La transmisión de Energía y la Mecatrónica en la vida diaria
Energía
Es la capacidad de los cuerpos para realizar un trabajo y producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos.Trabajo:
Es el cambio en el estado de movimiento de un cuerpo producido por una fuerza de una magnitud dada. Es el producto de la fuerza por el desplazamiento.Transmisión de Energía:
- Conducción:Manera en la que se transmite la energía en medios sólidos.
- Convección: manera en que se transmite energía en líquidos y gases.
- Radiación: no necesita de ningún medio, es decir se transmite en sólidos, líquidos y en el vacío.
Propiedades de Energía:
- Se transforma: es la conversión de una energía a otra.
- Se transfiere: La energía pasa de un cuerpo a otro en forma de calor u ondas.
- Se conserva: Al final del proceso de transformación nunca hay más o menos energía del principio, siempre se mantiene.
- Se degrada: Cuando la cantidad de energía se transforma en otras formas de energía, su capacidad disminuye, es decir se va degradando.
Tipos de Energía:
Esto se da en base al Principio de Conservación de la Energía que dice que la energía no se crea ni se destruye; sólo se transforma.
- Energía potencial: Es un tipo de energía que poseen los cuerpos por de estar en una determinada posición en un campo de fuerzas.
Ejemplo:El arquero al tirar el aguijón hacia atrás, acumula energía potencial en la cuerda que cuando se suelta esta energía suministra al arco, que luego se convierte en energía cinética para dirigir el arco hacia el objetivo.
- Energía cinética: es aquella que posee un cuerpo debido a su movimiento.
Ejemplo: Pelota, al poner nuestra fuerza sobre una pelota que se encuentra en reposo, la aceleramos y recorrerá una distancia dependiendo de la fuerza.
- Energía mecánica: es la suma de la energía cinética y la energía potencial de un cuerpo.
Ejemplo: La energía mecánica del taco se transfiere a la bola de billar que permite que la bola se mueva hasta deternerse.- Energía gravitacional: es la energía potencial que tiene un objeto por el efecto gravitatorio de otro.
Ejemplo: El yoyo tiene esta energía mientras se mantiene encima del suelo, ya que la gravedad ya lo arrastra hacia abajo.- Energía eléctrica: es la fuente de energía renovable obtenida por el movimiento de cargas eléctricas producidas al interior de materiales conductores.
Ejemplo: En una tormenta eléctrica, la diferencia de potencial eléctrico entre el suelo y el aire produce descargas compensatorias "relámpagos".- Energía nuclear: Es aquella que proviene de las fuerzas nucleares fuertes y débiles.
Ejemplo: Las baterías nucleares son reactores nucleares pequeños que funcionan con la energía nuclear de forma continua.
- Energía solar: Es aquella que emite el Sol en forma de radiación calórica y lumínica desde el espacio hacia los planetas.
Ejemplo: Los invernaderos son estructuras que captan y retienen la energía del sol en un ambiente cerrado.- Energía magnética: es la capacidad de la fuerza magnética de realizar un trabajo.
Ejemplo: La brújula cuya aguja se alinea con el campo magnético de la Tierra y señala constantemente el norte.- Energía lumínica: es aquella que genera y transporta ondas de luz.
Ejemplo: El Sol encargado de alumbrar los planetas y les otorga calor.- Energía eólica: es una fuente de energía renovable que utiliza el viento para producir electricidad.
Ejemplo: Los parques eólicos que tienen un elevado número de aerogeneradores que generan energía eléctrica.- Energía hidráulica: Es la energía obtenida por el agua.
Ejemplo: Los molinos hidráulicos que son una rueda de madera con paletas movidas por la energía del agua que choca contra ellas y sirve para moler granos.- Energía térmica: es la energía que está dentro de un sistema y es responsable de su temperatura.
Ejemplo: El calor al cocinar incrementa su energía térmica y produce cambios químicos en la composición que permiten digerirla mejor.- Energía acústica: es la energía que transmiten las ondas sonoras.
Ejemplo: parlantes, en donde el sonido en mayor intensidad, permite que la energía sonora se propague lejos y se escuche más fuerte.- Energía química: es la energía potencial de una sustancia en sus enlaces químicos.
Ejemplo: Fotosíntesis, en este proceso transforma la energía del sol en energía química, que se almacena en enlaces de carbono utilizados por las células vegetales para ejecutar sus funciones vitales.- Energía radiante: es la energía que poseen las ondas electromagnéticas.
Ejemplo: Radiografías, en estas se utilizan equipos que emiten energía radiante en forma de rayos X u ondas electromagnéticas que atraviesan el cuerpo.
Ondas
Es una propagación de energía en el espacio debido a la perturbación de alguna de sus propiedades físicas.
Aplicaciones:
Comunicación:
- Telefonía Móvil: Al momento de realizar una llamada, la antenareceptora-emisora del teléfono emite ondas electromagnéticas en el rango de las radiofrecuencias (RF). Estas ondas de radio, son recibidas por la antena más cercana que las recibe, envía las señales al conmutador quien transmite la comunicación a la base en donde se encuentre el teléfono y en ese momento se produce la llamada.
Medicina:
- Rayos X: En esta máquina, los rayos X viajan por el cuerpo y son absorbidos en diferentes cantidades y diferentes tejidos, dependiendo de la densidad radiológica. Por ejemplo, las estructuras densas como huesos, bloquean las partículas de rayos x y aparecen de blanco, las estructuras con aire se ven negras y los músculos con la grasa de gris.
Seguridad:
El sensor emite pulsaciones acústicas cortas a través del aire y detecta objetos que después reflejará, además este sensor mide el tiempo entre emitir el pulso y la recepción del este.
Se componen de dos piezas en forma de arco, una de ellas emite la señal transmisora y la otra como receptora. Estas alarmas están en las etiquetas como las RFID y cuando les llega determinada onda electromagnética absorben parte de la energía que transmite y se activan.Entretenimiento:
- Wifi: Transmiten información por el aire utilizando ondas de radio con la frecuencia de 2,4 GHz o 5,8 GHz Estas dos bandas se subdividen en canales, siendo cada canal compartido por muchas redes. Cuando descarga un archivo en una red WiFi, el router inalámbrico recibe los datos de Internet a través de la conexión de banda ancha y los convierte en ondas de radio, entonces emite ondas de radio al área y el dispositivo con la solicitud de descarga las captura y las decodifica.
- El bluetooth: Usa las ondas de radio de la banda ISM (banda no comercial) de 2,4 para transmitir de forma inalámbrica la información, usa las Redes Inalámbricas de Área Personal, capaces de transmitir información a distancias hasta de 10 metros.
Mecatrónica
Es una rama multidisciplinar que abarca ingenierías como la electrónica, mecánica, robótica, programación y sistemas de fabricación.- Mecánica: se encarga del diseño del producto, utilizando componentes físicos y estudios y técnicas .
- Electrónica: encargada de los problemas eléctricos de los dispositivos.
- Control: emplea métodos como la mecanización de las máquinas.
- Computación:estándares de la programación, los sistemas y software.
Aplicaciones:
Se compone de motores y las aletas que posibilitan el vuelo y con los mandos de control se va dirigiendo, en algunos casos, se puede fijar un rumbo automáticamente por medio del GPS.
Son piezas que sustituyen partes del cuerpo e imitan sus movimientos. Estas funcionan utilizando sensores y procesadores que recogen los impulsos nerviosos y los interpreta mediante movimientos. Dentro de la elaboración de una prótesis se considerar factores como el peso, el movimiento, su fuente de energía y periodos de duración sin una recarga.
