Cambios de unidades I

Para realizar un cambio de unidades compuesto (aquellos en los que intervienen más de un tipo de magnitudes: fuerza, longitud, tiempo, superficie…) mediante factores de conversión, lo primero que debemos tener en cuenta es cuántas unidades han de convertirse en otras, pues la respuesta a esa pregunta nos indicará el número de factores que debes poner.

Un factor de conversión es una fracción cuyo valor es igual a 1, por lo que puede multiplicarse sin alterar el resultado, cuyo numerador y denominador contienen la equivalencia de unidades, de tal forma que al simplificarse con las unidades iniciales nos proporcionen las unidades finales. Lo mejor para entender de qué estamos hablando es que utilicemos un ejemplo. Como ejercicio, vamos a pasar 40 m/s a km/h.

El procedimiento a seguir es el que a continuación se explica:

1.      Volvemos a escribir la expresión cuyas unidades deseamos cambiar (en nuestro caso intervienen dos magnitudes diferentes, la distancia ‒medida en metros‒ y el tiempo ‒expresado en segundos‒):

2.      Escribimos tantas fracciones como cambios de unidades necesitemos (dos magnitudes, dos fracciones):

3.   Ahora colocamos las unidades a las que queremos llegar, cada una en una fracción diferente manteniendo su posición (kilómetros en el numerador y horas en el denominador):

Principios generales de máquinas

Una máquina es un conjunto de elementos móviles y fijos cuyo funcionamiento posibilita aprovechar, dirigir, regular o transformar energía o realizar un trabajo con un fin determinado. El concepto físico de trabajo necesita de la existencia de un desplazamiento para que pueda hablarse de trabajo (fuerza x distancia), por lo que la definición de máquina anterior resulta insuficiente al incidir exclusivamente en el carácter mecánico de las máquinas (un ordenador, una máquina de escribir, por ejemplo, de acuerdo con la definición anterior, no serían máquinas). Parece pues conveniente ampliar el concepto de máquina e introducir aspectos relacionados con la información, según lo cual una máquina sería todo aquello destinado a transformar los factores de material, energía e información.

Más allá del concepto y de una posible clasificación de las máquinas, nos importa aquí aclarar los conceptos generales aplicables a cualquier tipo de máquina, sea ésta hidráulica, eléctrica o térmica, rotativa o lineal alternativa, etc. Nos toca hablar aquí de conceptos tales como la potencia, el trabajo, las pérdidas, el rendimiento, la energía y su principio de conservación.

Lo primero a tener en cuenta es que para que los resultados obtenidos sean homologables, necesitamos no sólo definir las magnitudes implicadas, sino también las unidades en que mediremos dichas magnitudes. Utilizaremos el Sistema Internacional de Unidades (SI), aunque como sabemos existen otros, y para su consulta puedes utilizar la red o bien descargar este documento elaborado por el IES Sierra Mágina de Mancha Real, Jaen.

Si no quieres ir tan lejos puedes aprovechar el esfuerzo del Catedu, la plataforma educativa aragonesa, para ahondar en conceptos como el momento de una fuerza, el trabajo, la potencia y el rendimiento. Tienes además infografías, curiosidades y ejercicios. Un buen trabajo.

La hora civil, la hora solar y el cambio horario

El tiempo universal coordinado (UTC o en ocasiones simplemente UT, tiempo universal) es el tiempo de la zona horaria de referencia respecto a la cual se calculan todas las otras zonas del mundo. Desde el 1 de enero de 1972 es el sucesor del GMT (Greenwich Meridian Time), aunque todavía coloquialmente algunas veces se le denomina así, para eliminar la inclusión de una ubicación específica en un estándar internacional (otra conquista de lo "políticamente correcto") así como para basar la medida del tiempo más en los estándares atómicos que en los celestes.

La hora civil es la hora oficial que rige en una determinada zona de cada país y coincide con la hora legal. En España, desde las 23:00 horas del 16 de marzo de 1940 adoptamos la hora oficial como la del Meridiano 15º Este, es decir, el UTC o GMT sumándole una hora,  por decisión del gobierno franquista que, sin prescindir de (germano)filias y de (anglo)fobias, instituyó que nuestro país debía seguir el horario del país que le había ayudado a ganar la contienda de la guerra civil. De esa forma, y siguiendo con la aplicación del "horario de verano", España tendría que adelantar una hora su reloj en horario de invierno respecto al GMT, y dos horas en horario de verano, que es como hasta la actualidad se viene haciendo, de forma que, Portugal, aunque con la misma longitud terrestre que Galicia, tiene el horario del Meridiano de Greenwich, y España que está en la misma longitud que Inglaterra (donde está Greenwich) tiene diferente horario. Prácticamente Europa Occidental tiene TU+1, y Europa del Este TU+2.

Tratamientos térmicos y superficiales. Corrosión.

Una posibilidad para actuar sobre las propiedades de la materia es afectar a su microestructura formando aleaciones. Una segunda posibilidad es la realización de un enfriamiento controlado mediante el cual es posible intervenir sobre la estructura de la materia y consecuentemente sobre sus propiedades. Para realizar este segundo tipo de intervención podemos acudir a dos tipos de tratamientos diferenciados:

1.- Los tratamientos térmicos son procesos en los que se utiliza la temperatura como única variable para modificar la microestructura y constitución de los metales y aleaciones, pero sin variar la composición química de los mismos. Mediante ellos se mejoran propiedades como la dureza, la resistencia mecánica, la ductilidad, la elasticidad, etc. Estos tratamientos se clasifican a su vez en: temple, recocido, revenido y normalizado.

2.- Los tratamientos termoquímicos o superficiales son aquellos en los que, con los mismos fines, mejorar las propiedades de metales y aleaciones, tienen lugar reacciones químicas en la superficie de la pieza tratada que alteran la composición química de la capa superficial de la misma. Los tratamientos superficiales más comunes son la cementación, la cianuración, la nitruración, la carbonitruracióny la sulfinización.

Por otra parte, la acción destructora del oxígeno de otros agentes electroquímicos, favorecen la existencia de los metales en su estado natural, esto es, combinados en lugar de libres. El proceso, conocido con el nombre de corrosión, es un problema de grandes dimensiones pues se estima que el 5 % del PIB de los países industrializados se gasta en prevenir las acciones de la corrosión o en la sustitución de los elementos afectados.
Muy buenos apuntes los del IES Villalba Hervás, que resumen tanto el tema de los tratamientos como el de la corrosión en unas cuantas páginas. Si lo que quieres es un dos en uno, puedes aprovechar el trabajo hecho por el departamento de Tecnología el IES Virgen del Espino y descargarte sus apuntes.
Para saber más sobre los tratamientos térmicos y superficiales de los aceros, el ensayo de Jominy y las curvas TTT y además conocer curiosidades y poder hacer una autoevaluación de lo aprendido, nos valdremos de este enlace del Catedu.
Para conocer cuáles son las diferencias entre oxidación y corrosión, los tipos de esta última, cómo podemos protegernos de la corrosión, cómo afecta la corrosión a la industria, algunas curiosidades y una autoevaluación, podemos servirnos de este otro enlace de la plataforma educativa aragonesa.

RRR. Las tres "R"

Tranquilo, que no tengo al perro de mal humor (“rrr”). Se trata de completar la entrada anterior, la de los residuos sólidos urbanos (RSU) con algo de participación ciudadana, con colaboraciones domésticas. En ocasiones nos encontramos con un problema, lo analizamos y cuando llega el momento de la acción surgen las preguntas: “Sí, hay un problema, pero ¿qué puedo hacer yo?” Seguro que no puedes resolverlo completamente (en ese caso únicamente tú serías el causante del problema, sea por acción u omisión en aplicar la solución que estaba en tu mano), pero también es seguro que, al menos en este caso, puedes contribuir a la solución. Y es que existen situaciones en las que no añadiendo “problema al problema”, ya contribuimos a solventarlo. 

Según el RAE, una de las acepciones de reciclar es someter un material usado a un proceso para que se pueda volver a utilizar. Se trata pues de someter a un producto a un proceso mecánico o fisicoquímico para obtener bien una materia prima o un nuevo producto. Ahora bien, reciclar es sólo parte de la estrategia del tratamiento de residuos de las tres R, que engloba acciones destinadas a reducir la producción de objetos susceptibles de convertirse en residuos, reutilizar los objetos para darles un segundo aire (con el mismo uso u otro diferente) y reciclar. Las consecuencias perseguidas son la disminución de la producción de residuos y de la subsecuente contaminación, la preservación de los recursos naturales y la reducción de costes asociada a la producción de nuevos bienes.

Antes de continuar con una glosa de nuestra posible intervención en cada una de las “R”, me gustaría dejarte otra excelente infografía del Eroski Consumer en la que, pieza a pieza, se nos da información acerca de qué podemos hacer:

Residuos Sólidos Urbanos (RSU)

Los Residuos SólidosUrbanos (RSU) son los que tienen su origen en la actividad humana, doméstica, industrial y comercial de ciudades y pueblos. Su composición es variada pues podemos considerar cualquier tipo de desechos (muebles, electrodomésticos, embalajes…), sin embargo, por su volumen, merece una atención especial el grupo de las basuras domésticas, en la que podemos diferenciar una serie de componentes tipo:

• Papel y cartón.- Periódicos, revistas, publicidad, cajas y embalajes, etc.
• Plásticos.- Botellas, bolsas, embalajes, etc.
• Vidrio.- Botellas, frascos diversos, vajilla, etc.
• Materia orgánica.- Son los restos procedentes de la limpieza o la preparación de los alimentos junto la comida que sobra.
• Metales.- Latas, botes, etc.
• Aceites.- De cocina, de coche, etc.

Gestionar adecuadamente los RSU es uno de los mayores problemas de muchas poblaciones, en su el tratamiento podemos diferenciar distintas fases:

• Recogida selectiva.- La utilización de contenedores que recogen separadamente el papel, el vidrio, los para plásticos, el metal, el aceite, las pilas, etc.

Materiales no férreos

Los productos siderúrgicos, derivados del hierro,  presentan tres inconvenientes principales en relación con algunas de sus posibles aplicaciones técnicas: su elevada densidad, su baja conductividad eléctrica y su alta sensibilidad a la corrosión y oxidación atmosférica.

Este es el motivo de que para determinadas aplicaciones se haga necesaria la utilización de metales en cuya composición no interviene el hierro y cuyas propiedades, eliminados los inconvenientes anteriormente citados, son más adecuadas para el uso al que van a ir destinados. Son las aleaciones no férreas, que se clasifican de acuerdo con el metal que interviene en las mismas de forma mayoritaria; las más comunes son las de cobre (bronce y latón), aluminio, magnesio (aleaciones ultraligeras) y titanio.

La utilización de materiales no férricos, el uso de polímeros y materiales cerámicos ha permitido ampliar el comportamiento esperado en los aceros tradicionales en propiedades tales como la resistencia térmica y eléctrica, la resistencia a la corrosión, la ligereza…, y, consecuentemente, se han ampliado las aplicaciones y usos de este tipo de materiales.

Este trabajo de Amelia Tierno López nos facilita un cuestionario acerca de la utilización de materiales no ferrosos.