por los seres humanos, no son renovables en los tiempos humanos. Hay ciertos minerales y elementos de tierras raras que son más escasos y agotadores que otros. Estos materiales tienen una alta demanda en la industria, en particular para la electrónica.
La mayoría de los minerales metálicos se consideran mucho más fáciles de suministrar que los combustibles fósiles, porque las condiciones para que se formen los combustibles fósiles son más difíciles y limitadas que las condiciones para que se formen minerales metálicos.
1.- ¿Qué es el petróleo?
El petróleo es la fuente de energía más importante en la actualidad; además es materia prima en numerosos procesos de la industria química. El origen del petróleo es similar al del carbón . En ambos casos, se hallan en las rocas sedimentarias, pero el petróleo procede de la descomposición de materia orgánica (especialmente restos de animales u grandes masa de placton en un medio marino). Su explotación es un proceso costoso que sólo está al alcance de grandes empresas.
El petróleo es un recurso fósil que se emplea como energía primaria; sustituyó al carbón que era la fuente principal de energía a finales del siglo XIX. El porcentaje respecto del total de la energía primaria consumida, en un país industrializado, ha ido aumentando desde principios de siglo hasta hace poco años. La crisis del petróleo, en 1973, motivada por la alarmante subida del precio del petróleo decretada por la OPEP (Organización de Países Exportadores de Petróleo), ha estabilizado el consumo, consiguiendo incluso que varios países diversifiquen su dependencia energética y hagan descender las cifras de las importaciones de petróleo.
El petróleo es un líquido de color oscuro, aspecto aceitoso, olor fuerte y densidad comprendida entre 0´8 y 0´95. Está formado por una mezcla de hidrocarburos.
- Naturaleza del petróleo
Cada yacimiento de petróleo está constituido por una mezcla de miles de hidrocarburos diferentes, formados por la asociación de átomos de carbono e hidrógeno, cuyo origen todavía es mal conocido; a esta mezcla se agregan cantidades variables de sustancias que contienen azufre, nitrógeno y oxígeno: de los más de 1.500 campos petrolíferos conocidos, no se han encontrado aún dos crudos exactamente iguales.
Según la predominación de uno de los compuestos característicos, se pueden clasificar los petróleos en:
- crudos parafínicos, presentan una proporción elevada de hidrocarburos tipo CnH n+ particularmente parafinas y ceras naturales (Pennsylvania, Libia);
- crudos nafténicos, con una cantidad más grande de naftenos,hidrocarburos de la serie
anulares o cíclicos (Venezuela);
-crudos aromáticos, en los que se encuentran hidrocarburos bencénicos Cn H (Borneo);
-crudos sulfurosos, que contienen sulfuro de hidrógeno y mercaptanos formados por la fijación de azufre sobre un hidrocarburo (Oriente Medio);
-crudos particulares, como los crudos bituminosos, que son los crudos de muy bajo contenido en azufre, y los crudos polucionados por ácidos, metales (vanadio, níquel, arsénico), sales, agua salada, etc.
Por otro lado, algunos hidrocarburos raros o ausentes en el petróleo bruto son sintetizados por cracking o por hidrogenación y se encuentran en los productos petrolíferos después del refino y en petroquímica; tales son las olefinas o hidrocarburos etilénicos Cn H con doble enlace entre los átomos de carbono, los hidrocarburos aromáticos o el acetileno.
Para dilucidar la naturaleza compleja del petróleo crudo y sus derivados, se han tenido que poner a punto procedimientos que permiten determinar la composición y las características físico-químicas de los diferentes productos, después estudiar su comportamiento, primero por ensayos de simulación en laboratorio, después en el curso de su utilización real ulterior. En particular métodos de análisis muy rigurosos se han desarrollado y normalizado, primero en Estados Unidos, después en el mundo entero, para asegurar que la calidad de los derivados del petróleo está definida de manera incontestable antes de ser entregados para su consumo.
4.1-Los gases licuados (propano y butano)
Para estos hidrocarburos comercializados en esta líquido en botellas a presión, empleados en forma gaseosa para cocina, calefacción doméstica, iluminación de camping y uso industriales tales como el oxicorte al propano, se verifica sobre todo que su composición y su volatilidad son correctas : ensayo de evaporación, que mide el residuo "fondo de botella", y tensión de vapor, que mide la presión relativa en el recipiente a la temperatura límite de utilización (50ºC), son los dos criterios básicos. El análisis completo de un producto petrolífero ligero se hace por cromatografía en fase gaseosa; los diversos hidrocarburos, arrastrados sucesivamente por una corriente de gas portador, son detectados e identificados a la salida del aparato, y registrado su volumen relativo.
4.2 Las gasolinas
La gasolina, sometida a una garantía de utilización particularmente severa tanto como carburante como disolvente, debe, primeramente, estar compuesta por hidrocarburos de volatilidad correcta, lo que se verifica por medio de un test de destilación en alambique automático. Su comportamiento en un motor viene cifrado en laboratorio por diversos índices de octano que miden la resistencia a la detonación y al autoencendido. La gasolina es de natural incolora, pero el aspecto amarillo, rojo o azul de un carburante, conseguido por adición de un colorante artificial, facilita el control de los fraudes.
4.3 Los querosenos (petróleo lampante y carburorreactores)
Producto básico de la industria petrolífera desde hace cien años, el aceite para lámparas representa aún hoy en día una cierta solución para el alumbrado, la calefacción o las incubadoras. A fin de limitar los riesgos inherentes a la manipulación de un producto fácilmente inflamable, su volatibilidad está limitada por un contenido en gasolina que se mantiene inferior al 10%, verificado en el test de destilación, mientras que otro aparato mide el punto de encendido, que es la temperatura a la cual un producto petrolífero calentado suavemente comienza a desprender suficientes vapores como para provocar su inflamación súbita al contacto con una llamita. Un petróleo bien depurado debe poder arder durante largas horas sin humear y sin desprender carbonilla, lo que se verifica empíricamente por medio de lámparas normalizadas.
En el caso de los carburorreactores, se mide además su resistencia a la corrosión, a la congelación y a la formación de emulsiones acuosas, así como su estabilidad térmica: este último test se realiza en el "fuel coker", aparato que reproduce en el laboratorio las condiciones de alimentación y de precalentamiento sufrida por el queroseno en los motores de reacción.
4.4- Los gas-oils
Este tipo de productos, intermedios entre los ligeros y los pesados, representa en Europa un importante porcentaje de los destinos del petróleo, en su doble función de carburante diesel (motor de gas-oil) y de combustible (fuel-oil doméstico). El motor diese es bastante menos exigente acerca de la calidad de su carburante que el motor de gasolina; sin embargo, es importante garantizar una gas-oil bien destilado: ni demasiado ligero e inflamable- ensayo de destilación y de punto de encendido - , ni demasiado pesado - medida de la viscosidad y de la temperatura de congelación - . Un ensayo en un motor especial normalizado verifica por último la predisposición del producto a inflamarse espontáneamente (índice de cetano).
El fuel - oil doméstico es un gas-oil desgravado de impuestos por lo que su empleo está prohibido a los motores de vehículos. A este efecto es desnaturalizado por agentes trazadores y artificialmente coloreado de rojo . Como para todos los derivados del petróleo, se mide cuidadosamente su contenido en azufre con el fin de limitar la corrosión del aparato utilizador y la polución atmosférica.
4.5-Los fuel oils
Estos combustibles líquidos son utilizados en la industria y la marina para el calentamiento de hornos y de calderas, así como para ciertos motores Diesel pesados. El control de sus características afecta principalmente a:
-La viscosidad, que se determina midiendo, a la temperatura de utilización, en el tiempo de flujo de una determinada cantidad de aceite a través de un orificio calibrado, verificando así que el producto podrá ser bombeado fácilmente.
-La potencia calorífica, se evalúa en el calorímetro mediante la combustión en oxígeno de una cantidad pequeña de fuel-oil situada en una bomba metálica:
-el contenido del azufre, que se obtiene igualmente con una bomba de oxígeno midiendo la cantidad de anhídrido sulfuroso producido:
-el punto de encendido:
-el contenido de agua y sedimentos.
4.6-Los lubricantes (aceites de engrase)
Extremadamente diversos según su destino, estos productos nobles de refino sufren primero los controles clásicos de inflamabilidad (punto de encendido) y de fluidez (viscosidad, punto de derrame ), pero importa por encima de todo probarlos en las condiciones reales o simuladas de su utilización futura. Su estabilidad al calor y la oxidación, por ejemplo verifica 200ºC haciéndolo barbotear en corriente de aire durante doce horas: la viscosidad
de un aceite mineral bien refinado es aproximadamente doblada a la salida de este tratamiento, mientras que la de una vegetal será dividida en dos.
4.7-Las parafinas (ceras de petróleo)
La característica capital de estos derivados sólidos a temperatura normal, en su punto de fusión, que debe ser suficiente elevado para evitar el reblandecimiento de las bujías y el pegado intempestivo de los embalajes parafinados: se mide en el laboratorio anotando la palidez al enfriarse la parafina fundida que corresponde a los primeros síntomas de la solidificación.
4.8-Los betunes (asfalto o brea de petróleo)
Hasta hace poco, especialidad de algunas refinerías que los extraían de petróleos brutos particulares, actualmente son productos de gran consumo exigidos en tonelaje creciente para la construcción de carreteras, autopistas, para uniones de inmuebles y otros trabajos de obras públicas, para la industria eléctrica, etc.Son objeto de ensayo de viscosidad, de penetración, de reblandecimiento y de ductibilidad (alargamiento).
Los yacimientos de petróleo
El origen del petróleo es verosímilmente orgánico y marino; pero ha sido posible todavía dilucidar el mecanismo de su formación en el curso de milenios, lenta descomposición de la materia viva en el fondo de los océanos bajo el efecto de presión, de los catalizadores y de bacterias, abocando en la unión de moléculas de carbono y de hidrógeno para dar hidrocarburos. El hecho de que se encuentre petróleo en todas las capas geológicas desde el principio de la Era Primaria (Cámbrico) al reciente Terciario (Pleistoceno) se explica por la migración, lento vagabundaje subterráneo del aceite y del gas natural a través de los poros y de los intersticios de las diversas rocas que componen el subsuelo, aplastadas acuíferas hasta que los hidrocarburos encuentran un pliegue donde se acumulan para formar un yacimiento.
El descubrimiento de yacimientos puede preverse por técnicas de prospección terrestre y . Si fue relativamente fácil encontrar en el siglo XIX los primeros campos petrolíferos gracias a índices geológicos superficiales, la exploración del subsuelo a profundidades que alcanzan casi los 900 m. debe apelar a todos los recursos de la geofísica. La gravimetría y la magnetometría, que miden respectivamente la aceleración de la gravedad y el magnetismo terrestre, permiten en primer lugar trazar mapas subterráneos o submarinos bastante precisos. La prospección sísmica estudia después con más precisión las formaciones interesantes cuyos contornos se revelan por la reflexión o refracción de las ondas elásticas provocadas por explosiones de cargas detonantes, verdaderos miniseísmos artificiales. Gracias a los registros de geófonos receptores que llegan a trazar cortes de terreno muy precisos.
La extensión de estos métodos terrestres a la prospección marina (offshore) supone resueltos los problemas de posicionamiento en alta mar: los levantamientos visuales deben remplazarse por cruces, de ondas hertzianas provenientes de estaciones de tierra o radiosatélites.
Las zonas submarinas a explorar son posteriormente balizadas disponiendo en el fondo del mar emisores de ultrasonidos que permiten al navío situarse muy exactamente sobre sus objetivos.
Si bien resulta generalmente más cómodo prospeccionar en mar que en tierra, donde se choca con las dificultades de movimientos debido a la naturaleza o al hombre la sísmica marina exige, sin embargo, la puesta a punto de métodos especiales, pues aunque sólo sea para no alterar el equilibrio ecológico de la fauna, las cargas de explosivos están prohibidos en las zonas pesqueras. La onda necesaria se obtiene, pues, por medio de una descarga eléctrica, por emisión brutal de aire comprimido o vapor de agua o mediante detonación de gas.
La producción
Cuando la perforación ha alcanzado la zona petrolífera, se procede a la puesta en servicio del pozo, operación delicada si se quiere evitar la erupción y a veces incendio. Se distinguen, pues, dos periodos en la explotación de un yacimiento:
-La recuperación primaria:
Al principio, por el efecto de la presión, el petróleo sube por sí mismo a la superficie: la emanación se debe al drenaje por gravedad o al remplazamiento del aceite sea por una subida del agua bajo presión (water-drive), sea por la expansión del gas disuelto (depletion-drive), o incluso por la dilatación del gas comprimido que sobrenada el aceite (gas capdrive) o una combinación de estos mecanismos. Por consiguiente, la presión natural que tiene tendencia a bajar con rapidez se intenta restablecer por medio de una inyección de gas comprimido 8gas-lift) antes de redisolverle en el bombeo con bombas de balancín (cabeza de caballo) cuyo lento movimiento alternativo es transmitido por un juego de tubos al pistón situado en el fondo del pozo. Llegado a la superficie, el petróleo bruto pasa a una estación de "limpiado", donde se le extrae primero el metano y los gases licuados (estabilización), electrostática y por fin el sulfuro de hidrógeno de desgasificación a contracorriente (stripping).
Para luchar contra el colmatado progresivo de los poros de la roca petrolífera y restablecer la actividad del yacimiento, es necesario "estimular" periódicamente los pozos por acidificación (inyección de ácido clorhídrico), por torpedeo (perforación con la ayuda de balas tiradas con un fusil especial cuyos explosivos descienden a la altura de la formación o por fracturación hidráulica (potentes bombas de superficie hasta la ruptura brutal de la roca colmatada).
-La recuperación secundaria:
Los métodos procedentes, no permiten, por sí solos, llevar a la superficie más que el 20% aproximadamente del petróleo contenido en el yacimiento; de aquí viene la idea de extraer una gran parte del 80% restante gracias a uno de los artífices siguientes:
- El drenaje con agua (water-drive) por inyección de agua por debajo o alrededor del petróleo;
-Reinyección del gas (gas-drive) por encima o atrás del petróleo;
-Drenaje con agua caliente o con vapor, más costoso, pero permite recuperar el 90% del yacimiento.
Transporte del petróleo bruto
El papel del transporte en la industria petrolífera es considerable: Europa occidental importa el 97% de sus necesidades, principalmente de África y de Oriente Medio y Japón el 100%. Pero los países que se autoabastecen están apenas mejor dotados, porque los yacimientos más importantes se encuentran a millares de kilómetros de los centros de consumo, en Estados Unidos como en Rusia, en Canadá como en América del Sur.
El petróleo gigante (superpetrolero), es el medio más económico para transportar energía, bajo la forma guesea; tiene asimismo la ventaja de una gran flexibilidad de utilización; en conjunto, los mares del mundo están surcadas permanentemente por una flota de un total de 244 M de capacidad, constituida por millares de unidades radiodirigidas en cada instante según las exigencias lógicas.
La pipe-line de petróleo bruto (oleoducto) es el complemento indispensable y a veces el competidor del navío de alta mar: en efecto, conduce el aceite del yacimiento situado a una distancia más o menos grande de tierra adentro, al puerto de embarque del yacimiento submarino a la costa más cercana ; del yacimiento directamente a la refinería o finalmente, del puerto de desembarco a la refinería.
En Europa, el avituallamiento de zonas industriales alejadas del mar exige el equipamiento de puertos capaces de recibir los superpetroleros de 300000 y 500000 Tm de carga, almacenamientos gigantes para la descarga y tuberías de conducción (pipe-lines) de gran capacidad.
El carbón es un combustible fósil, resultado final de una serie de transformaciones sobre restos vegetales acumulados en lugares pantanosos, lagunas y deltas fluviales, principalmente durante el período carbonífero de la Era primaria.
Por acciones químicas diversas y variaciones de presión y temperatura a lo largo de grandes intervalos de tiempo estos vegetales se transforman en carbón en un proceso llamado carbonización. De forma resumida se puede decir que tras la fase de depósito de los vegetales comienza la acción de las bacterias anaerobias (sobre la celulosa y la lignina fundamentalmente). Los cambios que dan lugar a la transformación de madera en carbón son de dos tipos: químicos y estructurales. En los químicos se va desprendiendo hidrógeno y oxígeno a medida que la proporción de carbono aumenta. En algunos casos (como en la antracita) llega a constituir casi la totalidad del producto resultante.
Existen también cambios estructurales. La estructura fibrosa de la madera se transforma en estructura microcristalina distinta para cada variedad de carbón, y su color cambia de pardo a negro.
Existen cuatro tipos de carbones diferentes, debido a las distintas clases de vegetal del que proceden y sobre todo a la duración y condiciones (presión y temperatura del proceso de carbonización). Estos son:
La potencia calorífica de estos carbones varía de 2.000 a 7.000 kcal/kg, desde la antracita y hulla hasta lignito y turba. Asimismo, su humedad oscila del 3% hasta el 40% y las sustancias volátiles pueden ir desde el 8% hasta el 50%. Como principal impureza tenemos el azufre (S) y el nitrógeno (N), que al quemarse el carbón se liberan en forma de SO2 y NOX para unirse posteriormente al vapor de agua y producir las lluvias ácidas.
Además está el CO2, penalizado por el protocolo de Kioto. En la actualidad hay importantes investigaciones para el secuestro del CO2 emitido mediante su bombeo a formaciones geológicas y la aplicación de sistemas de filtrado de los gases antes citados. Las aplicaciones más importantes del carbón son:
La antracita se utiliza fundamentalmente como combustible doméstico e industrial. La destilación seca de la hulla da lugar a cuatro fracciones: amoníaco, alquitrán, gas natural y coque. Este último (duro, resistente y poroso) se utiliza en la metalurgia del hierro y del acero (siderurgia). El lignito se emplea fundamentalmente en las centrales térmicas para obtener de él energía eléctrica. La turba se utiliza como combustible doméstico.
El gas natural es una mezcla de gases compuesta principalmente por metano. Se trata de un gas combustible que proviene de formaciones geológicas, por lo que constituye una fuente de energía no renovable.
Además de metano, el gas natural puede contener dióxido de carbono, etano, propano, butano y nitrógeno, entre otros gases. Estos componentes hacen que el uso del gas natural sea contaminante.
Además de su presencia en yacimientosfósiles, el gas natural puede obtenerse a partir de la descomposición de los restos orgánicos. Este proceso es promovido en plantas de tratamiento especializadas que producen el denominado biogás.
Cuando las reservas de gas se encuentran en lugares apartados donde no resulta rentable la construcción de gasoductos para llevar el gas a los hogares e industrias, es posible procesar el gas natural para convertirlo en gas natural licuado (GNL). Así, en forma líquida, se facilita su transporte. El GNL suele trasladarse a -161ºC, ya que la licuefacción puede reducir el volumen de gas hasta en 600 veces.
El gas natural almacenado a altas presiones (entre 200 y 250 bar), se transforma en gas natural comprimido (GNC), un combustible que se utiliza en vehículos ya que resulta económico en comparación a la gasolina.
Otro uso del gas natural aparece con la producción de hidrógeno, que también supone un combustible alternativo para los vehículos. En estos casos, el hidrógeno puede utilizarse a través de la combustión (con un motor de explosión) o mediante una pila de combustible (el hidrógeno se convierte en electricidad y alimenta un motor eléctrico).
El uso de gas natural, como el que conlleva la utilización de toda sustancia tóxica, tiene sus riesgos; es un peligro que, a diferencia de otros, no se ve y apenas puede percibirse a través de los sentidos, por tanto es sumamente importante que se tengan ciertas precauciones para evitar catástrofes que, podrían traer como consecuencia la muerte.
¿Cómo evitar nefastos accidentes?
El gas natural se transporta a través de una red de cañerías para llegar a cada artefacto que lo utilizará para su funcionamiento. Muchas veces ocurre que, por determinadas razones, estas cañerías sufren averías y pierden el hermetismo obligatorio para evitar que el gas se disperse en el ambiente, en esa situación es necesario cortar el suministro hasta que dicho avería sea remendada. De todas formas, existen una serie de acciones preventivas que pueden ser fundamentales para no llegar a que se estropeen las cañerías, las mismas son:
* Mantener lubricadosconstantemente los robinetes de los artefactos para evitar que la falta de lubricante provoqué pérdidas en los conductos;
* Limpiar de forma periódicalas llaves de paso para evitar que el paso del tiempo y la acumulación de impurezas impida que sellen correctamente;
* No realizar conexiones mediante alargues o mangueras ni sacar ampliaciones de detrás de la cocina; además es necesario que cada artefacto tenga su propia llave de paso;
* Todos los ambientes en los que funcionen artefactos de Cámara abierta, tales como calefones de tiro natural, estufa de rayos infrarrojos o cocina, deben tener las rejillas compensadoras de aire recomendadas (una en el tercio superior y otra en el inferior de la habitación y deben lindar con el exterior para permitir la entrada y salida de aire que evite la toxicidad en el ambiente;
* Realizar revisiones cada dos años para comprobar que la instalación continúa en perfectas condiciones.
Además, en caso de percibir el mínimo olor a gas es necesario evitar el uso de cualquier elemento inflamable (fósforos, cigarrillos, etc), accionar llaves de luz o cualquier artefacto eléctrico. Es necesario también cerrar inmediatamente la llave de entrada del gas y ventilar la habitación abriendo cuantas puertas y ventanas sea posible.
La energía nuclear es la energía en el núcleo atómico, es decir, la parte central de un átomo. Los átomos son las partículas más pequeñas en que se puede dividir un material. En el núcleo de cada átomo hay dos tipos de partículas (neutrones y protones) que se mantienen unidas. La energía nuclear es la energía que mantiene unidos neutrones y protones.
La tecnología nuclear nos permite transformar este tipo de energía en otros tipos de energía: energía eléctrica (en las centrales nucleares), energía cinética(en determinados sistemas de propulsión)...
El uso más común y conocido de la energía nuclear es la producción de energía eléctrica o electricidad.
Para poder aprovechar la energía nuclear presente en el núcleo de los átomos se puede hacer de dos formas: partiendo el núcleo de un átomo o fusionando el núcleo de dos átomos. En el primer caso lo llamamos fisión nuclear y en el segundo fusión nuclear.
La energía que produce el Sol, por ejemplo, proviene de reacciones de fusión nuclear. Pero actualmente reproducir las reacciones de fusión nuclear de forma artificial es muy difícil de modo que todos los reactores nucleares generan reacciones de fisión.
Cuando se produce una de estas dos reacciones físicas (la fisión nuclear o la fusión nuclear) los átomos experimentan una ligera pérdida de masa. Esta masa que se pierde se convierte en una gran cantidad de energía calorífica como descubrió el Albert Einstein con su famosa ecuación E=mc2.
La gran mayoría de los reactores nucleares de potencia utilizan uranio enriquecido como combustible nuclear. El uranio es un elemento que se encuentra de forma natural que siguiendo un cierto proceso se logra enriquecerle para que sea más inestable. Que sea inestable significa que es más fácil de dividir, que es precisamente lo que se pretende hacer en un reactor nuclear.
Las reservas de uranio del planeta no se consideran ilimitadas por lo que la energía nuclear no se considera una energía renovable como podría ser la energía solar o eólica.
Aunque la producción de energía eléctrica es la utilidad más habitual existen muchas otras aplicaciones de la energía nuclear en otros sectores. Estas aplicaciones pueden ser para uso civil o militar. Existen un gran número de tratados y acuerdos para regular estas actividades.
Dentro de las aplicaciones civiles encontraríamos la generación de energía eléctrica o aplicaciones médicas, medioambientales, industriales.
Por otro lado, dentro de las aplicaciones militares estaría el armamento militar como la bomba atómica o la propulsión de vehículos militares como submarinos o la propulsión de misiles de largo alcance.
La Electricidad es una propiedad física de la materia. Consiste en aquella interacción negativa o positiva existente entre los protones y los electrones de la materia. El origen etimológico de la palabra es Griego, quienes la estudiaron en esta civilización la llamaron “Ámbar” por el color tan versátil y luminoso que presentaba, sin embargo el término fue introducido en la sociedad científica por primera vez por el científico inglés William Gilberten el Siglo XVI para describir el fenómeno de interacción de energía entre partículas.
Tipos de corriente eléctrica
En electrónica y electricidad, existen varios tipos de corriente eléctrica que pueden ser utilizadas, cada una posee características que las hacen distintas y únicas para desarrollar un trabajo determinado, por lo general se toman a 4 de estas como las más importantes y son: la corriente directa, la alterna, la monofásica y la trifásica.
La corriente eléctrica o también llamada Intensidad eléctrica se define como el flujo de una carga eléctrica en una determinada dirección a través de un medio o conductor por unidad de tiempo. El flujo de la carga hace referencia a los electrones que son transportados a lo largo de un material.
Un fenómeno interesante que posee la corriente es que al ejercer un movimiento de cargas se produce un campo magnético lo cual puede ser aprovechado para el funcionamiento de los electro imanes.
campo magnético creado por el movimiento de cargas y un imán, lo cual puede dar pie a un Electroiman.
Unidad de medida de la corriente eléctrica:
Si nos basamos en el sistema internacional de unidades, la carga se representa como C/s (coulombs sobre segundo), a esta unidad se le conoce también como Amperio y comúnmente es representada con la letra “I“.
En esos tiempos cuando la electrónica todavía no se desarrollaba como ciencia debido a lo limitado de la tecnología en dicho tiempo, existía lo que hoy conocemos como Corriente Alterna (C.A), esta corriente se podía y se puede encontrar en cualquier enchufe de nuestra casa, sin embargo la corriente alterna fue considerada peligrosa para desarrollar experimentos con ella debido a sus innumerables variaciones, por lo cual se desarrollo lo que hoy conocemos como Corriente Directa (C.D) o también llamada Corriente Continua (C.C) la cual es más estable en todo sentido, puede ser manipulable y controlada para que respete ciertos parámetros en el desarrollo de actividades, este tipo de corriente la podemos encontrar en cualquier batería o fuente de poder actual. Ademas de los 2 tipos de corrientes (más comunes en electrónica) ya mencionados también existe la Corriente monofásica y la Corriente trifásica.
La corriente alterna es muy diferente a la directa y probablemente sea lo contrario, en primer lugar se utiliza el termino de corriente alterna de forma coloquial para llamar así a la forma en la que la corriente eléctrica llega a los hogares y empresas. En la corriente alterna el sentido de la corriente puede variar cambiando su sentido y magnitud dependiendo de lo que se requiera, debido a esto la onda que representa a la corriente alterna es la senoidal.
Gráfica y representación de la Corriente Alterna
La corriente directa o también llamada corriente continua, puede comprenderse bajo un sencillo concepto, esta es la única corriente cuyo flujo de cargas eléctricas no cambian su sentido con el tiempo, no hay que confundir este concepto con la corriente constante, por ejemplo, se piensa que todas las baterías están estrictamente relacionadas con la corriente directa pero esto no siempre es cierto debido a que la corriente puede cambiar de sentido en algunas baterías dependiendo de su construcción y uso. Para que exista y sea posible una corriente Directa el sentido en que circula la corriente debe ser siempre el mismo y esto son importar su valor absoluto.
Como se puede apreciar en la imagen de abajo, del lado izquierdo se puede notar que la carga en un medio o conductor fluye en una sola dirección, lo cual cumple con la regla para que exista la corriente directa, mientras tanto a la derecha se muestra su gráfica en la cual se muestra una una linea cuyo sentido es constante sin importar el tiempo.
Gráfica y representación de la Corriente Directa
La corriente monofásica se obtiene al tomar una fase de la corriente trifásica y un cable neutro. En México y demás países que utilizan valores similares para la generación y trasmisión de energía eléctrica, este tipo de corriente facilita una tensión de 230 voltios, lo que la hace apropiada para que puedan funcionar adecuadamente la mayoría de electrodomésticos y luminarias que hay en las viviendas.
La corriente trifásica, tal y como su nombre lo representa es la unión de tres corrientes alternas cuyas frecuencias son iguales, así mismo su amplitud y valor eficaz, esta unión presentan una diferencia de fase entre ellas de 120°, y están dadas en un orden determinado. Cada una de las corrientes que forman el sistema se designa con el nombre de fase.
Los materiales presentan distintos comportamientos ante el movimiento de cargas eléctricas.
Los elementos conductores tienen facilidad para permitir el movimiento de cargas y sus átomos se caracterizan por tener muchos electrones libres y aceptarlos o cederlos con facilidad, por lo tanto son materiales que conducen la electricidad.
Ejemplos de conductores son el cobre y el aluminio.
Los aisladores son materiales que presentan cierta dificultad al paso de la electricidad y al movimiento de cargas. Tienen mayor dificultad para ceder o aceptar electrones. En una u otra medida todo material conduce la electricidad, pero los aisladores lo hacen con mucha mayor dificultad que los elementos conductores.
Ejemplos de aisladores son el plástico y la cerámica.
Además de los conductores y los aisladores encontramos otros dos tipos de elementos: los semiconductores y los superconductores.
En los semiconductores el valor de la resistencia es alto o bajo dependiendo de las condiciones en las que se encuentre el material, mientras que los superconductores no tienen resistencia.
Potencial eléctrico: