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TEMA  20

Ecología.

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TEMA 20. Ecología. Funciones de relación de los seres vivos. El medio ambiente. Factores físicos: suelo, luz, temperatura y humedad. Factores biológicos. Asociaciones. Población y comunidad. Ecosistema. Componentes. Tipos: terrestre y acuático. El equilibrio ecológico. Agresiones al medio ambiente. Contaminación. Residuos.

  1. Ecología
  • Definición
  • Historia
  1. Funciones de relación de los seres vivos
  1. El medio ambiente
  • Adaptación de los seres vivos a los factores físicos o abióticos
  • Temperatura
  • Agua
    • Humedad
    • Salinidad
  • Luz
  • Presión
  • Suelo
  1. Factores biológicos
  • Población
  • Comunidad
  1. Ecosistema
  • Definición
  • Componentes
  • Regiones biogeográficas
  • Tipos de ecosistemas
    • Terrestres
      • Tundra
      • Taiga
      • Estepa
      • Bosque
        • Caducifolio
        • Monzónicos de hoja caduca
        • Sabana tropical
        • Boreal
        • Pluvisilva ecuatorial
        • Templados y subtropicales de hoja perenne
        • Mediterráneo
        • Bajo tropical
      • Pradera
      • Desierto
    • Acuáticos
      • Marinos
        • zona nerítica
        • zona pelágica
        • zona abisal
      • De agua dulce
        • Hábitats lóticos
        • Hábitats lénticos
  1. El equilibrio ecológico
  1. Agresiones al medio ambiente: la contaminación
  • Tipos de contaminación
    • Atmosférica
      • Monóxido de Carbono (CO)
      • Dióxido de azufre (SO₂)
      • Clorofluorocarbonos (CFC)
      • Óxidos de nitrógeno (NO, N₂O)
        • PAN, Smog
    • Hídrica
    • Del suelo
    • Otros tipos
  • Legislación
    • Europea
      • Avances en la protección del medio ambiente de los Tratados Constitutivos
      • Legislación específica
      • Agencia Europea de Medio Ambiente
    • Española
  1. Residuos
  • Ley 22/2011, de 28 de julio, de residuos y suelos contaminados
  • Real Decreto 556/2011, de 20 de abril, para el desarrollo del Inventario Español del Patrimonio Natural y la Biodiversidad.
  1. Glosario de términos
  1. Ecología
  • Definición

Podemos definir la ecología como la ciencia centrada en el estudio y análisis del vínculo que surge entre los seres vivos y entre los seres vivos y el entorno que los rodea.

  • Historia

Los antiguos filósofos griegos, como Hipócrates y Aristóteles sentaron las bases de la ecología en sus estudios sobre la historia natural. Sin embargo, el término Ökologie que deriva de la unión de las palabras griegas oikos (casa, hogar, vivienda) y logos (estudio, tratado), y cuyo  significado sería por tanto “el estudio del hogar”, no fue acuñado hasta 1869 por el científico alemán Ernst Haeckel para designar la ciencia que estudia las relaciones entre los seres vivos y el medio ambiente.

Fue el considerado padre de la ecología moderna Charles Robert Darwin quien con la publicación de su obra “El origen de las especies” en 1859, cuyos hechos fueron reunidos por el propio Darwin a lo largo de su viaje en el HMS Beagle entre 1831-1836 a partir de numerosos ejemplos extraídos de la observación de la naturaleza, introduce la teoría científica de que las poblaciones evolucionan durante el transcurso de las generaciones mediante un proceso conocido como selección natural. Esta ley general que va un paso más allá de las tesis lamarquistas “la función crea al órgano” y extrae la siguiente conclusión:

“Existen organismos que se reproducen y la progenie hereda características de sus progenitores, existen variaciones de características si el medio ambiente no admite a todos los miembros de una población en crecimiento. Entonces aquellos miembros de la población con características menos adaptadas (según lo determine su medio ambiente) morirán con mayor probabilidad. Entonces aquellos miembros con características mejor adaptadas sobrevivirán más probablemente”.

Esta teoría evolucionista tiene como fin explicar el origen de la vida sobre la Tierra y supuso una auténtica revolución del pensamiento pues a pesar del papel que jugaron los precursores del evolucionismo del s.XVIII, que ya intuían que no había ningún tipo de predeterminismo en la gran variedad de especies vivientes existentes sino progresivas adaptaciones ambientales, en la sociedad profundamente religiosa en la que vivían no todos vieron con buenos ojos que la teoría creacionista basada en el origen de la vida por acto de la creación divina se viese cuestionada o rebatida.

Hoy por hoy la ecología está estrechamente relacionada con la biología evolutiva, la genética y la etología. Así, los ecólogos tratan de explicar:

-Los procesos de la vida, interacciones y adaptaciones

-El movimiento de materiales y energía a través de las comunidades vivas

-El desarrollo sucesional de los ecosistemas

-La abundancia y la distribución de los organismos y de la biodiversidad en el contexto del medio ambiente.

II. Funciones de relación de los seres vivos

Los seres vivos no viven aislados sino que se relacionan dentro de un mismo ecosistema, entendiendo como tal la comunidad de los seres vivos cuyos procesos vitales se relacionan entre sí y se desarrollan en función de los factores físicos de un mismo ambiente. Dicha relación puede producirse con miembros de la misma especie (relación intraespecífica) o con miembros de otras especies (relación interespecífica) hasta el punto de resultar todos dependientes entre sí (interrelación).

-Las relaciones intraespecíficas se fundamentan en:

  • El territorio
  • La competencia entre individuos (por el territorio, los recursos, la reproducción o la dominancia)
  • La asociación de individuos que pueden tener un carácter temporal o perenne. Dichas asociaciones pueden ser:
    • Asociaciones Familiares. Son las que se establecen entre los progenitores y su descendencia. Tienen como fin el apareamiento, la procreación y la autoprotección. Hay diversos tipos de asociaciones familiares: parental, matriarcal y filial que a su vez pueden ser: monógamas, polígamas o poliándricas (formadas por una hembra y varios machos).
    • Asociaciones Coloniales. Son las formadas por los individuos originados por reproducción asexual de un progenitor común y, a su vez, pueden ser:
      • Homomorfas: cuando los individuos integrantes de la colonia son iguales, es decir, tienen la misma forma.
      • Heteromorfas: cuando los individuos tienen formas diferentes.
    • Asociaciones Gregarias. Son las que están constituidas por conjuntos de individuos que viven en común durante un período de tiempo más o menos largo para ayudarse mutuamente en la defensa y la búsqueda del alimento (manadas de herbívoros), para trasladarse juntos (aves migratorias, bancos de peces) o para reproducirse (monos).
    • Asociaciones Estatales. Son las que están constituídas por un grupo de individuos jerarquizados entre sí y con funciones de trabajo diferenciadas. Estos individuos suelen estar diferenciados anatómica y fisiológicamente entre sí. (Ejemplo: las sociedades de abejas, hormigas y termes).

-Por su parte las relaciones interespecíficas se pueden clasificar en positivas y negativas.

  1. Simbióticas: son positivas y beneficiosas favoreciendo el desarrollo mutuo.
  • Simbiosis:  Asociación en la que dos organismos de especies diferentes se asocian para beneficiarse mutuamente en su desarrollo vital hasta el punto de que ninguno de ellos podría vivir sin el otro (ejemplo: las bacterias que viven en el tubo digestivo de las termitas y se encargan de facilitar la digestión de la celulosa).
  • Mutualismo: ambos intervinientes obtienen beneficio (ejemplo: los peces payaso-anémona que a cambio de protección y refugio contra los depredadores, mantiene alejados a los intrusos y acicala a su huésped, limpiándola de parásitos).
  • Comensalismo: En esta interacción externa uno de los intervinientes obtiene un beneficio, mientras que el otro no se ve ni perjudicado ni beneficiado.
    • Absoluto: una especie, el comensal, se beneficia de otra, hospedador, al que no aporta ningún beneficio (ejemplo: peces piloto que acompañan a otras especies más grandes alimentándose de los restos que dejan)
    • Relativo: al hospedador se le aporta un beneficio muy pequeño (ejemplo: ciertos pájaros que se posan sobre el lomo de los búfalos y picotean sus piojos, pulgas y garrapatas. Así, las aves se benefician porque se alimentan; mientras los búfalos se liberan de los parásitos)
  • Protocooperación o mimetismo mülleriano: Se produce cuando dos organismos o poblaciones se benefician mutuamente, pero esta condición no es esencial para la vida de ambos (ejemplo: insectos polinizadores o los pájaros que esparcen las semillas).
  • Inquilinismo: Se produce cuando una especie (inquilino) vive junto a otra o dentro de ella utilizándola como refugio (ejemplo: cangrejo ermitaño).

b) Antagónicas: son negativas y perjudiciales ya que el desarrollo de uno de los individuos interfiere en el crecimiento del otro.

  • Antibiosis: la asociación de dos o más organismos resulta perjudicial para uno de ellos sin necesidad de que se beneficien los otros (ejemplo: el hongo Penicillium segrega una sustancia que impide la vida en su entorno de otros microorganismos)
  • Explotación: una especie se beneficia de la relación existente perjudicando a otra (ejemplo: el cuco pone su huevo en el nido de otras aves para que empollen y alimenten a su cría)
    • Parasitismo: los individuos de una especie (parásitos) viven a costa de otra (huésped) perjudicándola pero sin llegar a matarla.
    • Endoparasitismo: si el parásito vive en el interior de los órganos de su huésped (ejemplo: solitarias)
    • Ectoparasitismo: si el parásito es externo (ejemplo: piojos)
  • Depredación: los individuos de una especie (depredadores) cazan a los individuos vivos de la otra (presas) para alimentarse.
  • Competencia: los individuos de diferentes especies compiten por los recursos de un mismo ambiente (alimento, agua, espacio, luz, etc.)

III. El medio ambiente

Puede definirse como todo lo que rodea a un ser vivo y condiciona su forma de vivir. Está formado por factores físicos o abióticos (sin vida) como el agua, la temperatura, la luz, el pH, el suelo, la humedad, el oxígeno y los nutrientes y por factores bióticos (con vida) el resto de los seres vivos sean o no de la misma especie (flora y fauna).

  • Adaptación de los seres vivos a los factores físicos o abióticos
  • Temperatura:
  • Poiquilotermos u organismos ectotérmicos o animales de sangre fría: son aquellos incapaces de regular su temperatura corporal por lo que ésta varía en función de la temperatura ambiental. Su mecanismo de supervivencia consiste en absorber el calor del sol (heliotermia) o del medio/suelo (tigmotermia) para regular así su temperatura. Ejemplo: las lagartijas que acumulan calor de esta forma para luego hibernar cuando bajan las temperaturas y no morir congeladas o algunos peces que pueden ajustar sus ciclos metabólicos en función del medio.
  • Homeotermos u organismos endotérmicos o animales de sangre caliente: disponen de mecanismos para regular su temperatura corporal (ejemplo: aves y mamíferos).
  • Agua:

Son factores decisivos tanto la humedad, contenido de agua en la atmósfera, como la salinidad, concentración en un volumen determinado de agua de sales minerales disueltas.

  1. Humedad: en el entorno vegetal las plantas han desarrollado mecanismos de defensa en función de la zona en la que viven:

-Hidrófilas: adaptadas a climas húmedos. Poseen grandes hojas con muchos poros para absorber agua con gran facilidad.

-Mesófilas: adaptadas a climas intermedios. Necesitan temperatura para desarrollarse así como una humedad de grado medio.

-Xerófilas: adaptadas a climas secos. Si poseen hojas son pequeñas y cortas para evitar la pérdida excesiva de agua, también pueden carecer de ellas o poseer espinas. Algunas de estas plantas son capaces de almacenar agua (ejemplo: cactus)

La humedad se debe al vapor de agua que se encuentra presente en la atmósfera procedente de la evaporación de los mares y océanos, ríos, lagos, etc. La cantidad de vapor de agua que puede absorber el aire depende de su temperatura ya que el aire caliente admite más vapor de agua que el aire frío. Cabría distinguir además entre:

-La humedad absoluta que es la cantidad de vapor de agua que se encuentra por unidad de volumen en el aire de un ambiente. El vapor se expresa en gramos y el volumen de aire en metros kilogramos.

-La humedad relativa que es la que posee una masa de aire en relación a la mayor cantidad de humedad absoluta que podría llegar a contener sin que se produzca ninguna condensación, es decir, conservando la misma temperatura y presión atmosférica. Esta humedad es expresada en porcentajes.

Una forma de medir la humedad atmosférica es mediante el higrómetro.

b) la salinidad: Se expresa en gramos por cada litro de agua siendo la salinidad media de los océanos de 35 gr. ésta varía en función de la intensidad de la evaporación o del aumento en el aporte de agua dulce de los ríos. La acción y efecto de disminuir o aumentar la salinidad se denomina desalinización y salinización.

Los seres capaces de mantener constante su concentración de sales autorregulándose se denominan homeosmóticos y pueden habitar en aguas con diferente salinidad mientras que aquéllos incapaces de autorregularse y que deben vivir en aguas de una determinada salinidad se denominan poquilosmóticos.

  • Luz

Es un factor decisivo para las plantas pues dependen de la energía solar para realizar la fotosíntesis e incide además en los fototropismos que pueden definirse como la respuesta del vegetal frente al estímulo luminoso, lo cual determinará el crecimiento de la planta hacia la fuente de luz o en dirección contraria.

En el mundo animal la adaptación a la luz los divide en:

-Diurnos: realizan sus funciones vitales durante el día.

-Crepusculares: aprovechan el crepúsculo y primeras horas nocturnas.

-Nocturnos: realizan sus funciones vitales en horas nocturnas.

-Oscurícolas: no necesitan luz para vivir

-Bioluminiscentes: los que generan luz (algunos tipos de orugas)

Una de las adaptaciones más importante de los animales a la luz es la visión y relacionada con ella se encuentra la coloración del manto que presentan algunas especies, así será:

-Críptica si trata de confundirse con el medio (pantera)

-Aposemática o de aviso de peligro (serpiente cascabel)

-Mimética imitando a otras especies peligrosas (serpiente falsa coral)

  • Presión

Tiene mayor influencia en la adaptación de los animales que necesitan el agua para vivir, por ello dependiendo de la adaptación a una mayor o menor presión los animales marinos o de agua dulce vivirán a una mayor o menor profundidad.

  1. La presión atmosférica: es la fuerza por unidad de superficie que ejerce un líquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie. Se suele expresar en mm de mercurio (milímetros de mercurio) o torricelli, siendo la presión normal, a nivel del mar de 760 mm de Hg. Este valor equivale también a una atmósfera = 101.325 Pascales = 101.325 Newtons/m² .Cuanto mayor sea la altura de la superficie terrestre respecto al nivel del mar, menor es la presión del aire.

El instrumento que se utiliza normalmente para medir la presión atmosférica es el barómetro.

  1. La presión hidrostática: es la fuerza por unidad de superficie que ejerce el agua y que aumenta a razón de una atmósfera cada 10 metros de profundidad.
  • Suelo

La edafología es la ciencia que estudia la composición y naturaleza del suelo en su relación con las plantas y el entorno que le rodea. El estudio del suelo implica el análisis de su mineralogía, física, química y biología.

  • Estructura

Se llaman horizontes del suelo a una serie de estratos horizontales que se desarrollan en el interior del mismo y que presentan diferentes caracteres de composición, textura, adherencia, etc. El perfil del suelo es la ordenación vertical de todos estos horizontes.

Según la clasificación tradicional, en los suelos completos o evolucionados se distinguen tres horizontes fundamentales que desde la superficie hacia abajo son:

-Horizonte O, o capa superficial del horizonte A: es la parte más superficial del suelo, formado por hojas, ramas y restos vegetales.

-Horizonte A, o zona de lavado vertical: en él enraíza la vegetación herbácea. Su color es generalmente oscuro por la abundancia de materia orgánica descompuesta o humus elaborado. El agua disuelve las sales liberadas por microorganismos y las filtra a la capa “B”

-Horizonte B o zona de precipitado: carece prácticamente de humus, por lo que su color es más claro (pardo o rojo), en él se depositan los materiales arrastrados desde arriba, principalmente, materiales arcillosos, óxidos e hidróxidos metálicos, etc.

-Horizonte C o subsuelo: está constituido por la parte más alta del material rocoso sobre el que se apoya el suelo. Es roca madre alterada.

-Horizonte R, roca madre o material rocoso: es el material rocoso subyacente que no ha sufrido ninguna alteración química o física significativa.

  • Tipos

Los tipos de suelos suelen clasificarse de dos maneras: según su funcionalidad y según las características del suelo.

  1. Tipos de suelo según su funcionalidad:

-Suelos arenosos: son aquéllos que no retienen el agua al poseer poca materia orgánica. No son aptos para la agricultura.

-Suelos calizos: en ellos abundan las sales calcáreas, suelen ser de color blanco y también áridos y secos. No son buenos para la agricultura.

-Suelos humíferos (también llamados tierra negra): son aquellos que poseen gran cantidad de materia orgánica en descomposición y por tanto retienen muy bien el agua. Son muy aptos para cultivar.

-Suelos arcillosos: estos suelos están formados por pequeños granos finos de color amarillo y retienen el agua en charcos. Mezclados con humus (materia inodora orgánica en descomposición que se encuentra en el suelo y procede de restos de vegetales y animales muertos)  pueden resultar aptos para la agricultura.

-Suelos pedregosos: están formados por toda clase de rocas y piedras, al no retener el agua no resultan aptos para cultivar.

-Suelos mixtos: una mezcla del suelo arenoso y del suelo arcilloso.

b) Tipos de suelo según sus características:

-Litosoles: suelo que suele aparecer en afloramientos rocosos y a veces en escarpas, son de poco espesor y con poca vegetación.

-Cambisoles: suelos jóvenes que acumulan arcillas.

-Luvisoles: cuentan con un horizonte resultado de una gran acumulación de arcillas.

-Acrisoles: tienen una acumulación de arcilla menor a los luvisoles.

-Gleysoles: cuentan con gran cantidad de agua en forma permanente o semipermanente.

-Fluvisoles: suelos jóvenes que se han formado debido a la lluvia, suelen tener mucho calcio.

-Rendzina: suelos con muchas materia orgánica ubicados sobre roca caliza.

-Vertisoles: suelo arcilloso de color negro, se localizan en zonas de poca pendiente.

IV. Factores biológicos: población y comunidad

  • Población

Puede definirse como el conjunto de individuos de la misma especie que ocupan un lugar y tiempo determinado y  que además tienen descendencia fértil.

Los parámetros demográficos que se estudian en todas las poblaciones son:

  1. La densidad de población: el número de individuos por unidad de superficie.
  2. La tasa de natalidad: el cociente entre el número de individuos que nacen en una unidad de tiempo dentro de la población y el tamaño de la población.
  3. La tasa mortalidad: el cociente entre el número de individuos que mueren en una unidad de tiempo dentro de la población y su tamaño.
  4. El ritmo de dispersión
    1. Inmigración: es la llegada de organismos de la misma especie a la población. Se mide mediante la tasa de inmigración que es el cociente entre individuos llegados en una unidad de tiempo y el tamaño de la población.
    2. Emigración: es la salida de organismos de la población a otro lugar. Se mide mediante la tasa de emigración que es el cociente entre individuos emigrados en una unidad de tiempo y el tamaño de la población.
  1. Patrones de Crecimiento Poblacional: El crecimiento poblacional es el cambio en el número de individuos que tiene una población a través del tiempo. Por lo tanto, este factor depende directamente de la densidad por unidad de tiempo.

-Si en una población la suma de la natalidad y la tasa de inmigración es superior a la suma de la mortalidad y la tasa de emigración su tamaño aumentará con el tiempo; tendremos una población en expansión y su crecimiento se representará con signo +.

-Si por el contrario la suma de la natalidad y la tasa de inmigración es inferior a la suma de la mortalidad y la tasa de emigración, la población disminuirá con el tiempo; tendremos una población en regresión y su crecimiento se representará con signo -.

-La Esperanza de vida sería la vida media que alcanzan los individuos de una población.

  • Comunidad

También denominada biocenosis es el conjunto de organismos de todas las especies ya sean vegetales (fitocenosis), animales (zoocenosis) o microorganismos (microbiocenosis) que coexisten en un biotopo determinado, es decir, un espacio geográfico definido que ofrece unas condiciones ambientales determinadas (como suelo, agua, atmósfera, etc.) necesarias para su supervivencia.

Para su estudio es necesario analizar tres aspectos fundamentales: composición, estratificación y límites:

  1. Composición de las Comunidades
  • Abundancia: es el número de individuos que presenta una comunidad por unidad de superficie o de volumen (densidad de la población).
  • Diversidad: se refiere a la proporción entre el número de especies presentes en un ecosistema y el número total de individuos de la comunidad.
  • Dominancia: se refiere a la especie, normalmente vegetal, que ejerce una mayor influencia en una comunidad, dicha comunidad por lo general, llevará el nombre de la especie que domina, por ejemplo, un pinar,  comunidad de espinos, etc.
  1. Estratificación

Es la distribución en capas superpuestas, ya sean horizontales o verticales, de las diferentes poblaciones que forman una comunidad. Hay dos grandes grupos:

  • Terrestres:

·Comunidades monoestratificadas, en donde su estratificación vertical es muy pequeña y sólo se permite distinguir un estrato, tal es el caso de las zona rocosas  o desérticas cuyos animales y plantas  (representadas especialmente por líquenes) forman una capa al mismo nivel.

·Comunidades de estratificación vertical en las que la estratificación viene determinada por la vegetación dominante y es el resultado de la competencia por la luz. En ellas se pueden distinguir los siguientes estratos:

-Estrato edáfico, subterráneo o suelo: se divide en subcapas denominadas horizontes del suelo. Predominan las raíces y tubérculos.

-Estrato  criptogámico o muscíneo: está formado por musgos y líquenes que crecen a ras de suelo.

-Estrato herbáceo: formado por hierbas que crecen sobre el suelo hasta una altura aproximada de un metro.

-Estrato arbustivo: lo conforman los arbustos y plantas leñosa de altura aproximada de hasta cinco metros.

-Estrato arbóreo: compuesto por árboles de más de cinco metros de altura

  • Acuáticos

En ellos la estratificación depende de los factores físicos principalmente de la penetración de la luz, la temperatura y la densidad del agua. Comprende tres zonas principales:

-Zona pelágica o fótica (con luz): mar abierto o aguas situadas más allá de la plataforma continental.

-Zona batial o afótica (casi sin luz): hasta unos 2.000 metros de profundidad.

-Zona abisal (oscuridad absoluta): a partir de los 2.000 metros de profundidad.

  1. Límites

No siempre resulta fácil establecer los límites de una comunidad pues salvo en caso de que ocupen biotopos muy concretos y delimitados, como ocurriría por ejemplo en una pequeña charca o bien en una isla, si se tratara de individualizar biocenosis establecidas en biotopos grandes como el océano, unas comunidades interferirían con otras. En dichos casos existirían zonas de transición o intermedias entre dos ecosistemas diferentes que se conocen con el nombre de ecotonos.

V. Ecosistema

El Ecosistema es el conjunto formado por un biotopo y la biocenosis que lo habita.

  • Componentes

-Consumidores primarios: son los organismos herbívoros que se alimentan de las plantas (ejemplos: grandes mamíferos rumiantes, pequeños roedores o incluso insectos que comen plantas).

-Consumidores secundarios: son organismos carnívoros que se alimentan de otros animales (ejemplos: depredadores que cazan consumidores primarios herbívoros o carroñeros).

-Consumidores terciarios: son organismos omnívoros que se alimentan tanto de plantas como de animales (ejemplo: osos).

-Los detritívoros, a veces también llamados saprófagos, descomponedores o detritófagos: son organismos que obtienen su alimentación de detritos o materia orgánica en descomposición. Constituyen una parte importante de los ecosistemas porque contribuyen al reciclado de los nutrientes (ejemplos: bacterias, hongos, lombrices, milpiés o algunos tipos de escarabajo).

No pueden ser considerados detritívoros típicos los organismos carroñeros ni los coprófagos (consumidores de materias fecales). Los que consumen madera, ya sea viva o muerta se denominan xilófagos.

-Los Nutrientes: son una clase de componente abiótico e incluyen los nitratos y fosfatos presentes dentro del suelo o agua de un ecosistema. Las grasas, proteínas, vitaminas y otros elementos también contribuyen al contenido de los mismos.

-Las entradas al ecosistema son: la energía solar, la luz, el agua, el oxígeno, el dióxido de carbono, el Nitrógeno y los elementos compuestos.

-Las salidas del ecosistema son; el calor que produce la respiración, el agua, el oxígeno, el dióxido de carbonos y los nutrientes.

-La fuerza impulsora fundamental del ecosistema es la energía solar.

  • Regiones biogeográficas

Son regiones que se distinguen por sus características biológicas únicas, hay 7 en el mundo:

-Región Neártica (Norteamérica)

-Región Antártica (Antártida)

-Región Neotropical (México, Caribe y Sudamérica)

-Región Paleártica (Europa y Norte de Asia)

-Región Oriental (India, China, Indonesia, Filipinas e Indochina)

-Región Etiópica (África)

-Región Australiana (Oceanía)

  • Tipos

Los ecosistemas pueden clasificarse en dos grandes grupos según el medio en el que se desenvuelven:

    • Terrestres
    • Tundra

Es un bioma que se caracteriza por su terreno abierto y llano de clima muy frío, subsuelo helado, falta de vegetación arbórea lo cual se debe a la poca heliofanía (cantidad de brillo del sol) y al estrés del frío glacial; los suelos, que están cubiertos de musgos y líquenes que no sobrepasan los 10 cm, son pedregosos y pantanosos, con turberas en muchos sitios.

Se pueden distinguir tres tipos de tundra: alpina, ártica y antártica; la alpina se encuentra en zonas montañosas, mientras que la ártica se encuentra en zonas más bajas donde se forman charcos, y es en ella donde hay mayor presencia de vegetación; por último, la antártica, que cuenta con mucha menos biodiversidad que las dos anteriores.

-Fauna característica: existen herbívoros, como el caribú (o reno), el buey almizclero, la liebre ártica, la cabra nival y el lemming, y carnívoros, como el oso polar, el lobo, el halcón gerifalte, zorro ártico, el oso kodiak, las focas, los lobos de mar y el búho nival. Los salmones son, en gran medida, la base de la red trófica para la fauna de este bioma, abundan además los insectos ápteros y acuáticos. Entre los animales de montaña destacan: el rebeco blanco, el muflón de las Rocosas, la liebre silbadora, la marmota, la perdiz nival, las mariposas, escarabajos y saltamontes.

    • Taiga (para algunos autores también denominada bosque boreal)

Es un bioma caracterizado por sus formaciones boscosas de coníferas, de subsuelo helado, está dominada por coníferas que superan los 40 m, de copa piramidal y hoja perenne, destacando los alerces, abetos, píceas y pinos. La taiga del norte es el bosque con menor biodiversidad, con dosel abierto y subsuelo donde predominan los líquenes. La taiga del sur es un bosque mixto que alterna las coníferas con árboles caducifolios como el arce, el olmo y el roble, tiene dosel cerrado, el suelo cubierto de musgos y en los claros se encuentran arbustos, flores y variadas hierbas.

-Fauna característica: lobo, marta, cárabo lapón, lince boreal, oso polar y oso pardo y animales que se alimentan de los frutos del bosque: ardillas piquituertos y urogallos.

    • Estepa

Es un bioma que consiste en un territorio llano de vegetación herbácea, propio de climas extremos y escasas precipitaciones. También se asocia a un desierto frío. Predominan las hierbas bajas y matorrales. El suelo contiene muchos minerales y poca materia orgánica, existiendo zonas con un alto contenido en óxido de hierro, lo que otorga una tonalidad rojiza a la tierra.

-Fauna característica: el sisón, la abutarda, la ortega, la ganga, la calandria y la alondra de Dupont y mamíferos como el lobo y el zorro.

    • Bosque

Es un ecosistema donde la vegetación predominante la constituyen los árboles y matas. Ocupa una gran extensión de tierra y tanto el clima, como el suelo y la tipografía de la región determinan los árboles característicos del mismo y su vegetación.

    • Caducifolio

Es un tipo de bosque templado que puede encontrarse en la zona este y oeste de Estados Unidos, así como en Canadá, Europa, China, Japón, Corea y Rusia europea. Este tipo de bosque se compone de árboles caducifolios que pierden sus hojas todos los años debido a la temporada invernal fría y seca y se renuevan para la temporada cálida y lluviosa propia del clima continental húmedo, como es el caso de los bosques de robles, arces, hayas y olmos. Forma parte del bioma denominado bosque templado de frondosas.

    • Monzónicos de hoja caduca

A esta clase pertenecen bosques de India, Sudeste de Asia, Centroamérica, México y Amazonas, se encuentran en climas tropicales húmedos con una estación seca prolongada, durante la cual algunos árboles pierden el follaje (según la duración y severidad de la sequía). Las temporadas de lluvia y sequía son aproximadamente iguales y estos bosques se componen principalmente de árboles como la teca, eucalipto, roble, variedades de bambú y palmera.

    • Sabana tropical

Son praderas tropicales con una pequeña cantidad de árboles y arbustos espinosos dispersos en espacios abiertos. Se extiende por áreas extensas de América del Sur, África, India, Sudeste Asiático y Australia Septentrional. Acusa una marcada diferencia entre las estaciones seca y húmeda.  Su vegetación está compuesta por hierba baja y arbustos, árboles de hoja caduca y especies adaptadas a la sequía mientras que la fauna la componen grandes mamíferos herbívoros como jirafas, cebras, elefantes etc, y carnívoros como guepardos, leopardos o leones.

    • Pluvisilva ecuatorial

Bosque tropical o ecuatorial, caracterizado por las lluvias constantes y las temperaturas cálidas cuyas mayores extensiones se encuentran en América Central y del Sur (cuencas del Amazonas y del Orinoco), África (cuenca del Congo y países costeros del golfo de Guinea), Sudeste de Asia (Indonesia) y algunas áreas de Oceanía.

No existen épocas de reposo vegetativo, la temperatura es siempre alta y la vegetación crece continuamente logrando un enorme desarrollo. Los árboles crecen mucho en altura buscando los rayos de sol desarrollando así unos troncos extraordinariamente largos y rectilíneos. La vegetación es profusa y el bosque está en continuo crecimiento. Las especies de árboles son muy numerosas y forman estratos a distintas alturas. En este ecosistema hay más especies de plantas y animales que en el conjunto de los restantes ecosistemas del mundo. Además de los árboles abundan las enredaderas leñosas o lianas y los epifitos (orquídeas, musgos y bromeliáceas). Se pueden distinguir seis niveles distintos de hábitats, desde el suelo hasta las copas de los árboles y la fauna está compuesta por anfibios, animales arborícolas y trepadores.

    • templados y subtropicales de hoja perenne

Se localizan principalmente a lo largo de la costa de América del Norte y en las regiones subtropicales de Asia Oriental e islas del Caribe, poseen un clima marítimo templado y su humedad constante evita periodos de sequía que provoquen la caída de las hojas. Son característicos de este clima: los robles, magnolios, palmera y bromeliáceas.

    • mediterráneo o durisilva

Es un bioma de bosques y matorrales que se desarrolla en regiones con clima mediterráneo, caracterizado por inviernos templados, veranos secos y otoños y primaveras con abundantes precipitaciones, además de frecuentes incendios forestales a los cuales la vegetación está adaptada.

La vegetación típica es esclerófila y xerófila, ya que tiene que soportar la aridez estival. La especie dominante es la encina aunque también están presentes otras especies como el roble, el alcornoque y algunas coníferas como los cipreses y los pinos. El sotobosque es leñoso, espinoso y aromático, con especies como el lentisco, el aladierno, numerosas lianas como la zarzaparrilla así como romero y tomillo. Su fauna está compuesta por: jabalíes, ciervos, reptiles, conejos, lince ibérico y multitud de aves migratorias.

    • bajo tropical

Se caracteriza por sus escasas precipitaciones y por rodear a bosques más húmedos. Fundamentalmente compuesto de arbustos como los “cerrados” de Brasil, “chaparrales” de California y los “maquis” de la cuenca del Mediterráneo también se dan especies arbóreas como las encinas, almendros y algarrobos. La fauna está compuesta por roedores, herbívoros y aves.

    • Pradera

Se extienden por América del Norte y del Sur, África del Sur, Eurasia Central y Australia. El clima es húmedo, semiárido, con veranos cálidos e inviernos fríos. Existen dos estaciones: la de crecimiento y la de latencia. En la primera no hay heladas y la vegetación puede crecer, mientras que en la segunda no crece ningún tipo de vegetación ya que el clima es extremadamente frío.

En las praderas ubicadas en el hemisferio sur, la vegetación es más densa ya que tienen más precipitaciones que las del norte. Su flora la componen: las gramíneas, el juncal, girasol, trébol e índigos silvestres, entre otros y carece de árboles. La fauna varía según la región geográfica pero albergan: armadillos, zorros, perritos de las praderas, ratones, halcones, serpientes, insectos, lechuzas, ganado bovino y ovino y gran cantidad de aves. Muchas de estas extensiones sobre todo en las regiones templadas del hemisferio norte han sido utilizadas para cultivar (heno, pastos, maíz, trigo).

    • Desierto

Es un bioma que tiene pocas precipitaciones y dependiendo del tipo de desierto puede albergar vida abundante o no. La vegetación se adapta a la poca humedad (matorral xerófilo) y la fauna usualmente se esconde durante el día. Conforman la zona más extensa de la superficie terrestre con más de 50 millones de kilómetros cuadrados y ocupan casi un tercio de ésta.

La fauna de los desiertos es escasa y poco variada. Incluye reptiles, como las serpientes y lagartos; insectos, como escarabajos y hormigas del género Cataglyphis; arácnidos, como los escorpiones; aves rapaces, buitres, y mamíferos, como ratones, zorros, chacales, camellos y dromedarios. La flora del clima desértico también es escasa, baja y dispersa caracterizándose por dejar extensas superficies sin cubrir que están ocupadas por arena, piedras o rocas.

    • Acuáticos
      • Marinos o de agua salada
    • zona nerítica: comprende el estrato de agua poco profundo (hasta los 200 m) y bien iluminado que se encuentra encima de la plataforma continental.

Es una zona considerada de buena fotosíntesis, pues recibe abundante luz solar, de baja presión atmosférica y de temperatura estable. Forma parte de ella la zona bentónica del litoral habitada por el bentos, seres vivos que se fijan a los fondos o que se deslizan sobre ellos. Entre las especies bentónicas están las esponjas, corales, vermes o gusanos marinos, el erizo rojo y también holoturias o pepinos de mar, así como peces adaptados a rastrear fondos.

    • zona pelágica: se sitúa entre los 200 y los 2.000 m y comprende la columna de agua del océano que no está sobre la plataforma continental, es decir, mar abierto.

-En su superficie o zona epipelágica se encuentran especies animales y vegetales que forman el plancton así como el necton, es decir, organismos que nadan activamente y tienen forma hidrodinámica como tiburones, atunes o ballenas.

-Entre los 200 y los 1000 m está la zona mesopelágica a la que llega una luz muy débil.

-Por debajo de ella se encuentra la zona batipelágica, en oscuridad permanente.

Tanto en las zonas mesopelágica como batipelágica se pueden encontrar animales propios de la zona epipelágica que descienden en busca de alimento.

    • zona abisal: se sitúa a partir de los 2.000 m y llega hasta los 11.000 (a partir de los 6.000 m recibe la denominación de zona hadal). Esta región se caracteriza por un ambiente frío (2ºC a partir de los 1.000 m), presión hidrostática extremadamente elevada (a partir de los 1.000 m la presión aumenta constantemente a razón de una atmósfera cada 10 m de profundidad), escasez de nutrientes y ausencia total de luz.

Esta zona ocupa más del 70 % del área total de los océanos. La fauna abisal está formada por peces extraños con apariencia monstruosa, mandíbulas desproporcionadas, ojos atrofiados o dientes gigantes. Entre la fauna de invertebrados encontramos la presencia del fenómeno del gigantismo abisal, como por ejemplo arañas de mar de más de 1,50 m. Ejemplos de fauna abisal: Gusano tubícola, Pulpo luminoso, pulpo dumbo, calamares de cristal o cránquidos, Pez caracol o Careproctus longifilis, Pez balón o Himantolophus paucifilosus, Pez dragón o Stomias boa, Demonio del mar o Caulophryne jordani y el pez Hacha Abisal o fantasma de los océanos -Argyropelecus gigas-

    • De agua dulce
      • hábitats lóticos: de agua corriente (incluyen todas las partes del curso de los ríos)
      • hábitats lénticos: de aguas estancadas o que no fluye (lagunas, lagos y pantanos). Estos ambientes cambian con el tiempo, disminuyendo su profundidad y aumentando su vegetación hasta la desaparición total del cuerpo de agua. Por lo general, tienen poca profundidad y menor variación de la temperatura. En ellos se distinguen tres zonas:
        • Litoral: zona de aguas poco profundas próxima a la orilla con vegetación sumergida, flotante y emergente que proporciona alimento y cobijo a una abundante fauna: escarabajos, protozoos, peces, topillos de aguas o pequeños crustáceos.
        • Limnética o pelágica: zona de aguas abiertas superficiales que recibe luz suficiente para que pueda producirse la fotosíntesis. En ella habitan la mayor parte de los peces ya que es una zona rica en alimentos (plancton y zooplancton).
        • Profunda: en ella la luz no llega con la intensidad suficiente para que pueda desarrollarse la fotosíntesis. La vida se ve condicionada por la temperatura y la cantidad de oxígeno disuelto. Habitan en esta zona larvas de quironómido, protozoos y en lagos fríos con oxígeno abundante, plancton y truchas.

VI. Equilibrio ecológico

El equilibrio ecológico en un ecosistema se produce cuando la interacción entre los miembros de la comunidad (seres vivos) y su hábitat se encuentra compensado, lo cual favorece su lenta pero constante evolución.

Esta teoría propone que los sistemas ecológicos estén en un equilibrio estable (homeostasis).

La homeostasis (del griego homos, ‘similar’ y stasis ‘estado’, ‘estabilidad’) es una propiedad de los organismos vivos que consiste en su capacidad de mantener una condición interna estable compensando los cambios en su entorno mediante el intercambio regulado de materia y energía con el exterior (metabolismo).

Los indicadores de que en un ecosistema existe equilibrio ecológico son:

  1. Las condiciones del medio son estables (no cambian bruscamente).
  2. El número de individuos de las distintas especies que lo conforman se mantiene constante (control de la población).
  3. Ausencia de factores que atentan directamente contra los seres vivos o el medio (contaminación, intervención del hombre etc.)

-En un ecosistema hay equilibrio ecológico cuando el balance neto de sales minerales, agua y CO2, es decir, las cantidades de estas sustancias que entran y salen del ecosistema; son similares.

-En términos energéticos, se produce cuando existe un balance en la distribución de la energía solar en el ecosistema entre las pérdidas por respiración y las ganancias por fotosíntesis que produce compuestos orgánicos ricos en energía, que sirven de alimento a los estratos consumidores del ecosistema (hervíboros en una primera instancia y carnívoros después).

-En los ecosistemas naturales también se manifiesta en la relación directa entre las poblaciones de depredadores y presas, así si las segundas se reducen, obligatoriamente tendrá que reducirse la población de los carnívoros que se alimentan de ellas.

Causas que provocan el desequilibrio ecológico:

  • Artificiales
    • Deforestación: supone la extinción de las plantas forestales de un terreno. Suele ser provocada por el hombre mediante la quema o tala masiva de la superficie forestal y auspiciada por industrias de distinta índole: maderera, papelera, constructoras etc.
    • Contaminación: consiste en la alteración nociva de la pureza o las condiciones normales de una cosa o un medio por agentes químicos o físicos.
    • Caza indiscriminada que suele conllevar la esquilmación de especies.
  • Naturales
    • Cambio climático: cambio estable y duradero en la distribución de los patrones de clima en un periodo de tiempo concreto (acentuado por la acción humana).
    • Calentamiento global: aumento progresivo de la temperatura en la superficie terrestre que puede ser provocado, entre otras causas, por la emisión de gases de efecto invernadero (acentuado por la acción humana). Desde el año 1850 se ha producido un aumento medio en la temperatura de la Tierra de 1ºC, la previsión de aumento para mediados del s.XXI es de entre 2 y 6º.
    • Efecto invernadero: fenómeno por el cual ciertos gases retienen parte de la energía emitida por el suelo tras haber sido calentado por la radiación solar. Ello implica que se produzca más calor al no poder disiparse en el espacio (acentuado en las últimas décadas por la acción humana).

VII. Agresiones al medio ambiente: la contaminación

  • Tipos de contaminación

Según el profesor Derek Elsom, la contaminación pueden clasificarse según sea: atmosférica, hídrica, del suelo, u otros tipos:

    • Atmosférica

Es la liberación de sustancias químicas y partículas en la atmósfera alterando su composición creando un riesgo para la salud de los seres vivos.

Los gases contaminantes del aire más comunes son:

-Monóxido de carbono (CO): no se produce de manera natural en la atmósfera, es el producto de una mala combustión por falta de oxígeno en calentadores, estufas, chimeneas u hornos y el gas generado por muchos motores de gasolina (de ahí el impacto del uso de combustibles fósiles en el medio ambiente).

-Dióxido de azufre (SO₂): es el principal causante de la lluvia ácida ya que en la atmósfera es transformado en ácido sulfúrico. Esta lluvia provoca la corrosión de los metales así como la erosión y contaminación de la vegetación, el agua y el suelo. Es liberado en muchos procesos de combustión ya que los combustibles como el carbón, el petróleo, el diésel o el gas natural contienen ciertas cantidades de compuestos azufrados. Está ligado al uso de combustibles fósiles y presente en los procesos metalúrgicos

-Clorofluorocarbonos (CFC): son una familia de gases que se emplean principalmente en la industria de la refrigeración y de aerosoles además de estar presentes en aislantes térmicos. Se caracterizan porque permanecen largo tiempo en la atmósfera (50 a 100 años) alcanzando la estratosfera, donde se disocian por acción de la radiación ultravioleta, liberando el cloro y dando comienzo al proceso de destrucción de la capa ozono.

La disminución de la capa de ozono supone  un aumento de los niveles de radiación ultravioleta sometiendo a los seres vivos a una sobreexposición, que en el caso de los seres humanos provoca cáncer de piel, cataratas, ceguera o reducir la respuesta del sistema inmunitario, entre otras. En el caso de las plantas interfiere en el proceso de la fotosíntesis y en los océanos afecta al crecimiento del fitoplancton.

-Óxidos de nitrógeno (NO, N₂O): son liberados al aire desde el escape de vehículos motorizados (sobre todo diésel y de mezcla pobre), de la combustión del carbón, petróleo o gas natural, y durante procesos tales como la soldadura por arco, galvanoplastia, grabado de metales y detonación de dinamita. También son producidos comercialmente al hacer reaccionar el ácido nítrico con metales o con celulosa.

Una vez liberados al aire por las combustiones forman, a través de reacciones fotoquímicas, contaminantes secundarios, por ejemplo el PAN (nitrato de peroxiacetilo) o el smog (niebla tipo Los Ángeles) típica de las zonas con gran concentración de vehículos de motor.

    • Contaminación hídrica

Se da por la liberación de residuos y contaminantes (incluidos derrames o descargas de aguas residuales o basura) en ríos, mares o lagos directamente o por su vertido en ríos que desembocan en lagos o mares penetrando en aguas subterráneas y contaminándolas también a su paso. También se produce por la liberación descontrolada de CO2 que trae consigo la acidificación de los océanos.

En el caso de los océanos, se traduce en la deforestación, los vertidos químicos industriales, fertilizantes y pesticidas, vertidos de petróleo, aguas residuales, plásticos y la sobrexplotación pesquera.

    • Contaminación del suelo

Ocurre cuando productos químicos son liberados por un derrame o filtraciones sobre y bajo la tierra. Entre los contaminantes del suelo más significativos se encuentran los hidrocarburos como el petróleo y sus derivados, los metales pesados frecuentes en baterías, el Metil tert-butil éter (MTBE), los herbicidas y plaguicidas generalmente rociados a los cultivos industriales y monocultivos y organoclorados producidos por la industria.

    • Otros tipos de contaminación
    • Basura y residuos, fruto de las grandes aglomeraciones de población en las ciudades industrializadas que además de en los vertederos termina en el mar, contaminando el aire y el subsuelo.
    • Desechos electrónicos o basura tecnológica debido a la gran cantidad de metales contaminantes que contienen: mercurio, plomo, cadmio, cromo, selenio o arsénico.
    • Contaminación radiactiva provocada por fugas de plantas nucleares y por la manufactura y uso materiales radioactivos.
    • Contaminación electromagnética producida por las radiaciones del espectro electromagnético generadas por equipos electrónicos, torres de alta tensión, transformadores y las antenas de telefonía móvil, entre otras, que puede producir peligros de tres tipos:
      • Peligros eléctricos
      • Peligros de incendio en el caso de una fuente de muy alta radiación electromagnética.
      • Peligros biológicos (quemaduras y pendiente de estudios sólidos que lo demuestren: migrañas o cáncer)
    • Contaminación acústica
    • Contaminación térmica (aumento de la temperatura de los océanos)
    • Contaminación lumínica
  • Legislación
    • Europea
      • Avances en la protección del medio ambiente de los Tratados Constitutivos

Acta Única Europea de 17 de febrero de 1986, incorporó al Tratado CEE un nuevo Título VII sobre Medio Ambiente, compuesto por los artículos 130 R, 130 S y 130 Te incluyó un nuevo artículo 100 A, que permitía la adopción de disposiciones comunitarias para la armonización de las legislaciones nacionales en materia de protección del medio ambiente.

El Tratado de Maastricht de 7 de febrero de 1992, denominado Tratado de la Unión Europea, institucionalizó definitivamente la política comunitaria del medio ambiente. Se instituyó el respeto del medio ambiente como objetivo comunitario.

El Tratado de Ámsterdam de 2 de octubre 1997 unificó los procedimientos de adopción de decisiones en los distintos ámbitos de actuación en materia ambiental (Artículo 175 del TCE).

    • Legislación específica

La normativa de la Unión Europea relativa al medio ambiente se caracteriza hoy tanto por su volumen como por su variedad. El acto normativo más utilizado en el sector ambiental es la directiva, aunque también se han adoptado algunos reglamentos, decisiones y recomendaciones

    • Agencia Europea de Medio Ambiente

http://www.eea.europa.eu/es/publications/la-agencia-europea-de-medio

    • Española
  • Art. 45 CE “1. Todos tienen el derecho a disfrutar de un medio ambiente adecuado para el desarrollo de la persona, así como el deber de conservarlo.

2. Los poderes públicos velarán por la utilización racional de todos los recursos naturales, con el fin de proteger y mejorar la calidad de la vida y defender y restaurar el medio ambiente, apoyándose en la indispensable solidaridad colectiva.

3. Para quienes violen lo dispuesto en el apartado anterior, en los términos que la ley fije se establecerán sanciones penales o, en su caso, administrativas, así como la obligación de reparar el daño causado”.

  • Art. 148 apartados 3º, 8º, 9º, 11º y 16º “1. Las Comunidades Autónomas podrán asumir competencias en las siguientes materias:

3º- Ordenación del territorio, urbanismo y vivienda.

8º- Los montes y aprovechamientos forestales.

9º- La gestión en materia de protección del medio ambiente.

11º- La pesca en aguas interiores, el marisqueo y la acuicultura, la caza y la pesca fluvial.

16º- Patrimonio monumental de interés de la Comunidad Autónoma.

  • Ley 42/2007, de 13 de diciembre, del Patrimonio Natural y de la Biodiversidad, modificada por la Ley 33/2015, de 21 de septiembre.

http://www.boe.es/diario_boe/txt.php?id=BOE-A-2007-21490

  • Ley 8/2003, de 28 de octubre, de la flora y la fauna silvestres, modificada por la Ley 3/2010, 21 mayo.

http://boe.es/buscar/doc.php?id=BOE-A-2003-21941

  • Ley 31/2003, de 27 de octubre, de conservación de la fauna silvestre en los parques zoológicos.

http://www.boe.es/buscar/doc.php?id=BOE-A-2003-19800

  • Ley Orgánica 10/1995, de 23 de noviembre, del Código Penal, modificada por la la L.O. 15/2003, de 25 de noviembre, la L.O. 5/2010, de 22 de junio y la L.O. 1/2015, de 30 de marzo.

http://www.boe.es/buscar/act.php?id=BOE-A-1995-25444

  • LIBRO II. Delitos y sus penas

-TÍTULO XVI.  De los delitos relativos a la ordenación del territorio y el urbanismo, la protección del patrimonio histórico y el medio ambiente.

*CAPÍTULO PRIMERO. De los delitos sobre la ordenación del territorio y el urbanismo (arts. 319 y 320)

*CAPÍTULO II. De los delitos sobre el patrimonio histórico (arts. 321 a 324)

*CAPÍTULO III. De los delitos contra los recursos naturales y el medio ambiente (arts. 325 a 331) *CAPÍTULO IV. De los delitos relativos a la protección de la flora, fauna y animales domésticos (arts. 332 a 337 bis) *CAPÍTULO V. Disposiciones comunes (arts. 338 a 340)

  • Real Decreto 139/2011, de 4 de febrero, para el desarrollo del Listado de Especies Silvestres en Régimen de Protección Especial y del Catálogo Español de Especies Amenazadas.

https://www.boe.es/diario_boe/txt.php?id=BOE-A-2011-3582

  • Ley 3/1995, de 23 de marzo, de Vías Pecuarias.

http://boe.es/buscar/doc.php?id=BOE-A-1995-7241

  • Ley 42/2007, de 13 de diciembre, del Patrimonio Natural y de la Biodiversidad, modificada por la Ley 33/2015, de 21 de septiembre.

http://boe.es/buscar/doc.php?id=BOE-A-2007-21490

Por su importancia nos remitimos a su estudio íntegro. Se debe prestar especial atención a los artículos siguientes:

Artículo 28 – Definición de espacios naturales protegidos Artículo 29 – Contenido de las normas reguladoras de los espacios protegidos Artículo 30 – Clasificación de los espacios naturales protegidos Artículo 31- Los Parques Artículo 32 – Las Reservas Naturales Artículo 33 – Áreas Marinas Protegidas Artículo 34 – Los Monumentos Naturales Artículo 35 – Los Paisajes Protegidos Artículo 36 – Requisitos para la declaración de los Parques y las Reservas Naturales Artículo 42 – Red Natura 2000

Artículo 50 – Áreas protegidas por instrumentos internacionales Título III. Conservación de la biodiversidad

Título IV. Uso sostenible del patrimonio natural y de la biodiversidad

Título VI. De las infracciones y sanciones

VIII. Residuos

  • Ley 22/2011, de 28 de Julio de Residuos y Suelos Contaminados, modificada por la Ley 33/2015, de 21 de septiembre, a la cual nos remitimos para su estudio íntegro.

http://boe.es/buscar/doc.php?id=BOE-A-2011-13046

  • Real Decreto 556/2011, de 20 de abril, para el desarrollo del Inventario Español del Patrimonio Natural y la Biodiversidad.

http://www.boe.es/diario_boe/txt.php?id=BOE-A-2011-8228

IX. Glosario de términos:

1. Amenaza para la biodiversidad: factor o conjunto de factores bióticos y abióticos que inciden negativamente en el estado de conservación de una o de varias especies.

2. Área crítica para una especie: aquellos sectores incluidos en el área de distribución que contengan hábitat esenciales para la conservación favorable de la especie o que por su situación estratégica para la misma requieran su adecuado mantenimiento.

3. Áreas de montaña: territorios continuos y extensos, con altimetría elevada y sostenida respecto a los territorios circundantes, cuyas características físicas causan la aparición de gradientes ecológicos que condicionan la organización de los ecosistemas y afectan a los seres vivos y a las sociedades humanas que en ellas se desarrollan.

4. Biodiversidad o diversidad biológica: variabilidad de los organismos vivos de cualquier fuente, incluidos entre otras cosas, los ecosistemas terrestres y marinos y otros ecosistemas acuáticos y los complejos ecológicos de los que forman parte; comprende la diversidad dentro de cada especie, entre las especies y de los ecosistemas.

5. Bioma: también llamado paisaje bioclimático o áreas bióticas (y que no debe confundirse con una ecozona o una ecorregión), es una determinada parte del planeta que comparte el clima, flora y fauna. Un bioma es el conjunto de ecosistemas característicos de una zona biogeográfica que está definido a partir de su vegetación y de las especies animales que predominan.

6. Biosfera: espacio dentro del cual se desarrolla la vida, es el ecosistema global. Abarca desde unos 10 km de altitud en la atmósfera hasta la más profunda fosa marina y sus divisiones se denominan regiones biogeográficas o ecozonas.

7. Conservación in situ: conservación de los ecosistemas y los hábitat naturales y seminaturales mediante el mantenimiento y recuperación de poblaciones viables de especies silvestres en sus entornos

8. Conservación ex situ: conservación de componentes de la diversidad biológica fuera de sus hábitat naturales.

9. Corredor ecológico: territorio, de extensión y configuración variables, que, debido a su disposición y a su estado de conservación, conecta funcionalmente espacios naturales de singular relevancia para la flora o la fauna silvestres, separados entre sí, permitiendo, entre otros procesos ecológicos, el intercambio genético entre poblaciones de especies silvestres o la migración de especímenes de esas especies.

10. Custodia del territorio: conjunto de estrategias o técnicas jurídicas a través de las cuales se implican a los propietarios y usuarios del territorio en la conservación y uso de los valores y los recursos naturales, culturales y paisajísticos.

11. Diversidad: atributo de una comunidad que posee dos características: riquieza de especies y heterogeneidad.

12. Ecosistema: complejo dinámico de comunidades vegetales, animales y de microorganismos y su medio no viviente que interactúan como una unidad funcional.

13. Ecozonas: Las ecozonas representan grandes extensiones de la superficie terrestre donde las plantas y los animales se desarrollaron en relativo aislamiento durante largos períodos y estuvieron separados unos de otros físicamente por elementos geográficos tales como océanos, desiertos o cordilleras, que formaron barreras a la migración de plantas y animales

14. Entidad de custodia del territorio: organización pública o privada, sin ánimo de lucro, que lleva a cabo iniciativas que incluyan la realización de acuerdos de custodia del territorio para la conservación del patrimonio natural y la biodiversidad.

Especie amenazada: se refiere a las especies cuya supervivencia es poco probable si los factores causales de su actual situación siguen actuando o las especies cuyas poblaciones corren el riesgo de encontrarse en una situación de supervivencia poco probable en un futuro inmediato si los factores adversos que actúan sobre ellas no son corregidos. Por cumplir dichas condiciones las especies, subespecies o poblaciones podrían ser incorporadas al Catálogo.

15. Especie autóctona: la existente dentro de su área de distribución natural.

16. Especie exótica invasora: la que se introduce o establece en un ecosistema o hábitat natural o seminatural y que es un agente de cambio y amenaza para la diversidad biológica nativa, ya sea por su comportamiento invasor, o por el riesgo de contaminación genética.

17. Especie extinguida o taxón extinguido: especie o taxón autóctono desaparecido en el pasado de su área de distribución natural.

18. Especie silvestre en régimen de protección especial: especie merecedora de una atención y protección particular en función de su valor científico, ecológico y cultural, singularidad, rareza, o grado de amenaza, argumentado y justificado científicamente; así como aquella que figure como protegida en los anexos de las directivas y los convenios internacionales ratificados por España, y que por cumplir estas condiciones sean incorporadas al Listado.

19. Estado de conservación de un hábitat: situación derivada del conjunto de las influencias que actúan sobre el hábitat natural o seminatural de que se trate y sobre las especies típicas asentadas en el mismo y que pueden afectar a largo plazo a su distribución natural, su estructura y funciones, así como a la supervivencia de sus especies típicas en el territorio.

20. Estado de conservación favorable de un hábitat natural: cuando su área de distribución natural es estable o se amplía; la estructura y funciones específicas necesarias para su mantenimiento a largo plazo existen y pueden seguir existiendo en un futuro previsible; y el estado de conservación de sus especies es favorable.

21. Estado de conservación de una especie: situación o estatus de dicha especie, definido por el conjunto de factores o procesos que actúan sobre la misma y que pueden afectar a medio y largo plazo a la distribución y tamaño de sus poblaciones en el ámbito geográfico español.

22. Estado de conservación favorable de una especie: cuando su dinámica poblacional indica que sigue y puede seguir constituyendo a largo plazo un elemento vital de los hábitats a los que pertenece; el área de distribución natural no se está reduciendo ni haya amenazas de reducción en un futuro previsible; existe y probablemente siga existiendo un hábitat de extensión suficiente para mantener sus poblaciones a largo plazo.

23. Estado de conservación desfavorable de una especie: cuando no se cumpla alguna de las condiciones enunciadas en la anterior definición.

24. Geodiversidad o diversidad geológica: variedad de elementos geológicos, incluidos rocas, minerales, fósiles, suelos, formas del relieve, formaciones y unidades geológicas y paisajes que son el producto y registro de la evolución de la Tierra.

25. Geoparques o parques geológicos: territorios delimitados que presentan formas geológicas únicas, de especial importancia científica, singularidad o belleza y que son representativos de la historia evolutiva geológica y de los eventos y procesos que las han formado. También lugares que destacan por sus valores arqueológicos, ecológicos o culturales relacionados con la gea.

26. Hábitat de una especie: medio definido por factores abióticos y bióticos específicos donde vive la especie en una de las fases de su ciclo biológico.

27. Hábitats naturales: zonas terrestres o acuáticas diferenciadas por sus características geográficas, abióticas y bióticas, tanto si son enteramente naturales como seminaturales.

28. Instrumentos de gestión: bajo esta denominación se incluye cualquier técnica de gestión de un espacio natural y de sus usos, que haya sido sometido a un proceso de información pública, haya sido objeto de una aprobación formal y haya sido publicado.

29. Jardín botánico: institución (pública, privada o mixta) o instalación de conservación ex situ, que exhibe colecciones científicas de plantas vivas, mantenidas, cultivadas y propagadas para el logro simultáneo de objetivos de estudio, divulgación, enseñanza y conservación de la diversidad vegetal.

30. Material genético: todo material de origen vegetal, fúngico, animal, microbiano o de otro tipo que contenga unidades funcionales de la herencia.

31. Medidas compensatorias: son medidas específicas incluidas en un plan o proyecto, que tienen por objeto compensar, lo más exactamente posible, su impacto negativo sobre la especie o el hábitat afectado.

32. Medio marino: aguas marinas sometidas a soberanía o jurisdicción española, y su lecho, subsuelo y recursos naturales.

33. Nicho ecológico: término más amplio que el anterior que describe la posición relacional de una especie o población en un ecosistema, es decir, la función que desempeña cierto individuo dentro de una comunidad. El concepto formal de nicho incluye todos los factores bióticos, abióticos y antrópicos con los que el organismo se relaciona. Para los ecólogos “nicho” resume el conjunto de condiciones (factores y recursos) que influyen en la supervivencia, crecimiento y reproducción de una especie.

34. Nicho trófico: conjunto de condiciones que permiten la alimentación de una especie.

35. Nicho espacial: conjuntos de condiciones del lugar donde vive una especie.

36. Objetivo de conservación de un lugar: niveles poblacionales de las diferentes especies así como superficie y calidad de los hábitats que debe tener un espacio para alcanzar un estado de conservación favorable.

37. Paisaje: cualquier parte del territorio cuyo carácter sea el resultado de la acción y la interacción de factores naturales y/o humanos, tal como la percibe la población.

38. Patrimonio Geológico: conjunto de recursos naturales geológicos de valor científico, cultural y/o educativo, ya sean formaciones y estructuras geológicas, formas del terreno, minerales, rocas, meteoritos, fósiles, suelos y otras manifestaciones geológicas que permiten conocer, estudiar e interpretar: a) el origen y evolución de la Tierra, b) los procesos que la han modelado, c) los climas y paisajes del pasado y presente y d) el origen y evolución de la vida

39. Patrimonio Natural: conjunto de bienes y recursos de la naturaleza fuente de diversidad biológica y geológica, que tienen un valor relevante medioambiental, paisajístico, científico o cultural.

40. Recursos biológicos: los recursos genéticos, los organismos o partes de ellos, las poblaciones, o cualquier otro tipo del componente biótico de los ecosistemas de valor o utilidad real o potencial para la humanidad.

41. Recursos genéticos: material genético de valor real o potencial.

42. Recursos naturales: todo componente de la naturaleza, susceptible de ser aprovechado por el ser humano para la satisfacción de sus necesidades y que tenga un valor actual o potencial, tales como: el paisaje natural, las aguas, superficiales y subterráneas; el suelo, subsuelo y las tierras por su capacidad de uso mayor: agrícolas, pecuarias, forestales, cinegética y de protección; la biodiversidad; la geodiversidad; los recursos genéticos, y los ecosistemas que dan soporte a la vida; los hidrocarburos; los recursos hidroenergéticos, eólicos, solares, geotérmicos y similares; la atmósfera y el espectro radioeléctrico, los minerales, las rocas y otros recursos geológicos renovables y no renovables.

43. Reintroducción: proceso que trata de establecer una especie en un área en la que se ha extinguido.

44. Reservas de Biosfera: territorios declarados como tales en el seno del Programa MaB, de la UNESCO, al que está adherido el Reino de España, de gestión integrada, participativa y sostenible del patrimonio y de los recursos naturales.

45. Restauración de ecosistemas: conjunto de actividades orientadas a reestablecer la funcionalidad y capacidad de evolución de los ecosistemas hacia un estado maduro.

46. Riesgo inminente de extinción: situación de una especie que, según la información disponible, indica altas probabilidades de extinguirse a muy corto plazo.

47. Situación crítica de una especie: situación en que una especie, de acuerdo con un análisis de viabilidad demográfico o de hábitat, o un diagnóstico realizado con base en la mejor información científica disponible, se encuentra en riesgo inminente de extinción en estado silvestre.

48. Sucesión ecológica: cambios naturales que se suceden en un ecosistema con el tiempo.

49. Suelta: liberación de ejemplares de especies objeto de aprovechamiento piscícola o cinegético que, en el caso de las especies alóctonas no catalogadas como invasoras, solo se podrán realizar en aquellos tramos de río, laguna o pantano, o terrenos cinegéticos en los que se haya autorizado este tipo de liberaciones antes de la entrada en vigor de la Ley 42/2007, de 13 de diciembre, de Patrimonio Natural y de la Biodiversidad y siempre con la finalidad de capturar a los ejemplares del medio en el plazo de tiempo más breve posible y en cualquier caso antes de que puedan naturalizarse.

50. Taxón: grupo de organismos con características comunes.

51. Taxón extinguido: taxón autóctono desaparecido en el pasado de su área de distribución natural.

52. Taxones autóctonos: taxones existentes de forma natural en un lugar determinado, incluidos los extinguidos, en su caso.

53. Uso sostenible del patrimonio natural: utilización de sus componentes de un modo y a un ritmo que no ocasione su reducción a largo plazo, con lo cual se mantienen las posibilidades de su aportación a la satisfacción de las necesidades de las generaciones actuales y futuras.

54. Utilización de recursos genéticos: la realización de actividades de investigación y desarrollo sobre la composición genética y/o bioquímica de recursos genéticos, incluso mediante la aplicación de biotecnología, conforme a la definición que se estipula en el artículo 2 del Convenio sobre la Diversidad Biológica.

TEMA  21

Electricidad

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  1. ELECTRICIDAD
    1. INTRODUCCIÓN

Toda la materia está compuesta por moléculas, que a su vez se encuentran formadas por átomos. El átomo está formado por un núcleo donde se encuentran los protones ; que presentan carga positiva; y los neutrones ; con carga eléctrica neutra. Y también por unas partículas que lo rodean y se mueven en órbitas alrededor del mismo que se llaman electrones (que tienen carga negativa).

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El átomo en estado de reposo se encuentra en estado eléctricamente neutro, si presenta igual número de cargas positivas (protones) que negativas (electrones).

La electricidad es el déficit o exceso de electrones , al alterarse el equilibrio por diversos métodos, de modo que se obliga a un átomo a liberar electrones  (quedando cargado positivamente) o tomarlo (quedando cargado negativamente )  al tenerlos en exceso.

Se denomina conductividad a la propiedad que presentan algunos cuerpos de transmitir de un punto a otro de su masa la electricidad. Hay materiales que por su composición y estructura son aislantes porque  presentan gran resistencia a que las cargas que lo forman se desplacen y otros que son conductores porque tienen cargas libres y que pueden moverse con facilidad.

Para cargar a un cuerpo inicialmente neutro se puede conseguir por:

  • Frotamiento, al obligar mediante un trabajo mecánico a pasar electrones de un cuerpo a otro a través del punto de roce. Esto ocurre cuando se frota ambar con lana
  • Contacto, al aproximar un cuerpo cargado a otro neutro , ya que habrá transferencia de electrones libres desde el que más tenga hacia el otro hasta que queden con igual carga
  • Inducción, cuando sin contacto , se aproxima un cuerpo cargado a otro y se induce una corriente de electrones de sentido contrario, pero sin transferencia .
    1. LA CORRIENTE ELÉCTRICA

Si un material conductor está en reposo , no habrá circulación de electrones entre sus átomos hasta que por alguna circunstancia exterior haya una diferencia de potencial entre sus extremos, al ponerlo en contacto con dos puntos en sus extremos con una gran diferencia de cargas positivas y negativas. Entonces se dará una circulación de electrones libres entre el punto de menor potencial (-) hacia el de mayor potencial (+).

La corriente eléctrica es la circulación ordenada de electrones a través de un conductor que pone en comunicación dos puntos con distinto potencial eléctrico.

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Hay varios tipos de corriente eléctrica:

  • Corriente continua (C.C.): a esta también se la conoce como corriente directa (C.D.) y su característica principal es que los electrones o cargas siempre fluyen, dentro de un circuito eléctrico cerrado, en el mismo sentido. Los electrones se trasladan del polo negativo al positivo.
  • Corriente alterna (C.A.): a diferencia de la corriente anterior, en esta existen cambios de polaridad ya que esta no se mantiene fija a lo largo de los ciclos de tiempo. Los polos negativos y positivos de esta corriente se invierten a cada instante, según los Hertz o ciclos por segundo de dicha corriente. A pesar de esta continua inversión de polos, el flujo de la corriente siempre será del polo negativo al positivo, al igual que en la corriente continua. La corriente eléctrica que poseen los hogares es alterna y es la que permite el funcionamiento de los artefactos electrónicos y de las luces.
  • Corriente pulsatoria:  una corriente continua que varía regularmente su magnitud a partir de un valor constante  con el tiempo, pero no de sentido, y puede cambiar también de intensidad o nivel de tensión.

Cuando la diferencia de potencial se anula con el tiempo, al alcanzar los electrones sobrantes de polo negativo el polo positivo, cesa la corriente. Por lo que si pretende mantener , será necesario un dispositivo llamado generador eléctrico, capaz de suministrar una fuerza electromotriz que transporte las cargas negativas del terminal positivo al negativo por dentro del generador. Es decir, que la fuerza electromotriz será la causa y la diferencia de potencial será el efecto.

Aunque hay muchos tipos de generadores eléctricos, los más sencillos y habituales son :

  • Pila, que mediante un proceso químico consigue producir electricidad
  • Alternador y dinamo, que generan electricidad mediante un proceso mecánico. Su fundamente radica en que todo conductor que gira dentro de un campo magnético genera una corriente eléctrica. Si los terminales se conectan a dos anillos metálicos continuos de los que se extrae la corriente, se trata de un alternador  que generará corriente alterna. Y si hay un solo anillo y está partido en dos mitades tendremos una dinamo que generará corriente continua.

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    1. TENSIÓN , INTENSIDAD Y RESISTENCIA

La  tensión eléctrica se asocia a la magnitud que permite indicar la diferencia existente en el potencial eléctrico que se registra entre dos puntos. La tensión eléctrica también se conoce como voltaje, cuya unidad de medida es el voltio.

El voltaje refleja el número de voltios que intervienen en un cierto sistema eléctrico. Es importante tener en cuenta que la tensión eléctrica no está relacionada con la distancia que recorre la carga, sino que está determinada por el potencial eléctrico que existe entre los dos puntos.

Tomemos el caso de un punto A y un punto B. En caso que exista una diferencia de potencial entre ambos, pueden unirse a través de un conductor por el cual circularán los electrones. Una porción de la carga creada por el punto de potencial más alto llega al punto de potencial menor vía el conductor. La corriente eléctrica cesa en el momento en que los dos puntos logran igualar el potencial eléctrico.

La tensión se mide con un voltímetro y se conecta en paralelo a los dos puntos donde se desea medir la tensión. El terminal positivo del voltímetro se conecta al terminal positivo de la tensión.

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La unidad es el voltio (V) , siendo usadas también el milivoltio (mV=0,001 V), el microvoltio (µV=0,000001 V), y el Kilovoltio (kV=1000 V).

La intensidad es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe al movimiento de los electrones en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C/s (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio. La intensidad se denota como I , donde por tanto equation.pdf  , donde Q es la carga y  t el tiempo.
El instrumento usado para medir la intensidad de la corriente eléctrica es el galvanómetro que, calibrado en amperios, se llama amperímetro, colocado en serie con el conductor cuya intensidad se desea medir. Si se conecta al revés, el valor medido será negativo.

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La resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su oposición al paso de corriente. Descubierta por Georg Ohm en 1827, la resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual a la fricción en la física mecánica. La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω). Para su medición en la práctica existen diversos métodos, entre los que se encuentra el uso de un ohmnímetro. Además, su cantidad recíproca es la conductancia, medida en Siemens.

La resistencia de cualquier objeto depende únicamente de su geometría y de su resistividad, por geometría se entiende a la longitud y el área del objeto mientras que la resistividad es un parámetro que depende del material del objeto y de la temperatura a la cual se encuentra sometido. Esto significa que, dada una temperatura y un material, la resistencia es un valor que se mantendrá constante.

Para un cable conductor , su resistencia por tanto sería función de un coeficiente propio del material y de sus características físicas según:

equation_1.pdf

Donde R es la resistencia como función del coeficiente propio y característico del material y de la longitud L y su sección S.

Según sea la magnitud de esta medida, los materiales se pueden clasificar en conductores, aislantes y semiconductor. Existen además ciertos materiales en los que, en determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno denominado superconductividad, en el que el valor de la resistencia es prácticamente nulo.

    1. LEY DE OHM
La Ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una de las leyes fundamentales de la electrodinámica, estrechamente vinculada a los valores de las unidades básicas presentes en cualquier circuito eléctrico como son:

  • Tensión o voltaje “E”, unidad voltio (V).
  • Intensidad de la corriente ”  I “, unidad amperio (A).
  • Resistencia “R” de la carga o consumidor conectado al circuito, unidad ohmio (pastedGraphic_7.png)

Esta ley define la interrelación entre estas magnitudes , como “la intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor eléctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo”, se puede expresar matemáticamente :

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Debido a la existencia de materiales que dificultan más que otros el paso de la corriente eléctrica a través de los mismos, cuando el valor de su resistencia varía, el valor de la intensidad de corriente en ampere también varía de forma inversamente proporcional. Es decir, a medida que la resistencia aumenta la corriente disminuye y, viceversa, cuando la resistencia al paso de la corriente disminuye la corriente aumenta, siempre que para ambos casos el valor de la tensión o voltaje se mantenga constante.

Por otro lado y de acuerdo con la propia Ley, el valor de la tensión o voltaje es directamente proporcional a la intensidad de la corriente; por tanto, si el voltaje aumenta o disminuye, el amperaje de la corriente que circula por el circuito aumentará o disminuirá en la misma proporción, siempre y cuando el valor de la resistencia conectada al circuito se mantenga constante.

Se producen distintas pérdidas de tensión al paso de la corriente en un circuito:

  • Caída de tensión interna , presente en el generador y que provoca que su propia resistencia interna
  • Caída de tensión exterior, producida por la resistencia total de las cargas conectadas al generador

Esto da lugar a la Ley de Ohm generalizada: 

V= Vg – rg x I

Donde V es la diferencia de potencial en bornes del generador, Vg es la fuerza electromotriz del generador, rg la resistencia interna del generador e I la intensidad total del circuito.

    1. POTENCIA ELÉCTRICA

La energía es la capacidad que tiene un dispositivo eléctrico para realizar un trabajo. La potencia es la velocidad a la que es consumida la energía eléctrica durante la ejecución de ese trabajo.

Se llama potencia P consumida por un circuito a la energía consumida por el mismo por unidad de tiempo.

P= (W) /t= ( V x I x t) /t =V x I

Siendo V la tension e I la intensión. Cuya unidad es el vatio : W = V x A , que es la potencia consumida entre dos puntos de un circuito cuando se consume 1 A al ser aplicada una diferencia de potencial de 1 V.

Si usamos la fórmula de la Ley de Ohm : V=R x I, sustituyendo tenemos que:

P= (V) x I = (R x I) x I = R x equation_2.pdf = equation_3.pdf/ R

    1. ENERGÍA DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA

Una carga eléctrica se desplaza por un conductor entre dos puntos a distinto potencial, realizando un trabajo. Se puede definir el voltio como la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito tales que es necesario ralizar un trabajo de 1 julio para mover entre ellos una carga de 1 culombio. Luego V= W/Q, siendo V la diferencia de potencia, W el trabajo y Q la carga.Despejando tenemos que W=V x Q.

Como la intensidad de corriente que circula por un conductor es la cantidad de carga eléctrica que pasa por un sección transversal durante un segundo,  tenemos que I = Q/t. Y sustituyendo en la fórmula anterior del trabajo:

W= V x (Q) = V x (Ixt) , siendo W el trabajo o energía eléctrica en julios, que puede ser consumida como forma de calor, trabajo mecánico en un motor eléctrico, o reacciones químicas entre otras formas.

Si en un conductor circula electricidad, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor debido al choque que sufren los electrones con las moléculas del conductor por el que circulan elevando la temperatura del mismo; este efecto es conocido como efecto Joule.

Si se sustituye la ley de Ohm en la fórmula de la energía eléctrica:

W= (V) x I x t= ( I x R) x I x t = equation_4.pdfx R x t

Despejando la I en función de la ley de Ohm tenemos la energía calorífica como :

equation_5.pdfx R x t = equation_6.pdf x R x t= equation_7.pdf x t / R

Otra unidad usada es la caloría que son 4,17 julios.

  1. MAGNETISMO
  1. INTRODUCCIÓN

Un imán es un objeto capaz de atraer a objetos fabricados con hierro y otros metales.

El magnetismo es la propiedad que tienen los imanes para atraer otros imanes o algunos objetos metálicos, o repeler otros, gracias a la fuerza magnética que presentan.

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Los imanes pueden ser naturales o artificiales.

Imanes naturales. Son los que aparecen en la naturaleza, como la magnetita.

Imanes artificiales. Son los fabricados por las personas. Se elaboran utilizando metales. Se pueden crear mediante:

  • Influencia , aproximando una sustancia magnética
  • Frotamiento, mediante roce con una sustancia magnética
  • Corriente, basdo en la inducción electromagnética
El campo magnético es la zona de influencia de un imán.

Todos los imanes tiene dos zonas que llamamos polos y que se suelen marcar con dos colores diferentes.

Los polos de un imán son las dos partes del imán que atraen con más intensidad a los objetos metálicos. Se llaman polo norte magnético y el polo sur magnético.

Las propiedades de los polos de un imán son:

  • Dos imanes enfrentados por polos diferentes de atraen.
  • Dos imanes enfrentados por polos del mismo nombre se repelen y se separan.
 

Debido al magnetismo, el imán crea un campo magnético.

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El campo magnético cra una líneas de fuerza magnética, que salen de un extremo del imán y regresan al extremo contrario. Si pusiéramos polvo metálico cerca de una barra imantada, se verían dichas líneas , más densas cuanto mayor sea el campo magnético.

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La unidad de campo magnético en el Sistema Internacional es el tesla (T). Un tesla se define como el campo magnético que ejerce una fuerza de 1 N (newton) sobre una carga de 1 C (culombio) que se mueve a velocidad de 1 m/s dentro del campo y perpendicularmente a las líneas de campo.

El tesla es una unidad muy grande, por lo que a veces se emplea como unidad de campo magnético el gauss (G) que, aunque no pertecece al Sistema Internacional sino al sistema CGS, tiene un valor más acorde con el orden de magnitud de los campos magnéticos que habitualmente se manejan, siendo

1 T = 10.000 gauss

Si cortamos con un plano un campo magnético, el número total de líneas de fuerza que lo atraviesan es el flujo del campo magnético. La unidad en el SI es el weber.

La permeabilidad es la permisividad que tienen los materiales al flujo de líneas magnéticas de un campo magnético. Se establecen tres tipos de materiales en función a la permeabilidad :

  • Diamagnéticos, como el oro que no le afecta
  • Paramagnéticos, como el Al , que son débilmente atraídos
  • Ferromagnéticos, como el hierro que es fuertemente atraído
    1. CAMPO MAGNÉTICO CREADO POR UNA CORRIENTE ELÉCTRICA: LA INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

Hans Christian Oersted descubrió casualmente al notar la interacción sobre una brújula de la proximidad de un cable eléctrico, el electromagnetismo, que es el magnetismo creado por una corriente eléctrica.

En el caso de un conductor , el campo magnético creado son líneas circulares alrededor del conductor y en plano perpendicular a la corriente. Donde su sentido se puede obtener por la regla de la mano derecha. Poniendo el pulgar en la dirección de la corriente.

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Se puede utilizar una bobina larga y recta de hilo eléctrico, para generar un campo magnético uniforme casi similar a la de un imán de barra. Tales bobinas, llamadas solenoides, tienen una enorme cantidad de aplicaciones prácticas. El campo puede ser muy reforzado por la adición de un núcleo de hierro. Dichos núcleos son típicos en los electroimanes. Donde se conseguirá imán que mantendrá su magnetismo mientras se  mantenga la corriente eléctrica. Si se introduce otros metales se puede hacer que se comporten como un imán permanente.

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Otro dispositivo cuyo funcionamiento se debe al electromagnetismo es el relé. Su funcionamiento se basa en el fenómeno electromagnético. Cuando la corriente atraviesa la bobina, produce un campo magnético que magnetiza un núcleo de hierro dulce (ferrita). Este atrae al inducido que fuerza a los contactos a tocarse. Cuando la corriente se desconecta vuelven a separarse.

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Si el relé se abre al paso de la corriente por su bobina, es normalmente cerrado o de reposo. Si se cierra es normalmente abierto o de trabajo.

Por su funcionamiento pueden ser;

  • De armadura
  • De núcleo deslizante, el núcleo de hierro es el que se desplaza
  • De cilindro de inducción, sólo funciona con alterna

El relé sirve para protección de excesos de sobretensión, etc , y para controlar circuitos con altas tensiones o intensidades. Pudiendo ser instantáneos, a tiempo fijo o inverso. Y estando conectados o bien en el primario o en el secundario donde la intensidad sea menor.

    1. EL CIRCUITO MAGNÉTICO

Un circuito magnético es un camino cerrado de material ferromagnético sobre el que actúa una fuerza electromotriz.

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El circuito se considera homogéneo si está constituido por una sola sustancia, y heterogéneo si es por varias, presentando entonces entrehierros, que son partes del circuito donde el flujo magnético circula fuera de la estructura de hierro.

El flujo magnético Φ que se crea es función de la fuera electromotriz (F) que lo crea y del material usado (R es la reluctancia del material) :

Φ = F / R

Dependiendo del material usado, se puede conseguir un magnetismo remanente al cesar la corriente, debido a la histéresis magnética.

    1. LA INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

La inducción magnética es el proceso mediante el cual campos magnéticos generan campos eléctricos. Al generarse un campo eléctrico en un material conductor, los portadores de carga se verán sometidos a una fuerza y se inducirá una corriente eléctrica en el conductor.

La fuerza electromotriz ε (fem) de una fuente de energía (pila, etc) se define como el trabajo realizado por el dispositivo por unidad de carga, por lo que las unidades de fuerza electromotriz son los voltios. Cuando decimos que un campo magnético genera una corriente eléctrica en un conductor, nos referimos a que aparece una fem (llamada fem inducida) de modo que las cargas del conductor se mueven generando una corriente (corriente inducida).

Si acercamos o alejamos un imán a un conductor que no está conectado a ninguna fuente de fuerza electromotriz, se detecta con un amperímetro que aparece una corriente eléctrica en el conductor. La corriente desaparece si el imán se mantiene en la misma posición, por lo que se llega a la conclusión de que sólo una variación del flujo del campo magnético con respecto al tiempo genera corriente eléctrica.

La ley que explica esta interacción entre la fuerza electromotriz inducida (ε ) y el campo magnético es la Ley de Faraday:  ε = –  equation_8.pdf  , donde para que aparezca una fuerza electromotriz inducida debe variar el flujo del campo magnético a través de la superficie delimitada por el conductor. Por lo que se deduce que hay tres formas de variar el flujo del campo magnético: variar el módulo del campo, la superficie que lo atraviesa o el ángulo que forman ambos.

El signo menos de la ley de Faraday indica el sentido que va a llevar la corriente inducida y se conoce como Ley de Lenz: El sentido de la corriente inducida es tal que tiende a oponerse a la causa que lo produce. La ley de Lenz significa que la corriente inducida en un circuito tendrá un sentido tal que el campo magnético generado por dicha corriente compense la variación del flujo que la ha causado.

También es reseñable el efecto de la inducción mutua, que sucede en cuando colocamos juntas dos bobinas. Ya que cualquier alteración de corriente en una de ellas, producirá una variación de flujo en la otra. Así se produce una fem que se opone a las variaciones del flujo y que es directamente proporcional al aumento de la corriente de la otra bobina. En un transformador, donde hay dos bobinas muy próximas montadas sobre un núcleo de hierro, nos encontramos con que cuando el flujo del primario (bobina que soporta la corriente) crece, el del secundario  donde se genera la fem, se opone al crecimiento.

La autoinducción es la tendencia de un circuito  eléctrico a evitar los cambios de corriente.  En una bobina por la que circula una corriente se crea un flujo magnético, y cuando la corriente varía se induce una fem llamada fem de autoinducción, cuyo sentido se opondrá a la causa que la produce.

El Henrio (H) es la unidad de inductancia eléctrica, definido como la inductancia eléctrica que aparece en un circuito cerrado cuando se genera una fuerza electromotriz de un voltio, cuando la corriente varía un amperio por segundo.

3.ASOCIACIÓN DE COMPONENTES ELÉCTRICOS

Un circuito eléctrico consta de un generador, un conductor y una serie de cargas conectadas. Destacando de estas últimas dos tipos: resistencias y condensadores.

La configuración de resistencias en serie significa que hay una sola trayectoria entre los terminales de la fuente. Es el caso a) de la figura. Donde cada resistencia provoca una determinada caída de tensión al paso de la misma corriente.

La configuración en paralelo, es cuando hay más de una. Es el caso de la figura b). Donde todas las resistencias tienen la misma diferencia de potencial al estar conectadas a los mismos terminales, y pasa una intensidad distinta por cada una.

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Para simplificar los circuitos y estudiar los efectos de las magnitudes , se asocian las resistencia tanto en serie como en paralelo en una sola resistencia equivalente RAB.

Para dos o más resistencias que se hallen en serie, encontrar el valor de la resistencia equivalente de la serie, RAB, es sumar los valores de cada una de las resistencias del grupo. RAB = R1 + R2 + R3 + … + Rn

Como lo indica la definición de serie, la corriente en cada una de las resistencias debe ser la misma, e igual a la que circularía por la equivalente si se reemplazara el conjunto: iAB = i1 = i2= i3 = … = in.

Por otro lado, la suma de las diferencias de potencial en cada una de las resistencias es igual a la diferencia de potencial del grupo, o sea, la que tendría la resistencia equivalente: ΔVAB = ΔV1 + ΔV2 + ΔV3 + … + ΔVn

Para hallar el valor de una resistencia equivalente de un paralelo, RAB, se deben sumar las inversas multiplicativas de las resistencias en paralelo

1 = 1 + 1 + 1 + … + 1  
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 REP R1 R2 R3 Rn

Como lo indica la definición de paralelo, la diferencia de potencial en cada una de las resistencias debe ser la misma, e igual a la que someteríamos a la equivalente si se reemplazara el conjunto: ΔVAB = ΔV1 = ΔV2 = ΔV3 == ΔVn.

Por otro lado, la suma de las intensidades de corriente en cada una de las resistencias es igual a la intensidad de corriente del grupo, o sea, la que tendría la resistencia equivalente si reemplazara al conjunto: iAB = i1 + i2 + i3 + … + in .

El condensador es otro elemento habitual de los circuitos, que almacena carga eléctrica. Sus disposiciones en serie y paralelo, con la misma forma que las resistencias, dan lugar a unos cálculos justo al contrario que para las resistencias RAB en los mismos casos, para hallar la capacidad equivalente CAB de una disposición en serie o en paralelo de un grupo de ellos.

TEMA  22

Transmisiones

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  1. EL MOVIMIENTO ONDULATORIO
    1. CARACTERÍSTICAS GENERALES DEL MOVIMIENTO ONDULATORIO. LAS ONDAS

Cuando se deja caer una piedra en un estanque de agua, se origina una perturbación que se propaga en círculos concéntricos, que al cabo del tiempo se extienden a todas las partes del estanque. Un corcho pequeño, que flota sobre la superficie del agua, se mueve hacia arriba y hacia abajo a medida que se propaga la perturbación. En realidad, se ha transferido energía a través de una cierta distancia, desde el punto del impacto de la piedra en el agua hasta el lugar donde se encuentra el trozo de corcho. Esta energía se transmite mediante la agitación de las partículas de agua que colindan entre si. Únicamente la perturbación se mueve a través del agua. El movimiento real de cualquier partícula de agua individual es relativamente pequeño. A la propagación de la energía por medio de una perturbación en un medio, y no por el movimiento del medio mismo, se le llama movimiento ondulatorio.

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Gráficamente se puede representar una onda sobre sobre un eje de abscisas que es el tiempo , y un eje de ordenadas que es su elongación , que variará entre un valor máximo : cresta y un valor mínimo : seno o valle.

El ciclo de la onda es es el recorrido completo, desde un valor cero hasta el siguiente valor cero. Teniendo este ciclo dos partes, la que se encuentra por encima del cero, con valores positivos que es llamado semiciclo positivo, y la que está por debajo, semiciclo negativo. Ambos semiciclos pasan por un nodo, que es el punto medio de la de una socilación completa.

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    1. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS ONDAS

1.  La longitud de onda (λ): es la distancia entre dos puntos en los que empieza a repetirse al movimiento; por ejemplo, entre dos crestas (puntos altos de la onda) o entre dos valles (puntos bajos de la onda). Cuando la onda se propaga, hay puntos que en todo instante tienen el mismo estado de vibración, es decir, están en fase.

2.La amplitud de onda (A): es la distancia máxima que alcanza una partícula con respecto a su posición de equilibrio.

3. La frecuencia (f ): es el número de ondas generadas en la unidad de tiempo. Su unidad en el SI es el hertz (Hz).

4.El período (T): es el tiempo en el cual se produce una onda, que coincide con el tiempo que tarda un punto en dar una vibración completa.

5. La velocidad de propagación (v): es la velocidad con la que se desplaza la perturbación por el medio. Depende de la elasticidad y de la rigidez del medio.

La relación entre ellos es:

λ = equation.pdf  ,  donde λ en metros , v en metros por segundo y f en Hz.

    1. PROPIEDADES ÓPTICAS DEL MOVIMIENTO ONDULATORIO

Las ondas electromagnéticas se propagan en línea recta mientras el medio en el que se mueven mantenga una densidad constante. Cuando se encuentran con algún obstáculo, puede presentar uno de estos fenómenos:

  • Reflexión. 

Cuando las olas marinas encuentran un obstáculo en su camino, cambian de dirección. En general, toda clase de ondas, cuando encuentran obstáculos cambian su dirección, propiedad que denominamos reflexión. El ángula de la onda reflejada es idéntico al incidente.

  • Refracción.

Cuando un movimiento ondulatorio cambia de medio, es normal que cambie también su velocidad de propagación. Indirectamente, este cambio de velocidad puede causar cambios de dirección. Se conoce como refracción este fenómeno de cambio de velocidad y dirección.

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  • Difracción.

La difracción es la propiedad que permite a los movimientos ondulatorios propagarse en todas las direcciones a partir de aberturas en obstáculos.

Esta propiedad es la que permite también a las ondas “doblar las esquinas”. Por eso podemos, por ejemplo, oír la conversación de dos personas a la vuelta de una esquina o detrás de una tapia.

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Otras características a considerar en las ondas:

  • Amortiguación o atenuación. Es la pérdida de intensidad que puede llegar a ser total con el tiempo, debido a la pérdida de energía por rozamiento, calor, etc.
  • Interferencia. Es la superposición de las ondas, que no altera la velocidad de ninguna de ellas. En la imagen vemos una serie de ondas propagándose sobre la superficie del agua a partir de dos focos puntuales en interferencia. Dependiendo de la fase de las ondas que se superponen se pueden formar grandes crestas o zonas en que las ondas parecen anularse.

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  1. LA RADIO. ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS
  1. ASPECTOS GENERALES

Son aquellas ondas que no necesitan un medio material para propagarse. Incluyen, entre otras, la luz visible y las ondas de radio, televisión y telefonía.

Todas se propagan en el vacío a una velocidad constante, muy alta (300 0000 km/s) pero no infinita. Gracias a ello podemos observar la luz emitida por una estrella lejana hace tanto tiempo que quizás esa estrella haya desaparecido ya. O enterarnos de un suceso que ocurre a miles de kilómetros prácticamente en el instante de producirse.

Las ondas electromagnéticas se propagan mediante una oscilación de campos eléctricos y magnéticos. Los campos electromagnéticos al “excitar” los electrones de nuestra retina, nos comunican con el exterior y permiten que nuestro cerebro “construya” el escenario del mundo en que estamos.
Las O.E.M. (ondas electromagnéticas) son también soporte de las telecomunicaciones y el funcionamiento complejo del mundo actual.

    1. LA RADIACIÓN

Un emisor suministrando tensión alterna a un hilo metálico (antena) genera un campo eléctrico variable engendra un campo magnético variable y este a su vez uno eléctrico, de esta forma las o. e.m. se propagan en el vacio sin soporte material, con las características del movimiento ondulatorio.

  1. PROPAGACIÓN Y ALCANCE

La onda de radio se propaga opr tanto desde una antena emisora hasta otra receptora de varias formas, en función de la frecuencia que la genera.

  1. ONDAS TERRESTRES O DE SUPERFICIE

Las ondas terrestres son aquellas que se propagan sobre la superficie de la Tierra o muy cerca de ella. Esta tiene lugar de dos modos diferentes, uno directo, desde la antena emisora hasta el receptor, y otro reflejado sobre la superficie de la Tierra o los obstáculos que encuentra en su camino.

Dentro de las ventajas del uso de ondas  terrestres en el momento de propagarse se pueden considerar:

  • Las ondas terrestres son poco afectadas por las condiciones variables de la atmósfera
  • Se pueden realizar procesos de comunicación entre dos lugares cualesquiera del mundo siempre  y cuando se utilice la potencia suficiente

Las desventajas de la propagación de ondas terrestres son las siguientes:

  • Las pérdidas en el terreno varían mucho de acuerdo con el material superficial y su composición
  • Se limitan a frecuencias muy bajas, bajas e intermedias (VLF,LF y MF) y requieren grandes antenas
  • Requieren una potencia de transmisión relativamente alta
  • Se emplean ondas laras, de más de 1000 m de longitd de onda, frecuencias inferiores a 300 kHz, consiguiendo alcance de comunicación de hasta 1.500 km.
    1. ONDAS ESPACIALES

Este tipo de ondas corresponde al que se proyecta desde la antena hacia el firmamento sin llegar a las proximidades de la superficie. Son de dos tipos: troposféricas, ionosféricas.

Ondas troposféricas.

Las ondas troposféricas son aquellas que se propagan en la zona de la atmósfera que tiene este mismo nombre: troposfera. Esta región situada entre 300 y 10.000 metros sobre la superficie, es el lugar en donde se forman las nubes y en el que las ondas pueden sufrir algún tipo de modificación debido a la influencia de las capas del aire.

Las condiciones de propagación de estas ondas presentan una gran dependencia de la temperatura y humedad del aire contenido en la troposfera. Como estos valores no son constantes en ninguna zona, la propagación será irregular en esta capa atmosférica. Basta observar cualquier mapa meteorológico para darse cuenta de que la temperatura va disminuyendo con arreglo a la altura, cuanto más lejos estamos de la superficie más frío está el aire, y, por otro lado, las fotografías desde los satélites muestran una diferente localización de las nubes en cada momento del día y en cada punto del globo.
Una atmósfera ideal sería aquella que partiera de valores máximos de densidad y de conducción en las zonas bajas hasta llegar a una densidad prácticamente nula y sin humedad en las zonas altas. Sin embargo, en la práctica, estas condiciones no se dan nunca lo normal es que en el aire de la troposfera se den zonas de turbulencias (masas cambiantes de nubosidad) y estratos más o menos paralelos de diferente temperatura y concentración de humedad, lo que permite alcanzar en casos especiales distancias importantes.

En las zonas montañosas estas ondas se encuentran con problemas. La influencia que tienen las diferentes elevaciones del terreno sobre las masas de aire que las rodean hace que no existan grandes capas uniformes de aire que tengan idéntica temperatura y humedad, lo que conlleva una dispersión de las ondas que llegan a ellas. A este tipo de propagación se le conoce como propagación por dispersión. La dispersión se aprovecha muy poco en las zonas montañosas pero resulta de gran utilidad sobre grandes llanuras o áreas marítimas, en donde los estratos son más estables, y sobre todo a frecuencias de cientos o miles de megahercios. Las comunicaciones por dispersión resultan útiles en la transmisión de señales de televisión o telefonía utilizando grandes potencias y antenas direccionales. Con las señales de VHF, UHF y SHF se puede llegar a distancias mayores que el alcance visual pero perdiendo estabilidad y recogiendo perturbaciones de tipo atmosférico. La lluvia, la nieve, las tormentas con descargas eléctricas, etc. ocasionan importantes variaciones en la propagación de las ondas de este tipo. Por ello se alcance normal son los 15 km entre repetidores, colocados para saltar puntos elevados.

Ondas ionosféricas.

La ionosfera es un conjunto de zonas por encima de 15 km, desde 60 hasta 600 km de altura, en las que el aire está ionizado y es un buen conductor de electricidad. Ello sucede porque hay una gran cantidad de iones y de electrones libres en esta zona, lo que influye en gran medida sobre la propagación de ondas electromagnéticas. En esta zona de la atmósfera existe una gran cantidad de gases y el impacto que producen en los átomos los rayos cósmicos y radiaciones ultravioletas les arranca algún electrón dejándolos convertidos en iones positivos, Las condiciones de propagación de las radiaciones son excelentes en las capas altas de la atmósfera y a ellas llegan con facilidad las radiaciones ultravioletas del Sol.

La ionosfera sirve en la práctica de escudo contra las ondas electromagnéticas del exterior, y evita que se pierdan desde la tierra hacia el espacio, haciendo que reboten hacia la tierra.

Los facturas que influyen en la propagación y alcance de las ondas son:

  • El terreno y las condiciones atmósfericas. El alcance aumenta con terreno libre obstáculos y si está más húmedo, como en el mar. También aumentan su alcance lons das que se desplazan más cercanas al suelo, y en situaciones de buen tiempo.
  • El sol. Que introduce interferencias por los rayos ultravioleta y las partículas cargadas eléctricamente que emite. Especial afectación las tormentas solares
  • La potencia de la emisión. Si aumenta la amplitud de la onda se consigue mayor alcance.
  • Sensibilidad del receptor. Importante que los receptores tengan circuitos silenciadores para eliminar las interferencias.

Resumidamente, las ondas, agrupadas por bandas de frecuencias, se propagan según la siguiente tabla:

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El espectro electromagnético completo se resume en :

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Aunque las frecuencias del espectro electromagnético usadas para los servicios de difusión y servicios móviles, de policía, bomberos, radioastronomía, meteorología y fijos son las conocidas como VHF, UHF y HF.

Finalmente las ondas sonoras son los sonidos que podemos percibir. La gama de frecuencias audibles va desde los 20 Hz hasta los 20.000 Hz. Por debajo de 20 Hz se llaman subsónicas, y ultrasónicas entre 20.000 y 30.000Hz , que no son captadas por el oído humano, pero que se usan en aparatos como el sonar, tal como algunos animales las utilizan para detectar obstáculos.

  1. TRANSMISORES Y RECEPTORES DE RADIO. FRECUENCIA MODULADA Y AMPLITUD MODULADA

Un radiotransmisor es un dispositivo electrónico que, mediante una antena, irradia ondas electromagnéticas que contienen (o pueden contener) información, como ocurre en el caso de las señales de radio, televisión, telefonía móvil o cualquier otro tipo de radiocomunicación. Transmisor en el área de comunicaciones es el origen de una sesión de comunicación. Un transmisor es un equipo que emite una señal, código o mensaje a través de un medio. Para lograr una sesión de comunicación se requiere: un transmisor, un medio y un receptor. En el ejemplo de una conversación telefónica cuando Juan llama a María, Juan es el transmisor, María es el receptor, y el medio es la línea telefónica.

El transmisor o emisor de radio es un caso particular de transmisor, en el cual el soporte físico de la comunicación son ondas electromagnéticas. El transmisor tiene como función codificar señales ópticas, mecánicas o eléctricas, amplificarlas, y emitirlas como ondas electromagnéticas a través de una antena. La codificación elegida se llama modulación. Ejemplos de modulación son: la amplitud modulada o la frecuencia modulada.

La onda portadora es la energía de radiofrecuencia que se encargará de transportar por el aire la información que se pretende , que se le introduce modulando dicha onda portadora.

El transmisor de radio consta por tanto de :

  • Micrófono, donde un diafragma transforma las vibracionses del sonido en vibraciones mecánicas, que asu venz de transforma en magnitudes eléctricas.
  • Oscilador, genera la frecuencia concreta de la onda portadora antes de ser modulada
  • Modulador, introduce en la onda portadora, las variaciones introducidas por el micrófono.
  • Amplificador, aumenta la potencia de la onda portadora
  • Antena, que transforma las señales eléctricas en ondas electromagnéticas que son las que se emiten al espacio

El esquema del transmisor es pues:

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El receptor consta de:

  • Antena, que recibe las ondas electromagnéticas convirtiéndolas en eléctricas
  • Filtro que deja pasar sólo la onda para cuya frecuencia está hecho
  • Amplificador de alta frecuencia,
  • Demodulador, que interpreta las alteraciones introducidas en la onda portadora
  • Amplificador de baja frecuencia, para amplificar  lo anterior
  • Altavoz, que convierte la baja frecuencia en onda sonora

El esquema del receptor es el siguiente:

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Las modulaciones más importantes en radio, para introducir información son la AM y la FM.

AM o amplitud modulada

AM significa amplitud modulada o modulación de amplitud; es una técnica utilizada en la comunicación electrónica que consiste en hacer variar la amplitud de la onda portadora de la radiofrecuencia. Como tal, fue la primera técnica que se usó para hacer radio.

El canal de la AM tiene un ancho de banda que se encuentra entre 10 KHz y 8 KHz. Debido a que son frecuencias más bajas, cuyas longitudes de onda son mayores, el alcance de su señal es considerablemente más amplio en relación con el de la frecuencia modulada.

En este sentido, las ondas AM pueden medir entre 100 metros (3000 KHz) y 1000 metros (300 KHz). Este es el tipo de onda que llega a la ionosfera y rebota en ella.

No obstante, la calidad de sonido de la amplitud modulada (AM) está muy por debajo de la de la frecuencia modulada (FM). Además, como se trata de ondas de baja frecuencia, son más vulnerables a los ruidos, pues estos se producen en las amplitudes de las ondas. A pesar de ello, es el tipo de onda más aconsejable para zonas montañosas.

FM o frecuencia modulada

FM significa frecuencia modulada; es una técnica que permite trasmitir información a través de una onda portadora, variando su frecuencia. Como tal, fue patentada en 1933 por el inventor estadounidense Edwin Howard Armstrong.

El canal de frecuencia modulada tiene un ancho de banda de 200 KHz. Semejante ancho permite que los sonidos transmitidos (música y habla) tengan mayor fidelidad y calidad, y que sean más limpios y claros que en la amplitud modulada.

En frecuencia modulada, una emisora transmite en 101.1 MHz (es decir, 101.100 KHz), y la siguiente lo hace en 101.3 MHz (es decir, 101.300KHz). Esto quiere decir que entre un canal y otro quedan libres 200 KHz. Además, permite enviar doble señal, es decir, una señal estéreo.

No obstante, el alcance de las señales de frecuencia modulada es inferior al de la amplitud modulada. Esto se debe a que la frecuencia modulada se transmite entre 88 y 108 MHz, es decir, en frecuencias muy altas, cuyas ondas pueden medir entre un metro (300 MHz) y diez metros (30 MHz). Este tipo de ondas, además, tienen longitudes considerablemente pequeñas, de modo que se desplazan en línea recta y se atenúan rápidamente. De allí que sea un tipo de onda idónea para las zonas planas, donde las ondas pueden transmitirse sin obstáculos.

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  1. LAS ANTENAS

La definición formal de una antena es un dispositivo que sirve para transmitir y recibir ondas de radio. Convierte la onda guiada por la línea de transmisión (el cable o guía de onda) en ondas electromagnéticas que se pueden transmitir por el espacio libre.

En realidad una antena es un trozo de material conductor al cual se le aplica una señal y esta es radiada por el espacio libre.

Las antenas deben de dotar a la onda radiada con un aspecto de dirección. Es decir, deben acentuar un solo aspecto de dirección y anular o mermar los demás. Esto es necesario ya que solo nos interesa radiar hacia una dirección determinada.

Las antenas también deben dotar a la onda radiada de una polarización. La polarización de una onda es la figura geométrica descrita, al transcurrir el tiempo, por el extremo del vector del campo eléctrico en un punto fijo del espacio en el plano perpendicular a la dirección de propagación.

Al ir variando la tensión y la intensidad en la línea, la impedancia también irá variando. Este detalle es importante puesto que una vez que tengamos diseñada nuestra antena, dependiendo del punto en el que la alimentemos, tendremos distinta impedancia. Así por ejemplo, si tenemos un cable de 50 ohmios para alimentar una antena, nos interesará alimentarla por un punto que presente impedancia cercana a 50 ohmios para tener las mínimas perdidas por desacoplo de impedancias.

En realidad hay muchos tipos de antenas y cada una utiliza una parte distinta de la longitud de onda, así que dependiendo de la aplicación que queramos, del tipo de antena que queramos utilizar y de más factores (espacio, etc) utilizaremos una medida u otra.

Parámetros generales de una antena:

Una antena va a formar parte de un sistema, por lo que tenemos que definir parámetros que la describan y nos permita evaluar el efecto que va a producir sobre nuestro sistema.

  • Impedancia

Una antena se tendrá que conectar a un transmisor y deberá radiar el máximo de potencia posible con un mínimo de pérdidas. Se deberá adaptar la antena al transmisor para una máxima transferencia de potencia, que se suele hacer a través de una línea de transmisión. Esta línea también influirá en la adaptación, debiéndose considerar su impedancia característica, atenuación y longitud.

  • Eficiencia

Relacionado con la impedancia de la antena tenemos la eficiencia de radiación y la eficiencia de reflexión. Estas dos eficiencias nos indicarán una, cuanto de buena es una antena emitiendo señal, y otra, cuanto de bien está adaptada una antena a una línea de transmisión.

La Eficiencia de Radiación se define como la relación entre la potencia radiada por la antena y la potencia que se entrega a la misma antena. Como la potencia está relacionada con la resistencia de la antena, podemos volver a definir la Eficiencia de Radiación como la relación entre la Resistencia de radiación y la Resistencia de la antena.

La Eficiencia de Adaptación o Eficiencia de Reflexión es la relación entre la potencia que le llega a la antena y la potencia que se le aplica a ella.

Algunas veces se define la Eficiencia Total, siendo esta el producto entre la Eficiencia de Radiación y la Eficiencia de Reflexión.

Parte de la potencia de entrada se disipa en las resistencias efectivas (resistencia de tierra, dieléctricos imperfectos, etc.) y la restante se irradia. El total de la potencia de la antena es la suma de las potencias disipada y radiada.

  • Campos Cercanos y Lejanos

El campo de radiación que se encuentra cerca de una antena no es igual que el campo de radiación que se encuentra a gran distancia. El termino campo cercano se refiere al patrón de campo que está cerca de la antena, y el termino campo lejano se refiere al patrón de campo que está a gran distancia. Durante la mitad del ciclo, la potencia se irradia desde una antena, en donde parte de la potencia se guarda temporalmente en el campo cercano. Durante la segunda mitad del ciclo, la potencia que está en el campo cercano regresa a la antena. Esta acción es similar a la forma en que un inductor guarda y suelta energía. Por tanto, el campo cercano se llama a veces campo de inducción. La potencia que alcanza el campo lejano continúa irradiando lejos y nunca regresa a la antena por lo tanto el campo lejano se llama campo de radiación. La potencia de radiación, por lo general es la más importante de las dos-, por consiguiente, los patrones de radiación de la antena, por lo regular se dan para el campo lejano. El campo cercano se define como el área dentro de una distancia D2/l de la antena, en donde l es la longitud de onda y D el diámetro de la antena en las mismas unidades.

  • Ganancia Directiva y Ganancia de Potencia

La ganancia directiva es la relación de la densidad de potencia radiada en una dirección en particular con la densidad de potencia radiada al mismo punto por una antena de referencia, suponiendo que ambas antenas irradian la misma cantidad de potencia. El patrón de radiación para la densidad de potencia relativa de una antena es realmente un patrón de ganancia directiva si la referencia de la densidad de potencia se toma de una antena de referencia estándar, que por lo general es una antena isotrópica. La máxima ganancia directiva se llama directividad

Si una antena no tiene perdidas, irradia 100% de la potencia de entrada y la ganancia de potencia es igual a la ganancia directa. La ganancia de potencia para una antena también se da en decibeles en relación con alguna antena de referencia. 

  • Polarización de la Antena

La polarización de una antena se refiere solo a la orientación del campo eléctrico radiado desde ésta. Una antena puede polarizarse en forma lineal (por lo general, polarizada horizontal o vertical), en forma elíptica o circular. Si una antena irradia una onda electromagnética polarizada verticalmente, la antena se define como polarizada verticalmente; si la antena irradia una onda electromagnética polarizada horizontalmente, se dice que la antena está polarizada horizontalmente; si el campo eléctrico radiado gira en un patrón elíptico, está polarizada elípticamente; y si el campo eléctrico gira en un patrón circular, está polarizada circularmente.

  • Ancho del Haz de la Antena

El ancho del haz de la antena es sólo la separación angular entre los dos puntos de media potencia en el lóbulo principal principal del patrón de radiación del plano de la antena, por lo general tomando en uno de los planos “principales”.

  • Ancho de Banda de la Antena

El ancho de banda de la antena se define como el rango de frecuencias sobre las cuales la operación de la antena es “satisfactoria”. Esto, por lo general, se toma entre los puntos de media potencia, pero a veces se refiere a las variaciones en la impedancia de entrada de la antena.

5.1 TIPOS DE ANTENAS.

Una antena es un dispositivo formado por un conjunto de conductores que, unido a un generador, permite la emisión de ondas de radio frecuencia, o que, conectado a una impedancia, sirve para captar las ondas emitidas por una fuente lejana para este fin existen diferentes tipos: Antena colectiva, de cuadro, parbólica, etc.

Las más habituales : antena de Yagi y antena de látigo.

Antena Yagi.

Fue inventada en los años 30 por el japonés Hidetsusgu Yagi, consiguiendo una antena que ofrecía alto rendimiento y eficiencia direccional. Es una antena constituida por varios elementos paralelos y coplanarios, directores, activos y reflectores, utilizada ampliamente en la recepción de señales televisivas. Los elementos directores dirigen el campo eléctrico, los activos radian el campo y los reflectores lo reflejan. También otro elemento llamado dipolo es el que tiene la conexión eléctrica.

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Como se puede observar, este diseño de antena yagi resulta ser de ancho de banda angosto, ya que el elemento dipolar está cortado a una sola frecuencia que generalmente se selecciona en la mitad del ancho de banda de los canales bajos de TV; es decir, del canal 2 al canal 6 (de 50MHz a 86 MHz). Esto resulta ser una desventaja ya que no es posible cubrir varios canales de TV con una misma ganancia seleccionada. Por tal razón se utiliza la denominada antena yagi de banda ancha, la cual puede cubrir varios canales a la vez aunque sacrificando la ganancia.

Para considerar una antena yagi de banda ancha es necesario, entonces, hacer ajustes en las distancia entre los elementos para obtener, junto con el ancho de banda deseado, la ganancia óptima. Se recuerda que para un arreglo de antenas en las cuales todos los elementos van alimentados se obtiene mejor ganancia para el denominado “en línea”. Como la antena yagi utiliza elementos alimentados y parásitos, es común aumentar el número de elementos alimentados a 2 o 3; estos dipolos se cortan a la frecuencia media del ancho de banda; generalmente para los canales bajos de televisión da muy buen resultado.

Antena de látigo.

Es la que usan todos los dispositivos móviles. Es simplemente un conductor metálico semirrígido y su tamaño es un cuarto de la longitud de onda.

Para instalaciones fijas, es conveniente levantarla del suelo a la mayor altura posible. Y se le dota de una toma artificial de tierra.

Como el tamaño de la antena está directamente relacionado con la longitud de onda que se va a radiar. En algunos casos el tamaño debería ser demasiado grande. Para conseguir este efecto, se le añaden condensadores o bobinas. Para los transmisores portátiles se usan antenas enrolladas helicoidalmente en torno a un soporte aislante.

El cable con el que se une al equipo de transmisión con la antena debe ser coaxial, con un conductor central (llamado vivo) recubierto por un aislante con el teflón, y un tejido metálico (malla) y un recubrimiento plástico final.

  1. FUENTES DE ALIMENTACIÓN

Como los equipos de radiotransmisión tienen componentes electrónicos que funcionan con energía continua, el suministro de la electricidad desde la corriente alterna necesita de tratamiento. Bien transformándola, o almacenándola para después suministrarla adecuadamente.

Las fuentes de alimentación más habituales son :

  • Convertidores de alterna a continua
  • Acumuladores de plomo. Como la batería del coche
  • Acumuladores Ni-Cd. Para los dispositivos portátiles
  • Generadores móviles normalmente de gasolina o gasoil.
  • Otros: placas fotovoltaicas, generador eólico, etc.
  1. TIPOS DE EQUIPOS DE RADIO
  1. EQUIPOS O ESTACIONES FIJAS

Normalmente ubicados en lugares altos.

Pueden ser:

  • Bases. Capaces de dar apoyo a los demás equipos bajo su demarcación territorial.
  • Repetidores. Para retransmitir la señal recibida, sobre todo a puntos de sombra. Pueden ser:
    • Pequeños relés. Funcionan en semidúplex , es decir, que retransmiten por una frecuencia lo que están recibiendo por otra.
    • Grandes relés. Para cubrir mayores distancias.
  • Equipos de control. Para conectar y desconectar a distancia los anteriores.
    1. EQUIPOS MÓVILES

Pueden ser de dos tipos:

  • Móviles, como las emisores de radio de los coches de policía o servicios, que van conectados a la batería del coche.
  • Portátiles, como los walkie talkie , con pilas, con antena helicoidal enrollada.
  1. CONCEPTO DE MALLA Y CANAL DE TRABAJO

Una red de comunicaciones basado en la vía de radio, es la que asegura el contacto entre una central y los distintos receptores.

Una malla es la formada por la comunicaciones posibles entre un grupo determinado. Cada par de frecuencias (una de transmisión y otra de recepción) de que se sirven los equipos, para entrar en comunicación entre ellos, constituye un canal. Y en cada malla se pueden usar varios canales a la vez. Con esto se consigue que no haya interferencias en las comunicaciones entre distintos usuarios de una misma red, al usarse un canal determinado dentro de una malla.

  1. MODOS DE TRANSMISIÓN EN UNA MALLA

Malla libre. Es cuando los distintos equipos pueden entrar a dar comunicados a cualquier otro equipo sin previa comunicación a la estación directora.

Malla dirigida. Es cuando para poder dar comunicados a otros equipos, estos se deben dar a través o con el consentimiento de la estación directora.

Los modos de transmisión pueden ser:

SIMPLEX. Este sistema de comunicación para la transmisión y recepción de una información se realiza secuencialmente y no de manera simultánea (no permite el hablar a la vez a los dos comunicantes).

SEMIDUPLEX. Esta comunicación, realiza la transmisión y recepción por distintas frecuencias a través de repetidor. Este sistema es el empleado por la Policía .

DUPLEX. Esta comunicación es la que permite la transmisión y recepción en todos los sentidos de forma simultánea como en el caso del teléfono.

  1. DIFICULTADES EN EL ENLACE VHF Y UHF

Normalmente las frecuencias usadas en comunicaciones de redes locales o regionales son en bandas de ferecuencias VHF y UHF, por su calidad de recepción.

Pero como estas bandas son ampliamente utilizadas, se pueden ocasionar interferencias.

Además como estas ondas no aprovechan los fenómenos de difracción ni de reflexión, debe haber una línea directa de visión entre emisor y receptor. Es por ello que se limita su alcance y su posible uso.

  1. SERVICIOS DE USUARIO O MODOS DE TRABAJO
  1. 10.1.ASPECTOS BÁSICOS

Hay diferentes tipos de usos de las ondas para la comunicación:

  • Radiotelefonía o fonía. Mediante ondas de radio a través de la atmósfera.
  • Radiotelegrafía. Usa ondas de alta frecuencia y la información se transporta modulando un tono conitnuo a impulsos de duración variable. La combinación del mismo tono, con una duración corta y otra larga es el código Morse. Su inconveniente es el uso de operadores especializados. Pero su alcance es mayor, apenas le afecta las condiciones atmosféricas, y permite encriptaciones.
  • Teletipo. Mismo funcionamiento que anterior pero dotando a la transmisión y recepción de máquinas de escribir especiales que covnierten automáticamente las señales en texto escrito.
    1. 10.2.TIPOS DE SERVICIOS BASADOS EN LA RADIOTRANSMISIÓN

La utilización de las ondas de radio sirven para varios servicios:

  • Telefonía Móvil Automática (TMA). No necesita licencia , transmiten en dúplex
  • Buscapersonas. No necesita licencia. Para dar avisos.
  • Radioaficionado. Hace falta examen para obtener licencia A, B o C.
  • Banda Ciudadana , CB.  No necesaria licencia, para alcance local entre particulares.
  • PMR. Segmento libre en la banda de 400 MHz. Necesario licencia.
  • Radioescucha. No necesaria licencia. Para captar señales, pero no para emitir.
  • Radiodifusión comercial. La radio que emite programas para el público.
  • Servicio Móvil Terrestre. Necesita una concesión administrativa, para ambulancias, radiotaxi, etc.
  • Otros  servicios públicos como Protección Civil y los Cuerpos y Fuerzas de Seguridad del Estado que tampoco necesitan licencia.
  1. EQUIPOS DE RADIO. USO Y MANEJO

Todo vehículo de la Guardia Civil está dotado , al menos , de un equipo de radio que le permite establecer comunicaciones dentro de la red a la que pertenece. Generalmente son equipos que funcionan en la banda de VHF. Y por ello hay que tener en cuenta las siguientes consideraciones:

  • El sistema de comunicaciones consta del equipo emisor/receptor y de su antena correspondiente. Por tanto hay que considerar el buen uso y estado de ambos.
  • Como la comunicación con VHF utilizan el enlace directo, hay que procurar una buena línea visual directa en las comunicaciones. Buscando ubicación en altura y despejada de obstáculos.
  • La antena no puede estar doblada, ni en contacto con cualquier otro objeto.
  • El equipo transmisor deberá encenderse al iniciar el servicio y apagarse al terminar. Además si el equipo dispone de mando de control, hay que procurar silenciar el soplido molesto de la FM.
  • Se buscará en todo momento la zona de cobertura que ofrezca el repetidor de la zona donde se encuentre, evitando zonas de sombra. Y se usará el canal que garantice el enlace.
  • El volumen estará lo suficiente alto para escuchar notificaciones.

Tabla guía de reparaciones básicas o actuaciones a realizar por el usuario sobre su equipo de transmisiones:

SINTOMA POSIBLE CAUSA ACTUACIÓN
El equipo no enciende el fusible está fundido sustitución del fusible
El equipo no enciende no hay conexión en la batería revisar batería y conectar
El equipo no enciende el conector de alimentación se ha soltado de su parte posterior revisar y enchufar el conector
El equipo no enciende y apaga solo el cable que parte de la batería está flojo Revisar cable en la batería y apretar
El equipo no enciende y apaga solo El conector que llega el equipo está flojo Revisar el conector y ajustarlo
La transmisión se entrecorta Mala situación entre emisor y receptor Cambiar de posición
La transmisión se entrecorta Demasiada distancia entre emisor y receptor Esperar si es posible a otra posición
La transmisión se entrecorta El cable de micrófono hace mal contacto Cambiar el micrófono
La transmisión se entrecorta La tecla del micrófono hace mal contacto Ídem
Presencia de ruido El silenciador está abierto Ajustarlo si es manual
No se recibe nada Estamos en un canal distinto al del corresponsal Cambiar canal
No se recibe nada El volumen del equipo está bajo Subirlo
No se recibe nada No hay antena en el coche Colocarla
No se recibe nada El cable de la antena no está roscado en el equipo Revisar conector y apretarlo
No se recibe nada Si hay altavoz exterior separado del equipo puede estar mal Sustituirlo por otro altavoz
No se recibe nada El cable de la antena puede estar cortado Sustituirlo
No se nos escucha Presencia obstáculos o demasiada distancia Cambiar de posición
No se nos escucha Cable de micrófono cortado Cambiar micrófono
No se nos escucha Tecla de micrófono defectuosa ídem

TEMA  23

Automovilismo  

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  1. AUTOMOVILISMO: MECÁNICA DEL AUTOMÓVIL

El automóvil, como máquina de movimiento autónomo, gracias al motor convierte la energía química del combustible en energía mecánica.

Genéricamente sus partes principales son : motor, transmisión, dirección, frenos, suspensión, ruedas y carrocería. También conviene llamar la atención a los sistemas de distribución, alimentación, encendido, engrase y refrigeración.

  1. EL MOTOR
  1. CLASES DE MOTORES

Es el corazón del automóvil. El que le da sentido como máquina de utilidad para el ser humano.

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Hay de varios tipos, fundamentalmente debido a su fuente de energía primaria.

Motor de explosión.

Este motor es el de los automóviles propulsados por gasolina. Es un tipo de motor de combustión interna que utiliza la explosión del combustible gasoilina, provocada mediante una chispa, para expandir un gas empujando así un pistón. Hay de dos y de cuatro tiempos. El ciclo termodinámico utilizado es conocido como Ciclo Otto. Este motor, también llamado motor Otto, es junto al motor diésel, el más utilizado hoy en día.

Motor Diesel.

El motor diésel es un motor térmico de combustión interna en el cual el encendido se logra por la temperatura elevada producto de la compresión del aire en el interior del cilindro. Fue inventado y patentado por el ingeniero aleman Rudolf Diesel en 1892. El motor de gasolina al principio tenía muy poca eficiencia. Rudolf Diesel estudió las razones y desarrolló el motor que lleva su nombre (1892), cuya eficiencia es bastante mayor. En teoría, el ciclo diésel difiere del ciclo Otto en que la combustión tiene lugar en este último a volumen constante en lugar de producirse a una presión constante. La mayoría de los motores diesel tienen también cuatro tiempos, si bien las fases son diferentes de las de los motores de gasolina.

Un motor diésel funciona mediante la ignición de la mezcla aire-gas sin chispa. La temperatura que inicia la combustión procede de la elevación de la presión que se produce en el segundo tiempo motor, compresión. El combustible diésel se inyecta en la parte superior de la cámara de compresión a gran presión, de forma que se atomiza y se mezcla con el aire a alta temperatura y presión. Como resultado, la mezcla se quema muy rápidamente. Esta combustión ocasiona que el gas contenido en la cámara se expanda, impulsando el pistón hacia abajo. La biela transmite este movimiento al cigüeñal, al que hace girar, transformando el movimiento lineal del pistón en un movimiento de rotación.

Al igual que el motor de explosión, el motor Diesel puede ser de dos y de cuatro tiempos.

Motor eléctrico.

El motor eléctrico es un dispositivo que transforma la energía eléctrica en energía mecánica por medio de la acción de los campos magnéticos generados en sus bobinas. Son máquinas eléctricas rotatorias compuestas por un estátor y un rotor. Aunque en la actualidad aún no están tan desarrollados ni comercializados.

Motor híbrido.

El que combina dos motores. Generalmente uno eléctrico y otro de explosión.

PARTES DEL MOTOR

  1. ELEMENTOS FIJOS

El bloque motor.

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Es el cuerpo del motor. En él se alojan los cilindros y otros componentes. Por la parte de arriba se cierra con la culata. Por abajo se cierra con el  cárter.

Los bloques se fabrican de una sola pieza y completamente huecos para eliminar peso muerto en el motor. Todos los cilindros van dispuestos en uno o dos bloques, según el tipo de motor, unidos por su bancada, formando así un cuerpo único.

Esta disposición de un solo bloque tiene la ventaja de dar mayor rigidez al conjunto, simplifica la refrigeración del motor y facilita el proceso de fabricación.
El material empleado en la fabricación de los bloques es, generalmente, fundición de hierro con estructura perlítica, aleado con pequeñas proporciones de cromo y níquel, que proporcionan una gran resistencia al desgaste y protección a la corrosión. Este material además resiste muy bien las altas temperaturas que tiene que soportar.

En la fabricación de bloques se emplean también las aleaciones ligeras a base de aluminio-silicio, que tienen las ventajas de su menor peso y gran conductibilidad térmica, con lo que se mejora la refrigeración. Estas características permiten aumentar el grado de compresión en los motores de gasolina, con lo que se obtiene una mayor potencia útil y un menor peso específico para una misma cilindrada.

El cilindro.

Es donde se produce la explosión del combustible y se aprovecha su energía. El orificio circular que sirve de cilindro puede practicarse sobre el propio material del bloque, o bien puede obtenerse ajustando en este unas piezas postizas en forma de tubo llamadas “camisas”. Estas piezas se fabrican independientemente y se montan sobre el bloque con un buen ajuste.
Según el procedimiento empleado para obtener los cilindros hay que distinguir dos clases de bloques:

  • Bloque integral :Los cilindros se mecanizan sobre el propio material del bloque. Para ello, el orificio destinado a formar el cilindro se obtienen en bruto, de fundición, con la sobremedida necesaria para el mandrinado Este tipo de bloque es muy utilizado en la actualidad.
  • Bloque con camisas : Las camisas son unos cilindros desmontables que se acoplan al bloque motor. Tienen la ventaja de que se pueden fabricar de materiales distintos al del bloque motor, por lo que pueden ser más resistentes al desgaste y más eficientes a la hora de evacuar el calor. En caso de avería o desgaste de los cilindros pueden ser sustituidas las camisas sin que el bloque motor se vea afectado. Las superficies interiores de las camisas se obtienen por mecanizado de precisión, rectificado y pulido. A continuación, reciben un tratamiento superficial, que en muchos casos es un cromado con el fin de reducir el desgaste de segmentos y cilindros, estando controlado es proceso de forma que resulte una superficie finamente porosa capaz de retener el lubricantes.

Hay dos tipos de camisas en los bloques:

Camisas secas: se llaman camisas “secas” porque no están en contacto directo con el líquido de refrigeración.

Camisas húmedas: se llaman camisas “húmedas” porque están en contacto directo con el líquido refrigerante.

Para no se produzcan sacudidas al pasar de una fase a otra del ciclo de explosión, el motor tiene varios cilindros, normalmente 2, 4, 6, 8, 12, 16, etc. Aunque en motocicletas de poca potencia,  pueden usarse de sólo un cilindro de dos o cuatro tiempos.

Los motores de dos cilindros se pueden presentar siguiendo diferentes disposiciones. Pueden estar dispuestos en línea transversal calado a 180°. Estos motores ofrecen una mayor superficie frontal, lo cual es bueno para su refrigeración si esta es por aire y malo para su penetración aerodinámica. Los escapes salen por la parte delantera y los carburadores se cuentan en la parte posterior de los cilindros.

Otra disposición usada en los motores bicilíndricos en línea, es la que sitúa los cilindros en el sentido longitudinal. Este tipo de motores utiliza 2 cigüeñales paralelos y engranados entre sí, colocados en sentido transversal a la marcha, que giran en sentido opuesto para disminuir las vibraciones.

Hoy en día las tendencias de diseño de los motores bicilíndricos, conducen a la disposición de los cilindros en V .Esta disposición hace posible colocar los carburadores en el centro de la V o en la parte trasera del conjunto. Los escapes salen, en el cilindro inferior por la cara delantera, hacia abajo y después hacia atrás, y el del cilindro superior por su cara trasera, hacia atrás directamente, o también por delante si los carburadores están detrás del. La estrechez de este motor es superior a la del bicilíndrico transversal puesto que al colocarse los cilindros en una V, el cigüeñal puede ser más corto y más compacto.

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Un motor de cuatro cilindros en línea es una configuración de las más utilizadas de motor de combustión interna en la que cuatro cilindros están dispuestos en una sola fila. Puede ser montado longitudinalmente o transversalmente, con cilindros y pistones verticales, o incluso parcialmente inclinado o en posición horizontal. Hoy es la configuración de motor utilizada en la mayoría de los automóviles de hasta 2,5 litros de cilindrada. El límite «práctico» para los motores de cuatro cilindros de cuatro tiempos es de alrededor de 2,5 litros. Sin embargo, a pesar de que existen motores de ciclo Otto cuyo límite es el mencionado, existen casos de motores de ciclo diésel cuya cilindrada llega o hasta sobrepasa los 3,0 litros.

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La culata.

Constituye una pieza de hierro fundido o de aluminio en algunos motores, que va colocada encima del bloque del motor. Su función es sellar la parte superior de los cilindros para evitar pérdidas de compresión y salida inapropiada de los gases de escape.

En la culata se encuentran situadas las válvulas de admisión y de escape, así como las bujías. Posee, además, dos conductos internos: uno conectado al múltiple de admisión (para permitir que la mezcla aire-combustible penetre en la cámara de combustión del cilindro) y otro conectado al múltiple de escape (para permitir que los gases producidos por la combustión sean expulsados al medio ambiente). Posee, además, otros conductos que permiten la circulación de agua para su refresco.

La culata está firmemente unida al bloque del motor por medio de tornillos. Para garantizar un sellado hermético con el bloque, se coloca entre ambas piezas metálicas una “junta de culata”, constituida por una lámina de material de amianto o cualquier otro material flexible que sea capaz de soportar, sin deteriorarse, las altas temperaturas que se alcanzan durante el funcionamiento del motor.

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El cárter.

Es el lugar donde se deposita el aceite lubricante que permite lubricar el cigüeñal, los pistones, el árbol de levas y otros mecanismos móviles del motor.

Durante el tiempo de funcionamiento del motor una bomba de aceite extrae el lubricante del cárter y lo envía a los mecanismos que requieren lubricación. Existen también algunos tipos de motores que en lugar de una bomba de aceite emplean el propio cigüeñal, sumergido parcialmente dentro del aceite del cárter, para lubricar “por salpicadura” el mismo cigüeñal, los pistones y el árbol de levas.

    1. ELEMENTOS MÓVILES

Pistón: El pistón constituye una especie de cubo invertido, de aluminio fundido en la mayoría de los casos, vaciado interiormente. En su parte externa posee tres ranuras donde se insertan los aros de compresión y el aro rascador de aceite. Más abajo de la zona donde se colocan los aros existen dos agujeros enfrentados uno contra el otro, que sirven para atravesar y fijar el bulón que articula el pistón con la biela.

Los segmentos son unos anillos de material más blando que el cilindro que se ajustan exteriormente al pistón para sellar su movimiento dentro del cilindro.

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Biela: Es una pieza metálica de forma alargada que une el pistón con el cigüeñal para convertir el movimiento lineal y alternativo del primero en movimiento giratorio en el segundo. La biela tiene en cada uno de sus extremos un punto de rotación: uno para soportar el bulón que la une con el pistón y otro para los cojinetes que la articula con el cigüeñal. Las bielas puedes tener un conducto interno que sirve para hacer llegar a presión el aceite lubricante al pistón.

Bulón: Es una pieza de acero que articula la biela con el pistón. Es la pieza que más esfuerzo tiene que soportar dentro del motor.

Cigüeñal: Constituye un eje con manivelas, con dos o más puntos que se apoyan en una bancada integrada en la parte superior del cárter y que queda cubierto después por el propio bloque del motor, lo que le permite poder girar con suavidad. La manivela o las manivelas (cuando existe más de un cilindro) que posee el cigüeñal, giran de forma excéntrica con respecto al eje. En cada una de las manivelas se fijan los cojinetes de las bielas que le transmiten al cigüeñal la fuerza que desarrollan los pistones durante el tiempo de explosión.

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Además el movimiento del cigüeñal realiza las funciones de distribución (apertura y cierre de válvulas), producción de chispas en las bujías para el encendido, engrase de partes móviles, movimiento del generador de corriente eléctrica (normalmente el alternador) y la refrigeración.

El volante motor, también llamado volante de inercia, es una pieza que se encuentra situada en el extremo del cigüeñal. Su cometido es regular el giro del cigüeñal. Unido al volante motor se sitúa el embrague, transmitiendo el movimiento del motor a la caja de cambios y, posteriormente, a las ruedas. A la hora de sustituir el embrague de nuestro coche, es muy importante revisar el estado del volante motor y sustituirlo si es necesario.

El cigüeñal, debido al giro propio del motor, hay momentos en los que se aplica un impulso para acelerarlo, mientras que en otros tiende a pararse. Con la ayuda del volante motor, el giro del cigüeñal se regula y se mantiene constante. La energía que recibe en cada impulso, la devuelve posteriormente.

El material con el que está fabricado de forma habitual es de fundición. El montaje del volante motor sobre el cigüeñal se realiza en una única posición posible. Con esto, lo que conseguimos es equilibrar perfectamente el movimiento del motor. Cuantos más cilindros tenga el motor del coche, el giro de este será más regular, por lo que la masa necesaria del volante motor será menor.

Pero eso no es todo ya que, según las características del motor, será necesario montar un tipo de volante motor u otro. Es necesario tener en cuenta el arranque del motor, el ralentí o las aceleraciones, entre otros.

Si queremos conseguir un arranque del motor más sencillo o queremos mantener un correcto ralentí, el volante motor debe tener una masa mayor, mediante el cual conseguimos acumular una gran cantidad de energía en la primera fase, que será devuelta en las sucesivas. Si el motor está diseñado para tener una aceleración rápida, el volante motor que equipe el vehículo debe tener una masa menor, ya que facilita la aceleración.

En el contorno del volante motor se sitúa una corona dentada. Esta corona se utiliza para poner en marcha el motor gracias al motor de arranque, así como controlar las revoluciones de giro del motor, r.p.m., mediante el sensor correspondiente. En la parte exterior del motor también podemos encontrar información útil sobre las marcas del p.m.s. (punto muerto superior) y el avance del encendido.

Hoy en día, también nos podemos encontrar un volante motor bimasa. Estos volantes se componen de dos platos y, en medio de ellos, se sitúa un muelle helicoidal y un rodamiento de bolas. Además, con este tipo de volantes conseguimos un desembrague más progresivo, así como una reducción del ruido y vibraciones.

  1. LOS TIEMPOS. CICLOS DEL MOTOR.

Todo motor de combustión interna aprovecha la combustión del combustible en una seria de fases repetitivas llamadas tiempos.

  1. EL MOTOR DE CUATRO TIEMPOS

El motor de gasolina de cuatro tiempos se conoce también como “motor de ciclo Otto”, denominación que proviene del nombre de su inventor, el alemán Nikolaus August Otto (1832-1891).

Los cuatro tiempos que se distinguen en este motor son:

  • Admisión
  • Compresión
  • Explosión
  • Escape

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Primer Tiempo: Admisión. Al inicio de este tiempo el pistón se encuentra en el PMS (Punto Muerto Superior). En este momento la válvula de admisión se encuentra abierta y el pistón, en su carrera o movimiento hacia abajo va creando un vacío dentro de la cámara de combustión a medida que alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior), ya sea ayudado por el motor de arranque cuando ponemos en marcha el motor, o debido al propio movimiento que por inercia le proporciona el volante una vez que ya se encuentra funcionando. El vacío que crea el pistón en este tiempo, provoca que la mezcla aire-combustible que envía el carburador al múltiple de admisión penetre en la cámara de combustión del cilindro a través de la válvula de admisión abierta.

Segundo Tiempo: Compresión. Una vez que el pistón alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior), el árbol de leva, que gira sincrónicamente con el cigüeñal y que ha mantenido abierta hasta este momento la válvula de admisión para permitir que la mezcla aire-combustible penetre en el cilindro, la cierra. En ese preciso momento el pistón comienza a subir comprimiendo la mezcla de aire y gasolina que se encuentra dentro del cilindro.

Tercer Tiempo: Explosión. Una vez que el cilindro alcanza el PMS (Punto Muerto Superior) y la mezcla aire-combustible ha alcanzado el máximo de compresión, salta una chispa eléctrica en el electrodo de la bujía, que inflama dicha mezcla y hace que explote. La fuerza de la explosión obliga al pistón a bajar bruscamente y ese movimiento rectilíneo se transmite por medio de la biela al cigüeñal, donde se convierte en movimiento giratorio y trabajo útil.

Cuarto Tiempo: Escape. El pistón, que se encuentra ahora de nuevo en el PMI después de ocurrido el tiempo de explosión, comienza a subir. El árbol de leva, que se mantiene girando sincrónicamente con el cigüeñal abre en ese momento la válvula de escape y los gases acumulados dentro del cilindro, producidos por la explosión, son arrastrados por el movimiento hacia arriba del pistón, atraviesan la válvula de escape y salen hacia la atmósfera por un tubo conectado al múltiple de escape.

De esta forma se completan los cuatro tiempos del motor, que continuarán efectuándose ininterrumpidamente en cada uno de los cilindros, hasta tanto se detenga el funcionamiento del motor.

En teoría, un tiempo empieza donde termina el anterio, pero si esto fuera realmente así, la potencia del motor se vería muy menguada. Para aprovechar toda la potencia, es necesario solapar los tiempos de manera que antes de que acabe uno ya haya empezado el siguiente. Para conseguir este solapamiento nos serviremos de los reglajes del motor.

Un reglaje de motor afecta a los tiempos de admisión, explosión y escape.

Reglaje de admisión: Consiste en adelantar la apertura de la válvula de admisión y retrasar su cierre, también se denomina avance. Por tanto, la válvula de admisión se abrirá antes de que el pistón llegue a su PMS y se cerrarán después de que haya pasado por su PMI. Con este reglaje, conseguimos un mejor llenado del cilindro con la mezcla carburada.

Reglaje de explosión o encendido: Este consiste en adelantar el instante en el que salta la chispa de la bujía, es decir, que se efectuará el encendido antes de que el pistón llege al PMS. El porqué del avance de encendido, es muy simple, sabemos que aun siendo la combustión de la mezcla muy rápida, no es instantánea por tanto si la chispa saltara cuando el pistón se encuentra en su PMS, la combustión no sería completa antes de que éste empezara a descender. Pero si lo sería si la combustión empezara antes de llegar a su PMS siendo, en este caso, mayor la fuerza con que el pistón es empujado y mejor, también, el aprovechamiento del combustible.

El avance de encendido se mide en grados del volante motor. Así, si decimos que el avance es de 15º, queremos decir que al volante le faltan 15º para que el pistón llegue al PMS.

Reglaje de escape : Su finalidad es la de conseguir un mejor vaciado del cilindro de los gases. Para lo cual debe abrirse la válvula de escape momentos antes de que el pistón llegue al PMI y se cierre un poco después de haber pasa del PMS, coincidiendo con la apertura de la válvula de admisión.

Por tanto, el reglaje de escape tiene dos objetivos: primero, avanzar la apertura de la válvula de escape, operación que se denomina avance de la apertura del escape (A.A.I.), y segundo, retrasar el cierre de la mencionada válvula, que se denomina retraso del cierre del escape (R.C.E.).

ORDEN DE EXPLOSIONES: Por orden de explosiones se entiende la sucesión de encendidos en los distintos cilindros del motor. Se por una serie de números que señalan el orden. Cada número determina el ordinal del cilindro, empezando por el lado opuesto al del volante. El orden de explosión más usado es 1-3-4-2, pudiendose variar éste, siempre y cuando también variemos la disposición de los codos del cigüeñal.

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    1. EL MOTOR DE DOS TIEMPOS

En estos motores la cuatro operaciones de que se compone el ciclo del motor de cuatro tiempos se realizan en, sólo, dos carreras del pistón, existiendo una explosión por cada vuelta del cigüeñal.

No tienen válvulas sino que van provistos de tres ventanas o lumbreras. La primera es la de escape y está situada frente a la de admisión de mezcla. Hay una tercera lumbrera, por la que entra la mezcla al cárter desde el que pasa al cilindro. Al igual que en el motor de cuatro tiempos, en el de dos también hay segmentos de compresión, pero no de engrase dado que éste se efectúa directamente por el aceite que porta la mezcla carburada y que mantiene una proporción, aproximada, de medio litro de aceite por diez de gasolina.

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  1. EL MOTOR DIESEL

El motor diésel es un motor térmico de combustión interna en el cual el encendido se logra por la temperatura elevada producto de la compresión del aire en el interior del cilindro. Fue inventado y patentado por el ingeniero aleman Rudolf Diesel en 1892. El motor de gasolina al principio tenía muy poca eficiencia. Rudolf Diesel estudió las razones y desarrolló el motor que lleva su nombre (1892), cuya eficiencia es bastante mayor.

La particularidad que diferencia a los motores diesel de los de gasolina es la forma de quemar el combustible, lo que el motor diesel hace por autoencendido, es decir, no requiere un sistema que produzca una chispa para provocar el encendido de una mezcla de aire combustible.

Para quemar el combustible, el motor diesel utiliza la elevada temperatura que alcanza el aire al ser comprimido en la carrera de compresión de los motores de cuatro tiempos.

Teniendo en cuenta las grandes diferencias entre motores (marcas, modelos, inyección directa e indirecta, revoluciones de trabajo, etc.) y sin extendernos mucho, se puede simplificar diciendo que la presión sube hasta aproximadamente unos 45 bar y la temperatura a unos 600 grados, cuando el motor está girando a unas revoluciones por encima del ralentí.

En estas condiciones y poco antes del punto muerto superior del cilindro, se introduce el combustible de forma progresiva en forma de espray dentro de la cámara de combustión.

De esta forma se origina una combustión continua mientras dura la inyección del combustible. Este detalle provoca el excelente par motor de los motores diesel, ya que permite realizar la “combustión a presión constante”. Esto quiere decir, que aunque el pistón se desplace hacia el punto muerto inferior aumentando el volumen de la cámara de combustión, la presión (fuerza que impulsa al pistón) se mantiene debido al calor que aporta la combustión del gasoil.

  1. SISTEMA DE ALIMENTACIÓN EN MOTORES
  1. EN MOTORES DE EXPLOSIÓN

Los elementos más destacados a considerar son:

  • Depósito.

Los depósitos de gasolina se instalan lo más lejos posible del motor: evitando así posibles incendios y se puede instalar el depósito a un nivel más bajo. Estos están divididos en su interior para evitar el desplazamiento de carburante cuando el coche toma una curva o frena; está recubierto con una pintura que evita la corrosión. Normalmente son metálicos y su capacidad varía entre los 18 y 100 litros. Además algunos cuentan con un depósito de reserva.
Es preciso que el aire pueda entrar en el depósito al tiempo que se consume la gasolina con objeto de evitar formación de vacío.

  • Filtro de gasolina

La gasolina que entra en el depósito suele contener algo de polvo y humedad, por eso se instala un filtro de tipo basto que impide el paso de las partículas más gruesas y gotas de agua a los conductos. Por regla general la bomba de gasolina dispone de uno parecido. El carburador suele estar provisto de un filtro de malla metálica muy fina colocado en la entrada de la cuba.

  • Bomba de gasolina. Puede ser mecánica o eléctrica.

En la bomba mecánica, una parte excéntrica del árbol de levas acciona la palanca número 1, que mueve la membrana número 2, aspirando combustible por efecto de las válvulas 3 y 4, que son de efecto contrario. Cuando la leva no acciona la palanca, ésta vuelve a su sitio por el resorte número 5, impulsando la membrana y con ella el carburante que sale hacia los cilindros por el número 4. La membrana está constituida por un tejido de caucho sintético o de plástico. Si la membrana se rompe o se estropea producirá fallos en el sistema de alimentación, lo que impedirá que el combustible llegue normalmente a los cilindros.
Dicha membrana es accionada por un sistema mecánico, pero existe igualmente un sistema eléctrico para hacerla mover y aspirar. Suele haber colocados, entre estos sistemas, varios filtros que purifican el combustible de las impurezas que le acompañan.

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La bomba eléctrica es más efectiva. El principio de funcionamiento es el mismo que el de la mecánica, con la excepción que el diafragma es accionado por un solenoide (electroimán), en lugar del árbol de levas.

  • El filtro del aire

Un motor corriente utiliza de 2000 a 5000 lts. de aire por minuto, y por el filtro es de suma importancia para evitar que las partículas de polvo obstruyan los pasos de aire o arañen los pistones y cilindros. Al cargarse poco a poco de polvo, la resistencia de los filtros oponen al paso del aire y eso afectaría progresivamente a la carburación sino se limpian o sustituyen cada cierto tiempo. El filtro de aire también actúa como silenciador pues amortigua el ruido que produce el aire al entrar al carburador. Los filtros corrientes incluyen un elemento de papel que puede ser sustituido cuando este demasiado sucio, o disponen de un baño de aceite que cumple la función de filtrado. Otros más modernos incorporan plásticos como elemento filtrante, que no corroen, pesan menos y producen menos ruidos que los metálicos.

  • Colector de admisión.

Cumplen dos funciones: facilitan la vaporización de la mezcla, y la distribuyen a cada cilindro del modo más uniforme posible. La distribución seria completamente uniforme si toda la mezcla se vaporizara en el carburador, pero no ocurre así en todo momento, por lo que parte de la gasolina llega al colector en estado líquido. Esto no sería de gran importancia si el motor tuviera un carburador para cilindro; pero si el carburador tiene que alimentar a más de un cilindro se necesita un sistema adicional de vaporización para mejorar la distribución de la mezcla; esto se puede lograr con la ayuda de un foco calorífico. Este foco se encuentra en la zona central del colector, en contacto con el de escape. Si la posición del motor dificulta la inclusión del punto caliente del escape se puede calentar el colector con una camisa de agua alimentada por el sistema de refrigeración.

  • Carburador

Su misión consiste en mezclar una determinada cantidad de Gasolina y una determinada de aire, y en suministrar una proporción adecuada de esta mezcla vaporizada a cada cilindro para su combustión.

Por la regla general una mezcla de aproximadamente 14,7 partes de aire y 1 de gasolina (denominada mezcla perfecta) asegura la completa combustión del carburante. Las características que debe reunir la mezcla son las siguientes: riqueza para el arranque; menor riqueza para ralentí y poca velocidad, mucha riqueza para aceleraciones y velocidades altas. La combustión del aire y la gasolina producen entre otros gases, monóxido de carbono, dióxido de carbono, hidrocarburos y óxido de nitrógeno.

El vacío parcial que se crea en el cilindro cuando los pistones descienden en el tiempo de admisión absorbe el aire, haciéndolo pasar por el carburador. Este aire atraviesa el carburador; la cantidad que pasa está limitada por una aleta basculante, llamada regulador de mariposa cuya apertura y cierre son gobernados por el pedal acelerador. La gasolina que procede de la cuba del carburador se incorpora a la corriente de aire a nivel de un estrechamiento del conducto llamado venturi o difusor. Al pasar la corriente de aire por el venturi aumenta su velocidad y es precisamente en esta región de bajas presiones donde se absorbe la gasolina. En la practica un carburador como el que acabamos de describir no resultaría satisfactorio ya que el aire y la gasolina no tienen las mismas características de flujo. La mezcla se enriquecería progresivamente al aumentar el flujo de aire y disminuir su densidad, y llegaría un momento en que la mezcla sería demasiado rica.

Para poder conseguir unas dosificaciones de mezcla adaptadas a todas las condiciones de funcionamiento del motor, además del carburador elemental necesitamos unos dispositivos para la corrección automática de las mezclas, como:

  • Un sistema de funcionamiento para marcha normal, constituido por el carburador elemental (ya estudiado), adecuando la dosificación de mezcla en sus calibres a una dosificación teórica de de 1/14.7.
  • Un circuito que proporciona la cantidad de combustible necesario para el funcionamiento del motor a bajas revoluciones (ralentí).
  • Un sistema automático corrector de mezclas, formado por el circuito compensador de aire, para que a bajas y altas revoluciones del motor la dosificación de la mezcla se mantenga igual a la dosificación teórica.
  • Un circuito economizador de combustible, para adecuar la riqueza de la mezcla a una dosificación de máximo rendimiento, con independencia de la carga de los cilindros.
  • Un circuito enriquecedor de mezcla (bomba de aceleración), para casos críticos de funcionamiento a máxima potencia.
  • Un dispositivo para el arranque del motor en frío.

Los carburadores pueden y de hecho varían según las marcas de los automóviles, pero en todos encontraremos tres elementos esenciales, que son:

  • Cuba
    El carburador dispone de un pequeño depósito llamo cuba que sirve para mantener constante el nivel de gasolina en el carburador, la cual es a su vez alimentada por la bomba de alimentación, que hemos visto.
    Este nivel constante se mantiene gracias a un flotador con aguja que abre o cierra el conducto de comunicación, y en este caso, de alimentación entre la cuba y el depósito de gasolina.
  • Surtidor
    La gasolina pasa de la cuba a un tubito estrecho y alargado llamado surtidor que comúnmente se le conoce con el nombre de “gicler”. El surtidor pone en comunicación la cuba con el conducto de aire, donde se efectúa la mezcla de aire y gasolina (mezcla carburada).
  • Difusor
    Es un estrechamiento del tubo por el que pasa el aire para efectuar la mezcla. Este estrechamiento se llama difusor o venturi. El difusor no es más que una aplicación del llamado “efecto venturi”, que se fundamenta en el principio de que “toda corriente de aire que pasa rozando un orificio provoca una succión”.
    La cantidad de gasolina que pasa con el fin de lograr una óptima proporción (1:14.700), la regulan, como hemos visto, el calibrador o el difusor o venturi.
    Por su parte, el colector de admisión, que es por donde entra el aire del exterior a través de un filtro en el que quedan las impurezas y el polvo, a la altura del difusor, se estrecha para activar el paso del aire y absorber del difusor la gasolina, llegando ya mezclada a los cilindros.
    La corriente que existe en el colector, la provocan los pistones en el cilindro durante el tiempo de admisión, que succionan el aire.
    Una válvula de mariposa sirve para regular la cantidad de mezcla, ésta es a su vez accionada por el conductor cuando pisa el pedal del acelerador, se sitúa a la salida del carburador, permitiendo el paso de más o menos mezcla.

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Tipos de carburadores: difusor fijo, doble, cuádruple.

    • De difusor fijo.

Este tipo de carburador al que pertenecen la mayoría de los modelos de todas las marcas (excepto los carburadores S.U) se caracterizan por mantener constante el diámetro del difusor o venturi, con lo cual la velocidad del aire y la depresión creada a la altura del surtidor son siempre constantes para cada régimen del motor, en función de la mayor o menor apertura de la mariposa de gases.
Los diferentes modelos o marcas de carburadores existentes en el mercado, basan su funcionamiento en los principios teóricos, se diferencia esencialmente en la forma de realizar la regulación de la mezcla, empleando uno u otro dispositivo que ya iremos viendo. La toma de aire en todos los circuitos y la aireación de la cuba se realizan a través del colector principal, asegurando así en todos los pasos de aire, la purificación del mismo por medio del filtro.

    • Doble

Es utilizado en autos de altas prestaciones y de competición, está formado por dos carburadores simples unidos en un cuerpo común. Lleva dos colectores de aire y cada uno de los carburadores tiene todos los circuitos correspondientes para la realización de la mezcla. Cada uno de los colectores desemboca por separado en un colector de admisión independiente para alimentar con cada uno de los carburadores a la mitad de los cilindros del motor. Logrando así un mejor llenado de los cilindros y un perfecto equilibrio en relación con la mezcla. Se alimenta de una cuba “común” que suministra cantidades de combustible equivalentes a cada uno de los carburadores. El mando de los mismos se realiza con el acelerador del vehículo, que acciona simultáneamente las dos mariposas de gases, unidas por un eje común.

    • Cuádruple o escalonado

Cuando la cilindrada de un motor ronda los 1.5 L. el volumen de mezcla a suministrar para alimentar el motor es apreciable. Debido a esto, nos surgen varios inconvenientes, por una parte nos conviene que el diámetro del difusor sea estrecho para cuando se circula a bajas r.p.m., con objeto de que el aire se acelere y vaporice la gasolina que aspira del surtidor. Pero cuando se necesita potencia, si el difusor es muy estrecho limita el paso de aire por el colector. Para solucionar estos problemas están los carburadores de doble cuerpo, que tienen una sola entrada de aire por un filtro de aire único, también tienen una sola cuba de combustible. y un único sistema de arranque en frío, los demás elementos y circuitos que forman un carburador son independientes.

De los dos cuerpos que forman el carburador, uno es el llamado “principal” (se distingue por tener la mariposa de gases más pequeña, diámetro menor), proporciona toda la mezcla necesaria al motor mientras el acelerador se pisa hasta un tercio o la mitad de su recorrido; más a fondo empieza a abrirse ya rápidamente la mariposa del segundo cuerpo (secundario), con lo que se proporciona al motor gran volumen de mezcla para grandes cargas del motor (acelerador pisado al máximo). En este tipo de carburadores el estrangulador para arranque en frío, va montado en el cuerpo principal, en algunos casos, en otros como en la figura superior, lleva mariposa estranguladora en los dos cuerpos..
Estos carburadores, pueden tener los cuerpos de diferentes dimensiones y se aplican a motores de 4 y 6 cilindros.

    1. EN MOTORES DIESEL

Es el encargado de suministrar el combustible necesario para el funcionamiento del motor, pudiéndose diferenciar dos apartados fundamentales:

a) Circuito de alta presión, encargado de impulsar el combustible a una presión determinada para ser introducido en las cámaras de combustión.

b) Circuito de baja presión, encargado de enviar el combustible desde el depósito en que se encuentra almacenado a la bomba de inyección.

El circuito quedaría formado por:

ï  Depósito de combustible.

ï  Bomba de alimentación.

ï  Filtro.

ï  Bomba de inyección.

ï  Inyectores.

Este sería el funcionamiento de dicho circuito:

La bomba de aspiración succiona combustible del depósito a través de una rejilla filtrante, que se encuentra en el extremo del tubo de aspiración. Este combustible llega a través de un primer filtro que elimina las impurezas más gruesas que lleva en suspensión el gasóleo. Después la bomba lo mandaría al filtro del combustible y de ahí pasaría a la bomba de inyección, que lo mandaría a los inyectores.

La bomba de alimentación normalmente trabaja con presiones en torno a 1 o 2 Kg/cm2. y en cantidad suficiente, siendo una válvula de descarga la que regula dichas presiones, teniendo una canalización de retorno para el combustible sobrante que va de vuelta al depósito.

Esta bomba suele contar con una pequeña bomba manual de cebado, que usa el mismo circuito y que sirve para purgar y llenar las canalizaciones de combustible. Si la bomba de inyección es de elementos en línea, la bomba de alimentación normalmente irá acoplada a ella, recibiendo el movimiento del árbol de levas de la propia bomba de inyección. En este caso la bomba normalmente sería del tipo de pistón con muelle antagonista y rodillo, alojados en un cilindro. También contaría con válvulas de entrada y salida del combustible. Si la bomba de inyección fuese rotativa ya incorporaría su propia bomba de alimentación.

La bomba de inyección suministra el combustible necesario a presión a los distintos cilindros, a los que pasa a través de los inyectores, que lo pulverizan. Desde ellos, el sobrante que no entra en los cilindros se hace retornar por los conductos de rebose.

En el circuito de alta presión, los tubos entre la bomba de inyección y los inyectores se fabrican siempre de acero, a causa de las altas presiones que alcanza el combustible durante el funcionamiento del motor.

Para asegurar el ajuste correcto de cada cilindro y una capacidad de inyección uniforme para todos ellos, los tubos deben tener la misma longitud entre sí, ya que el cambio de longitud altera el punto de inyección de un cilindro respecto a los demás.

El arranque puede crear dificultades porque el combustible no se inflama fácilmente. Para solucionarlo, se recurre a calentamiento por medio de calentadores, o bien calefactando el conducto de admisión, o usando combustibles especiales como el éter para facilitar esa primera explosión.

  1. LA DISTRIBUCIÓN

Se llama distribución, al conjunto de piezas que reguan la enrada y salida de los gases en el cilindro. Los elementos que forman el sistema de distribución, son:

Engranaje de mando: son dos piñones que están sujetos, uno al cigüeñal por el extremo opuesto al volante y otro al extremo del árbol levas

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Al girar el cigüeñal, hace girar al eje de levas a la mitad de vueltas. Esto se logra al engranar un piñón con el doble de dientes, ya que por cada dos vueltas del cigüeñal, sólo se efectúa un ciclo completo, esto es, que en cada cilindro se produce una sola admisión y un solo escape.

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El engranaje puede ser: directo, por medio de piñones, por polea dentada de nylon o por cadena metálica.

Ha de encontrarse siempre en su punto. Para su reglaje se deben hacer coincidir las marcas que facilita el fabricante.

Árbol de levas: El árbol de levas es un eje que gira solidario al cigüeñal y a la mitad de vueltas que éste. Está provisto de unas excéntricas, llamadas levas, en número de dos por cilindro y una más para la bomba de alimentación. Las dos levas que tiene cada cilindro son: para admisión y para escape.

En el árbol de levas va dispuesto también un piñón que servirá para mover, por su parte inferior, la bomba de engrase y, por su parte superior, el eje ruptor y pipa o distribuidor.

Taqués: Los taqués o empujadores tienen por misión empujar, como su nombre indica, las válvulas cuando son accionadas por las levas.

Al girar el árbol de levas (A), la leva (B) empuja al taqué (C), éste vence el resorte (D) y permite que se despeje el orifico o tobera cerrado por la válvula (E), siendo (F) el reglaje de taqués.

Entre el taqué y la válvula existe un espacio llama juego de taqués, que oscila entre 0’15 y 0’20 milímetros. Su visión es permitir la dilatación por el calor de manera que cierre correctamente la válvula cuando el taqué no es accionado por la leva

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En un motor caliente, si se observa que las válvulas no cierran herméticamente, será debido, generalmente, a que los taqués están mal reglados.

El ajustar la separación de los taqués, a los límites marcados por las casas constructoras, se llama “reglaje de taqués”.

Válvulas: La leva es el dispositivo que hace abrir la válvula durante un instante, manteniéndose cerrada, por medio de un muelle, durante el resto del tiempo.

Las válvulas tienen forma de seta y están formadas por cabeza y vástago.

Tiene por misión abrir y cerrar los orificios de entrada y salida de gases.

Su cola o vástago se desliza por la guía, y en el extremo de ésta se coloca un platillo de sujeción. Entre el platillo y la guía dispone de un resorte, que es el que mantiene la válvula cerrada. Por cada cilindro deberá haber dos levas, ya que cada cilindro tiene dos válvulas.

Se suelen hacer las válvulas de admisión más grandes que las de escape, para permitir un mejor llenado del cilindro.La entrada de gases al cilindro puede producirse por su parte superior o por la lateral, dependiendo de la colocación de las válvulas.

Si los gases entran por la parte superior, se dice que el motor tiene las válvulas en cabeza, y si entran por su parte lateral, se dice que tiene las válvulas laterales.

Si van en cabeza, deben disponer de un nuevo elemento, llamado eje de balancines.

Existen motores en los que cada cilindro tiene cuatro válvulas, dos de admisión y dos de escape, accionadas por dos árboles de levas.

  1. LA LUBRICACIÓN

La misión principal del sistema de engrase es evitar el desgaste de los elementos del motor, debido a su continuo rozamiento, creando esta lubricación, una fina capa de aceite entre cada uno de los mismos.

El aceite empleado para engrasar estos elementos ha de ir depositado en el cárter inferior y su viscosidad suele variar según la temperatura y condiciones en las que ha de trabajar el motor.

Se puede decir que la duración y perfecto estado de funcionamiento de un motor están condicionados, en un elevado tanto por ciento, a la perfección con la que se efectúe el engrase.

Esto aceites empleados para la lubricación de los motores pueden ser tanto minerales, obtenidos de la destilación del petróleo bruto, como sintéticos.

Las principales condiciones o propiedades del aceite usado para el engrase de motores son: resistencia al calor, resistencia a las altas presiones, anticorrosivo, antioxidante y detergente. Por su densidad los aceites se clasifican en: espesos, extradensos, densos, semidensos, semifluidos, fluidos y muy fluidos.

Por sus propiedades, los aceites se clasifican en: aceite normal, aceite de primera o premium, aceite detergente y aceite multigrado, este último es más usado, ya que puede emplearse en cualquier tiempo, permitiendo un arranque fácil a cualquier temperatura, ya sea baja o alta. Los aceites sintéticos aúnan las propiedades detergente y multigrado.

Existen en el mercado unos aditivos que suelen añadirse al aceite para mejorarlo o darle determinadas propiedades. El fín de estos aditivos es que el polvo de estos productos se adhiera a las partículas en contacto, haciéndolas resbaladizas.

Los puntos principales a engrasar en un motor, son:

  • Paredes de cilindro y pistón.
  • Bancadas del cigüeñal.
  • Pié de biela.
  • Arbol de levas.
  • Eje de balancines.
  • Engranajes de la distribución.

El cárter inferior sirve de depósito al aceite, que ha de engrasar a todos los elementos y en la parte más profunda, lleva una bomba que, movida por un eje engranado al árbol de levas, lo aspira a través de un colador.

A la salida de la bomba, el aceite pasa a un filtro donde se refina, y si la presión fuese mayor de la necesaria, se acopla una válvula de descarga.

Por presión de engrase entendemos la presión a la que circula elaceite, desde la salida de la bomba hasta que llegue a los puntos de engrase.

Esta presión debe ser la correcta para que el aceite llegue a los puntos a engrasar, no conviene que sea excesiva, ya que aparte de ser un gasto innecesario llegaría a producir depósitos carbonosos en los cilindros y las válvulas.

Para conocer en todo momento la presión del sistema de engrase, se instala en el salpicadero un manómetro, que está unido a la tubería de engrase, y nos indica la presión real. También existe otro procedimiento, que es una luz de color rojo generalmente, situada también en el tablero de instrumentos, que se enciende cuando la presión es insuficiente.

A partir de aquí lo envía, a presión, a engrasar las distintas partes del motor y según el punto a donde llegue a presión, recibirá nombre el sistema empleado y que puede ser:

  • A presión: la bomba en el fondo del cárter aspira el aceite a través de un colador y lo envía por tuberías a los apoyos del cigüeñal, cabezas de biela, apoyos del árbol de levas, cadena de distribución, y taqués.
  • Por barboteo. Mediante salpicaduras
  • Mixto, combinando los anteriores.
  • Otros: a presión total y por cárter seco.

Hay que considerar los siguientes elementos destacados en el sistema de engrase :

Bomba. El aceite del engrase se mueve por una bomba, que hemos visto que se acciona por el árbol de levas.

Se encuentra en el cárter, sumergida en el aceite que éste contine.

Los tipos de bomba son:

Válvula reguladora. La bomba de engrase recibe el movimiento del árbol de levas y su velocidad de funcionamiento está en función de la velocidad de giro del motor. Si el motor gira deprisa, la bomba también, pudiendo producir una excesiva presión en el sistema de entrase, lo cual no sería conveniente. Para evitarlo se instala, a la salida de la bomba de engrase una válvula reguladora o de descarga, cuya misión es mantener la presión adecuada a las necesidades del motor. Si la bomba de engrase manda una excesiva cantidad de aceite al sistema de engrase, la válvula reguladora se abre y el aceite sobrante vuelve al cárter y, una vez establecida la presión deseada, se cierra.

Ventilación. Consiste en sacar del cárter los vapores de aceite, gasolina y agua a medida que se vayan formando dentro del mismo.

La ventilación se consigue de la siguiente manera: Del aire que entra por el filtro general F para el carburador C, se deriva una parte por el tubo D al interior del cárter, lo ventila y pasa por el conducto T a la cámara de balancines B (a la que ayuda a lubricar) y por S es aspirado por el carburador C.

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Filtrado. El aceite, después de engrasar los diferentes elementos del motor, puede arrastrar impurezas, que deben ser eliminadas antes de que vuelva a engrasar otra vez los elementos del motor, para ello se recurre a su filtrado.

El aceite se filtra antes de llegar a la bomba de engrase para que, una vez ésta lo mande a los distintos elementos y antes de llegar a ellos, pase por otro filtro constituido por una material textil poroso, donde quedan retenidas las impurezas.

Este filtro hay que cambiarlo cada cierto tiempo, pues las partículas en él depositadas pueden llegar a obstruirlo, lo cual hace que el aceite pase directamente a los elementos a engrasar lleno de impurezas.

Cambio de aceite. La ventilación del cárter y el filtrado no basta para impedir que poco a poco se vaya estropeando el aceite, por lo que llegado el momento es necesario su cambio. Este cambio ha de hacerse a los 3.000 kilómetros normalmente en invierno y a los 1.500 en verano, o según las normas del fabricante, tipo de aceite o tipo de vehículo.

En la actualidad existen aceites que con los modernos sistemas de filtrado permiten espaciar las renovaciones o cambios entre los 5.000 y los 10.000 kilómetros o aún más.

  1. LA REFRIGERACIÓN

La temperatura que se alcanza en los cilingros, es muy elevada, por lo que es necesario refrigerarlos.

La refrigeración es el conjunto de elementos, que tienen como misión eliminar el exceso de calor acumulado en el motor, debido a las altas temperaturas, que alcanza con las explosiones y llevarlo a través del medio empleado, al exterior.

La temperatura normal de funcionamiento oscila entre los 75º y los 90º.

El exceso de calor produciría dilatación y como consecuencia agarrotaría las piezas móviles. Por otro lado, estropearía la capa aceitosa del engrase, por lo que el motor se griparía al no ser adecuado el engrase y sufrirían las piezas vitales del motor.

Tipos de refrigeración:

  • Por aire.

La refrigeración por aire se usa frecuentemente en motocicletas y automóviles de tipo pequeño y principalmente en los que en sus motores los cilindros van dispuestos horizontalmente.

En las motocicletas, es aprovechado el aire que producen, cuando están en movimiento. Para la refrigeración por aire, vasta que ésta se logre mediante un ventilador. La corriente de aire enfría el cilindro provisto de aletas. En los automóviles pequeños, se canaliza el aire desde el ventilador hasta los cilindros.

Los motores que se refrigeran por aire suelen pesar poco y ser muy ruidosos, se enfrían y calienta con facilidad, son motores fríos, lo que obliga a usar frecuentemente el estárter.

  • Por agua

En la refrigeración por agua, ésta es el medio empleado para la dispersión del calor, dado que al circular entre los cilindros por una oquedades practicadas en el bloque y la culata, llamadas cámaras de agua, recoge el calor y va a enriarse al radiador, disponiéndola para volver de nuevo al bloque y a las cámaras de agua y circular entre los cilindros. Normalmente se añada glicol (líquido anticongelante) al agua para aumentar su punto de ebullición y conseguir así una mejor refrigeración y evitar su congelación a bajas temperaturas.

El agua se pueden conducir por bomba de agua , o bien por termosifón.

En el sistema de refrigeración por agua, sigue siendo el aire un elemento principal. Una polea accionada accionada por el cigüeñal hace funcionar el ventilador que lleva a pasar el aire por el radiador.

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El radiador es un depósito compuesto por láminas por donde circula el agua. Tiene un tapón por donde se rellena y dos comunicaciones con el bloque, una para mandarle agua y otra para recibirla.

Hay varios tipos de radiador, los más comunes, son tubulares, de láminas de agua o de panal.

  1. SISTEMAS DE TRANSMISIÓN

El sistema de transmisión es el conjunto de elementos que tiene la misión de hacer llegar el giro del motor hasta las ruedas motrices. Con este sistema también se consigue variar la relación de transmisión entre el cigüeñal y las ruedas. Esta relación se varía en función de las circunstancias del momento (carga transportada y el trazado de la calzada). Según como intervenga la relación de transmisión, el eje de salida de la caja de velocidades (eje secundario), puede girar a las mismas revoluciones, a más o a menos que el cigüeñal.

El cigüeñal es una de las partes básicas del motor de un coche. A través de él se puede convertir el movimiento lineal de los émbolos en uno rotativo, lo que supone algo muy importante para desarrollar la tracción final a base de ruedas, además de recibir todos los impulsos irregulares que proporcionan los pistones, para después convertirlos en un giro que ya es regular y equilibrado, unificando toda la energía mecánica que se acumulan en cada una de las combustiones.

Si el árbol de transmisión gira más despacio que el cigüeñal, diremos que se ha producido una desmultiplicación o reducción y en caso contrario una multiplicación o súper-marcha.

Los tipos de transmisiones más habituales son:

  • Motor delantero y tracción. Sus ruedas delanteras son motrices y directrices y no posee árbol de transmisión. Este sistema es muy empleado en turismos de pequeña y mediana potencia.
  • Motor delantero y propulsión. Las ruedas motrices son las traseras, y dispone de árbol de transmisión. Su disposición es algo más compleja, utilizándose en camiones y turismos de grandes potencias.
  • Motor delantero y propulsión. Sus ruedas motrices son las traseras y tampoco posee árbol de transmisión. Este sistema apenas se emplea en la actualidad por problemas de refrigeración del motor .
  • Propulsión doble. Utilizado en camiones de gran tonelaje, donde la mayor parte del peso está soportado por las ruedas traseras y mejor repartido. Este sistema consiste en colocar dos puentes traseros y motrices evitando así colocar un solo grupo cónico de grandes dimensiones. De esta manera el esfuerzo a transmitir por cada grupo cónico se reduce a la mitad, reduciéndose las dimensiones sobre todo las del par-cónico.
  • Transmisión total: Los dos ejes del vehículo son motrices. Los dos puentes o ejes motrices llevan un diferencial cada uno. Con esta transmisión pueden, a voluntad del conductor, enviar el movimiento a los dos puentes o solamente al trasero. Este sistema se monta frecuentemente en vehículos todo terreno y en camiones de grandes tonelajes sobre todo los que se dedican a la construcción y obras públicas.

Elementos del sistema de transmisión:

  • Embrague

Tiene la misión de acoplar y desacoplar, a voluntad del conductor, el giro del motor de la caja de cambios. Debe transmitir el movimiento de una forma suave y progresiva, sin que se produzcan tirones que puedan producir roturas en algunos elementos del sistema de transmisión. Se encuentra situado entre el volante de inercia (volante motor) y la caja de velocidades. Dentro de la gran variedad de embragues existentes, cabe destacar:

    • Electromagnéticos
    • Hidráulicos
    • De fricción
    • De disco
  • Caja de cambios

Es la encargada de aumentar, mantener o disminuir la relación de transmisión entre el cigüeñal y las ruedas, en función de las necesidades, con la finalidad de aprovechar al máximo la potencia del motor.

La misión de la caja de cambios es convertir el par motor. Es, pues, un convertidor o transformador de par. Un vehículo avanza cuando vence una serie de fuerzas que se oponen a su movimiento, y que constituyen el par resistente. El par motor y el resistente son opuestos. La función de la caja de cambios consiste en variar el par motor entre el motor y las ruedas, según la importancia del par resistente, con la particularidad de poder intervenir en todo momento y conseguir el desplazamiento del vehículo en las mejores condiciones.

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Puede ser manual o de cambio automático.

  • Árbol de transmisión

Transmite el movimiento de la caja de velocidades al conjunto par cónico-diferencial. Está constituido por una pieza alargada y cilíndrica, que va unida por uno de los extremos al secundario de la caja de cambios, y por el otro al piñón del grupo cónico.

  • Mecanismo par cónico-diferencial

Mantiene constante la suma de las velocidades que llevan las ruedas motrices antes de tomar la curva. Desmultiplica constantemente las vueltas del árbol de transmisión en las ruedas motrices y convierte el giro longitudinal de éste, en giro transversal en las ruedas.

El puente trasero, con su grupo de piñón y corona (par cónico) , constituye la transmisión final y su misión es conseguir que la transmisión del movimiento que viene desde el motor, pasando por el embrague, caja de cambios y árbol de transmisión , cambie en ángulo recto para transmitir la fuerza motriz a las ruedas. Es decir, que transforma la fuerza motriz que llega del árbol de transmisión en sentido longitudinal, en transversal en los palieres. Existen varias formas de engranaje que permiten transmitir el esfuerzo de un eje a otro en ángulo recto y sin pérdida apreciable de potencia.

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El tipo hipoide es más adecuado para turismos y camiones ligeros, ya que permite colocar el piñón de ataque por debajo del centro de la corona y bajar así el árbol de transmisión para conseguir bajar el piso de la carrocería, teniendo en cuenta además que su funcionamiento es silencioso.

  • Diferencial

Si los ejes de las ruedas traseras (propulsión trasera), estuvieran unidos directamente a la corona (del grupo piñón-corona), necesariamente tendrían que dar ambas el mismo número de vueltas. Al tomar una curva la rueda exterior describe un arco mayor que la interior; es decir, han de recorrer distancias diferentes pero, como las vueltas que dan son las mismas y en el mismo tiempo, forzosamente una de ellas arrastrará a la otra, que patinará sobre el pavimento. Para evitarlo se recurre al diferencial, mecanismo que hace dar mayor número de vueltas a la rueda que va por la parte exterior de la curva, que las del interior, ajustándolas automáticamente y manteniendo constante la suma de las vueltas que dan ambas ruedas con relación a las vueltas que llevaban antes de entrar en la curva. Al desplazarse el vehículo en línea recta, ambas ruedas motrices recorren la misma distancia a la misma velocidad y en el mismo tiempo.

  • Juntas de transmisión

Las juntas se utilizan para unir elementos de transmisión y permitir variaciones de longitud y posiciones. La más usada es la junta cardan.

  • Palieres

Son los encargados de transmitir el movimiento del grupo cónico-diferencial hasta las ruedas motrices, cuando el sistema carece de árbol de transmisión.

  1. LA SUSPENSIÓN

El sistema de suspensión del vehículo es el encargado de mantener las ruedas en contacto con el suelo, absorbiendo las vibraciones, y movimiento provocados por las ruedas en el desplazamiento de vehículo, para que estos golpes no sean transmitidos al bastidor.

El sistema de suspensión está compuesto por un elemento flexible o elástico (muelle de ballesta o helicoidal, barra de torsión, muelle de goma, gas o aire) y un elemento amortiguación (amortiguador), cuya misión es neutralizar las oscilaciones de la masa suspendida originadas por el elemento flexible al adaptarse a las irregularidades del terreno. Además actualmente se usa suspensión por ruedas independientes.

Los elementos que intervienes son por tanto:

  • Ballestas

Las ballestas están constituidas (fig. inferior) por un conjunto de hojas o láminas de acero especial para muelles, unidas mediante unas abrazaderas (2) que permiten el deslizamiento entre las hojas cuando éstas se deforman por el peso que soportan. La hoja superior (1), llamada hoja maestra, va curvada en sus extremos formando unos ojos en los que se montan unos casquillos de bronce (3) para su acoplamiento al soporte del bastidor por medio de unos pernos o bulones. El número de hojas y el espesor de las mismas está en función de la carga que han de soportar. Funcionan como los muelles de suspensión, haciendo de enlace entre el eje de las ruedas y el bastidor.En algunos vehículos, sobre todo en camiones, además de servir de elementos de empuje, absorben con su deformación longitudinal la reacción en la propulsión.

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  • Resortes

Estos elementos mecánicos son muelles helicoidales que se utilizan modernamente en casi todos los turismos en sustitución de las ballestas, pues tienen la ventaja de conseguir una elasticidad blanda debido al gran recorrido del resorte sin apenas ocupar espacio ni sumar peso.

  • Barra de torsión

Este tipo de resorte utilizado en algunos turismos con suspensión independiente, está basado en el principio de que si a una varilla de acero elástico sujeta por uno de sus extremos se le aplica por el otro un esfuerzo de torsión, esta varilla tenderá a retorcerse, volviendo a su forma primitiva por su elasticidad cuando cesa el esfuerzo de torsión

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  • Barra estabilizadora

Cuando un vehículo toma una curva, por la acción de la fuerza centrífuga se carga el peso del coche sobre las ruedas exteriores, con lo cual la carrocería tiende a inclinarse hacia ese lado con peligro de vuelco y la correspondiente molestia para sus ocupantes.

Para evitar estos inconvenientes se montan sobre los ejes delantero y trasero las barras estabilizadores, que consisten esencialmente en una barra de acero elástico cuyos extremos se fijan a los soportes de suspensión de las ruedas; de esta forma, al tomar una curva, como una de las ruedas tiende a bajar y la otra a subir, se crea un par de torsión en la barra que absorbe el esfuerzo y se opone a que esto ocurra, e impide, por tanto, que la carrocería se incline a un lado, manteniéndola estable. El mismo efecto se produce cuando una de las ruedas encuentra un bache u obstáculo, creando, al bajar o subir la rueda, un par de torsión en la barra que hace que la carrocería se mantenga en posición horizontal. En caso de circular en linea recta y en condiciones normales la acción de la barra es nula.

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  • Silentblocks y cojinetes elásticos

Son aislantes de caucho u otro material elastómero que se encargan de amortiguar las reacciones en los apoyos de la suspensión. Su mision es amortiguar los golpes existentes entre dos elementos en los que existe movimiento. Suelen montarse a presión o atornillados. Su sustitución debe realizarse cuando el caucho esté deteriorado o exista holgura en la unión.
Los cojinetes elásticos son elemento de caucho que permiten la unión de los componentes de la suspensión facilitando un pequeño desplazamiento. Su montaje suele realizarse mediante bridas o casquillos elásticos. Estos cojinetes son muy utilizados para el montaje de las barras estabilizadoras.

  • Rótulas

Las rótulas constituyen un elemento de unión y fijación de la suspensión y de la dirección, que permite su pivotamiento y giro manteniendo la geometría de las ruedas. La fijación de las rótulas se realiza mediante tornillos o roscados exteriores o interiores.

  • Mangueta y buje

La mangueta de la suspensión es una pieza fabricada con acero o aleaciones que une el buje de la rueda y la rueda a los elementos de la suspensión, tirantes, trapecios, amortiguador, etc. La mangueta se diseña teniendo en cuenta las características geométricas del vehículo. En el interior del buje se montan los rodamientos o cojinetes que garantizan el giro de la rueda.

  • Tirantes de suspensión

Son brazos articulados fabricados en fundición o en chapa de acero embutida que soportan al vehículo a través de la suspensión. Unen la mangueta y su buje mediante elementos elásticos (silentblocks) y elementos de guiado (rótulas) al vehículo soportando los esfuerzos generados por este en su funcionamiento.

  • Topes de suspensión

Estos topes pueden ser elásticos o semirrígidos en forma de taco o en forma de casquillo. Su función es servir de tope para el conjunto de la suspensión, de manera que en una compresión excesiva esta no se detiene. El montaje de este elemento es muy diverso dependiendo de la forma del taco. Por ejemplo, en las suspensiones McPherson se monta en el interior del vástago del amortiguador, mientras que en las suspensiones por ballesta se suele montar anclado en la carrocería.

  • Amortiguadores

Estos elementos son los encargados de absorber las vibraciones de los elementos elásticos (muelles, ballestas, barras de torsión), convirtiendo en calor la energía generada por las oscilaciones. Cuando la rueda encuentra un obstáculo o bache, el muelle se comprime o se estira, recogiendo la energía mecánica producida por el choque, energía que devuelve a continuación, por efecto de su elasticidad, rebotando sobre la carrocería. Este rebote en forma de vibración es el que tiene que frenar el amortiguador, recogiendo, en primer lugar, el efecto de compresión y luego el de reacción del muelle, actuando de freno en ambos sentidos; por esta razón reciben el nombre de los amortiguadores de doble efecto.
Los amortiguadores pueden ser “fijos” y “regulables”, los primeros tienen siempre la misma dureza y los segundos pueden variarla dentro de unos márgenes. En los más modernos modelos este reglaje se puede hacer incluso desde el interior del vehículo.

  1. LA DIRECCIÓN

La dirección es el conjunto de mecanismos, mediante los cuales pueden orientarse las ruedas directrices de un vehículo a voluntad del conductor.

Partes del sistema de dirección :

  • Volante: Permite al conductor orientar las ruedas.
  • Columna de dirección: Transmite el movimiento del volanta a la caja de engranajes.
  • Caja de engranajes: Sistema de desmultiplicación que minimiza el esfuerzo del conductor.
  • Brazo de mando: Situado a la salida de la caja de engranajes, manda el movimiento de ésta a los restantes elementos de la dirección.
  • Biela de dirección: Transmite el movimiento a la palanca de ataque.
  • Palanca de ataque: Está unida solidariamente con el brazo de acoplamiento.
  • Brazo de acoplamiento: Recibe el movimiento de la palanca de ataque y lo transmite a la barra de acoplamiento y a las manguetas.
  • Barra de acoplamiento: Hace posible que las ruedas giren al mismo tiempo.
  • Pivotes: Están unidos al eje delantero y hace que al girar sobre su eje, oriente a las manguetas hacia el lugar deseado.
  • Manguetas: Sujetan la rueda.
  • Eje delantero: Sustenta parte de los elementos de dirección.
  • Rótulas: Sirven para unir varios elementos de la dirección y hacen posible que, aunque estén unidos, se muevan en el sentido conveniente.

Un tipo de dirección muy usado en la actualidad es la dirección asistida o servodirección. Este sistema consiste en un circuito por el que circula aceite impulsado por una bomba.

Al accionar el volante, la columna de dirección mueve, solamente, un distribuidor, que por la acción de la bomba, envía el aceite a un cilindro que está fijo al bastidor, dentro del cual un pistón se mueve en un sentido o en otro, dependiendo del lado hacia el que se gire el volante. En su movimiento, el pistón arrastra el brazo de acoplamiento, con lo que acciona todo el sistema mecánico.

Para la conducción fiable y segura de un vehículo, éste ha de tener una dirección que reúna las siguientes condiciones:

  • Semireversible: No debe de volver rápidamente ni ser irreversible. Esto se consigue con el pipo de engranajes.
  • Progresiva: Significa que si damos al volante una vuelta completa, las rudas girarán más en la segunda media vuelta que en la primera. La progresión constante se consegurá por el tipo de engranaje y por la inclinación de la barra de acoplamiento.
  • Estable: Una dirección es estable cuando, en condiciones normales, el vehículo marcha recto con el volante suelto. Esto se consigue con las cotas de la dirección.

Las cotas de la dirección son:

  • Avance: Se considera la vertical del eje en sentido longitudinal y la prolongación del pivote.
  • Salida: Se considera la vertical del eje con la prolongación del pivote en sentido transversal.
  • Caída: Se considera la horizontal de la mangueta y la propia mangueta en sentido transversal.
  • Convergencia o divergencia: Según el vehículo sea de tracción o propulsión, respectivamente; se considera la mangueta y la prolongación del eje, esto es, que las ruedas no están completamente paralelas en reposo.
  1. LOS FRENOS

El sistema de frenado es el que permite al conductor la capacidad de disminuir la velocidad o incluso detener el vehículo.

En todos los vehículos el sistema de frenos incluye dos posibilidades:

1.- Frenos de marcha: Un sistema que puede manipular el conductor, generalmente con el uso de un pedal y que sirve para para disminuir la velocidad del vehículo o detenerlo y poder mantenerlo inmóvil. La fuerza de frenado de este sistema la puede establecer el conductor de acuerdo a la presión que ejerza sobre el pedal de accionamiento.

2.- Frenos de estacionamiento: Los que sirven para mantener el automóvil detenido cuando no está en movimiento o cuando se deja solo aparcado. Este sistema aplica una fuerza de frenado fija y suficientemente elevada como para bloquear la rueda. Normalmente en los vehículos ligeros se acciona a través de un pedal o con el uso de una palanca que se aplica manualmente.

Ambos sistemas pueden ser completamente independientes, no obstante, en la mayoría de los vehículos es común encontrar que los dos sistemas accionen los mismos elementos de frenado con diferente vía de accionamiento.

Salvo raras excepciones, los sistemas de frenos producen una resistencia al movimiento de las ruedas por rozamiento entre una o varias piezas especialmente diseñadas para ello en cada rueda, y puede ser de varios tipos:

  • Mecánico. La fuerza del pedal de freno se transmite a las ruedas a través de cables, siendo por tanto un accionamiento totalmente mecánico.
  • Hidráulico. Se transmite la fuerza del pedal a través de un líquido
  • Neumático. Se usa aire comprimido, sobre todo en grandes vehículos, como los camiones
  • Eléctricos. Pueden ser con electroimanes que actúan sobre el mecanismo de freno de la rueda. O también para grandes camiones, con corrientes eléctricas que producen una oposición al movimiento de la rueda, no habiendo rozamiento mecánico.

Los dispositivos esencialmente son de dos tipos: de zapata y de disco

Los frenos de zapata son muy utilizados en la maquinaria en general y especialmente para los frenos de los automóviles y ferrocarriles. En todos los casos estos frenos funcionan haciendo rozar con fuerza una pieza llamada zapata, o bien de hierro fundido, o bien de acero recubierta de un material especial de fricción, con un tambor metálico cilíndrico solidario a la rueda en movimiento con la intensión de detenerlo, o en caso tal, mantenerlo detenido. El tambor generalmente es de hierro fundido, especialmente tratado térmicamente que se llama tambor. Las zapatas pueden ser exteriores al tambor y rozando con la superficie exterior de éste, o interiores al mismo y rozar con su superficie interior.

Los frenos de disco no tienen una aplicación tan universal como los de zapata. Su principal campo de aplicación es en frenos de automóviles y motocicletas. Este tipo de frenos necesita una mayor fuerza de accionamiento para obtener la misma fuerza de frenado. La capacidad de auto regulación para compensar el desgaste de los materiales de fricción, la simplicidad  de construcción,  el bajo costo de las piezas de fricción y su elevada durabilidad sin fallo, son, entre otras, las ventajas que lo han llevado a ser los frenos por excelencia de los vehículos.

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El sistema antibloqueo de ruedas o frenos antibloqueo, del alemán Antiblockiersystem (ABS), es un dispositivo utilizado en aviones, automóviles y en modelos avanzados de motocicletas que hace variar la fuerza de frenado para evitar que los neumáticos pierdan la adherencia con el suelo.

A día de hoy alrededor del 75% de todos los vehículos que se fabrican en el mundo, cuentan con el ABS. Con el tiempo el ABS se ha ido generalizando, de forma que en la actualidad la gran mayoría de los automóviles y camiones de fabricación reciente disponen de él. Algunas motos de alta cilindrada también llevan este sistema de frenado. El ABS se convirtió en un equipo de serie obligatorio en todos los turismos fabricados en la Unión Europea a partir del 1 de julio de 2004, gracias a un acuerdo voluntario de los fabricantes de automóviles. Hoy día se desarrollan sistemas de freno eléctrico que simplifican el número de componentes, y aumentan su eficacia.

El freno de mano es un sistema de freno, conocido también como freno de estacionamiento, actúa mecánicamente o por sistema hidráulico sobre las ruedas traseras del vehículo por medio de un sistema de varillas o cables accionados por una palanca situada en el interior de la carrocería al alcance del conductor. La palanca amplifica la presión de frenado y el cable compensa o equilibra las diferencias de movimiento de las varillas. Por otra parte pueden originarse presiones desiguales de frenado; para corregirlas se instalan dispositivos especiales equilibradores, los cuales actúan de forma automática, o bien por ajuste manual.

  1. ELECTRICIDAD DEL AUTOMÓVIL

Con la sofisticación de los automóviles, el sistema de alimentación eléctrica cobra más protagonismo, al ser imprescindible incluso para el motor de explosión, y necesario para generar electricidad para otros muchos dispositivos: luces, accionamiento de ventanas, etc.

El dínamo genera corriente continua (directa) DC a partir del movimiento utilizando la inducción generada entre un bobinado y un imán (permanente o electromagnético). Dicha inducción genera una fem (fuerza electromotriz) alterna que es rectificada mediante unas escobillas colectoras que la rectifican de manera mecánica (conmutando). El alternador genera corriente alterna AC a partir del movimiento mecánico, utilizando el mismo principio. Puede ser monofásica como trifásica o de más fases. Normalmente se usa el alternador , debido a que en la dinamo, el sistema de escobillas se desgasta haciendo un tiempo de vida menor y genera mayores pérdidas de energía. Hoy en día, con la electrónica de potencia, se utiliza el alternador y se rectifica (si se quiere extraer corriente continua) con alguna configuración de puentes, obteniéndose mayor vida útil, menores perdidas (mayor rendimiento) y mayor disponibilidad de variación de tensiones.

Una vez generada la corriente eléctrica en el alternador, ésta se almacena en la batería, desde donde es utilizada para todas las aplicaciones del automóvil.

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Los elementos que forman una batería se ven en la figura . El líquido que hay dentro de la batería, se llama electrólito está compuesto por una mezcla de agua destilada y ácido sulfúrico, con una proporción del 34% de ácido sulfúrico y el resto de agua destilada. El nivel del electrólito debe de estar un centímetro por encima de las placas.

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Entre los usos más importantes de la corriente eléctrica almacenada en la batería cabe mencionar el encendido y el arranque.

El encendido. El circuito de encendido utilizado en los motores de gasolina, es el encargado de hacer saltar una chispa eléctrica en el interior de los cilindros, para provocar la combustión de la mezcla aire-gasolina en el momento oportuno. Hay varios sistemas de encendido.

Encendido por delco. La encargada de generar una alta tensión para provocar la chispa eléctrica es “la bobina”. La bobina es un transformador que convierte la tensión de batería 12 V. en una alta tensión del orden de 12.000 a 15.000. Una vez generada esta alta tensión necesitamos un elemento que la distribuya a cada uno de los cilindros en el momento oportuno, teniendo en cuenta que los motores policilíndricos trabajan en un ciclo de funcionamiento con un orden de explosiones determinado para cada cilindro (ejemplo: motor de 4 cilindros orden de encendido: 1-3-4-2). El elemento que se encarga de distribuir la alta tensión es el “distribuidor o delco”. La alta tensión para provocar la chispa eléctrica en el interior de cada uno de los cilindros necesita de un elemento que es “la bujía”, hay tantas bujías como numero de cilindros tiene el motor.

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El distribuidor también llamado delco ha evolucionado a la vez que lo hacían los sistemas de encendido llegando a desaparecer actualmente en los últimos sistemas de encendido. En los sistemas de encendido por ruptor, es el elemento más complejo y que más funciones cumple, porque además de distribuir la alta tensión como su propio nombre indica, controla el corte de corriente del primario de la bobina por medio del ruptor generándose así la alta tensión. También cumple la misión de adelantar o retrasar el punto de encendido en los cilindros por medio de un “regulador centrifugo” que actúa en función del nº de revoluciones del motor y un “regulador de vacío” que actúa combinado con el regulador centrifugo según sea la carga del motor (según este más o menos pisado el pedal del acelerador).

Encendido por magneto. Utilizado en motos y motores auxiliares. La magneto es un tipo de dinamo, en la que el inductor no está formado por electroimanes sino por imanes permanentes.

Encendido electrónico. El encendido convencional por delco (también llamado por ruptor) se beneficia de la aplicación de la electrónica en el mundo del automóvil, salvando así los inconvenientes del encendido por delco que es la aparición de fallos de encendido a altas revoluciones del motor así como el desgaste prematuro de los contactos del ruptor, lo que obliga a pasar el vehículo por el taller cada pocos km. A este tipo de encendido se le llama: “encendido con ayuda electrónica”. El ruptor ya no es el encargado de cortar la corriente eléctrica de la bobina, de ello se encarga un transistor. El ruptor solo tiene funciones de mando por lo que ya no obliga a pasar el vehículo por el taller tan frecuentemente, se elimina el condensador, que ya no es necesario y los fallos a altas revoluciones mejoran hasta cierto punto ya que llega un momento en que los contactos del ruptor rebotan provocando fallos de encendido.

El arranque. Para que el motor de explosión y combustión interna comiencen a moverse se necesita un motor de arranque eléctrico, hasta que pueda moverse por sus propios medios, con el ciclo de combustión.

El motor de arranque consta de dos elementos diferenciados:

  • El motor propiamente dicho que es un motor eléctrico (“motor serie” cuya particularidad es que tiene un elevado par de arranque).
  • Relé de arranque: tiene dos funciones, como un relé normal, es decir para conectar y desconectar un circuito eléctrico. También tiene la misión de desplazar el piñón de arranque para que este engrane con la corona del volante de inercia del motor térmico y así transmitir el movimiento del motor de arranque al motor térmico.

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TEMA  24

Informática 

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  1. INTRODUCCIÓN A LA INFORMÁTICA

Durante la II Guerra Mundial (1939-1945), un equipo de científicos y matemáticos que trabajaban en Bletchley Park, al norte de Londres, crearon lo que se consideró el primer ordenador digital totalmente electrónico: el Colossus.Hacia diciembre de 1943 el Colossus, que incorporaba 1.500 válvulas o tubos de vacío, era ya operativo. Fue utilizado por el equipo dirigido por Alan Turing para descodificar los mensajes de radio cifrados de los alemanes.

En 1939 y con independencia de este proyecto, John Atanasoff y Clifford Berry ya habían construido un prototipo de máquina electrónica en el Iowa State College (EEUU). Este prototipo y las investigaciones posteriores se realizaron en el anonimato, y más tarde quedaron eclipsadas por el desarrollo del Calculador e integrador numérico digital electrónico (ENIAC) en 1945.

El ENIAC, que según mostró la evidencia se basaba en gran medida en el ‘ordenador’ Atanasoff-Berry (ABC, acrónimo de Electronic Numerical Integrator and Computer), obtuvo una patente que caducó en 1973, varias décadas más tarde.

El ENIAC contenía 18.000 válvulas de vacío y tenía una velocidad de varios cientos de multiplicaciones por minuto, pero su programa estaba conectado al procesador y debía ser modificado manualmente.

Se construyó un sucesor del ENIAC con un almacenamiento de programa que estaba basado en los conceptos del matemático húngaro-estadounidense John von Neumann. Las instrucciones se almacenaban dentro de una llamada memoria, lo que liberaba al ordenador de las limitaciones de velocidad del lector de cinta de papel durante la ejecución y permitía resolver problemas sin necesidad de volver a conectarse al ordenador.

A finales de la década de 1950 el uso del transistor en los ordenadores marcó el advenimiento de elementos lógicos más pequeños, rápidos y versátiles de lo que permitían las máquinas con válvulas.

Como los transistores utilizan mucha menos energía y tienen una vida útil más prolongada, a su desarrollo se debió el nacimiento de máquinas más perfeccionadas, que fueron llamadas ordenadores o computadoras de segunda generación. Los componentes se hicieron más pequeños, así como los espacios entre ellos, por lo que la fabricación del sistema resultaba más barata.

Circuitos integrados

A finales de la década de 1960 apareció el circuito integrado (CI), que posibilitó la fabricación de varios transistores en un único sustrato de silicio en el que los cables de interconexión iban soldados.

El circuito integrado permitió una posterior reducción del precio, el tamaño y los porcentajes de error. El microprocesador se convirtió en una realidad a mediados de la década de 1970, con la introducción del circuito de integración a gran escala (LSI, acrónimo de Large Scale Integrated) y, más tarde, con el circuito de integración a mayor escala (VLSI, acrónimo de Very Large Scale Integrated), con varios miles de transistores interconectados soldados sobre un único sustrato de silicio.

Dentro de las principales funciones de las computadoras es el tratamiento de la información  y datos distinguiendo tres elementos claves:

  • Datos: es la materia prima con la que se trabaja.
  • Elementos físicos: es el famoso Hardware
  • Elementos lógicos: Nos referimos al software o programas.

Primera Generación (1951-1958)

En esta generación había una gran desconocimiento de las capacidades de las computadoras, puesto que se realizó un estudio en esta época que determinó que con veinte computadoras se saturaría el mercado de los Estados Unidos en el campo de procesamiento de datos. Esta generación abarco la década de los cincuenta. Y se conoce como la primera generación. Estas máquinas tenían las siguientes características:

  • Usaban tubos al vacío para procesar información.
  • Usaban tarjetas perforadas para entrar los datos y los programas.
  • Usaban cilindros magnéticos para almacenar información e instrucciones internas.
  • Eran sumamente grandes, utilizaban gran cantidad de electricidad, generaban gran cantidad de calor y eran sumamente lentas.
  • Se comenzó a utilizar el sistema binario para representar los datos.
  • En esta generación las máquinas son grandes y costosas (de un costo aproximado de 10,000 dólares).

La computadora más exitosa de la primera generación fue la IBM 650, de la cual se produjeron varios cientos. Esta computadora que usaba un esquema de memoria secundaria llamado tambor magnético, que es el antecesor de los discos actuales.

Segunda Generación (1958-1964)

En esta generación las computadoras se reducen de tamaño y son de menor costo. Aparecen muchas compañías y las computadoras eran bastante avanzadas para su época como la serie 5000 de Burroughs y la ATLAS de la Universidad de Manchester. Algunas computadoras se programaban con cinta perforadas y otras por medio de cableado en un tablero.

Características de está generación:

  • Usaban transistores para procesar información.
  • Los transistores eran más rápidos, pequeños y más confiables que los tubos al vacío.
  • 200 transistores podían acomodarse en la misma cantidad de espacio que un tubo al vacío.
  • Usaban pequeños anillos magnéticos para almacenar información e instrucciones. cantidad de calor y eran sumamente lentas.
  • Se mejoraron los programas de computadoras que fueron desarrollados durante la primera generación.
  • Se desarrollaron nuevos lenguajes de programación como COBOL y FORTRAN, los cuales eran comercialmente accsesibles.
  • Se usaban en aplicaciones de sistemas de reservaciones de líneas aéreas, control del tráfico aéreo y simulaciones de propósito general.
  • La marina de los Estados Unidos desarrolla el primer simulador de vuelo, “Whirlwind I”.
  • Surgieron las minicomputadoras y los terminales a distancia.
  • Se comenzó a disminuir el tamaño de las computadoras.

Tercera Generación (1964-1971)

La tercera generación de computadoras emergió con el desarrollo de circuitos integrados (pastillas de silicio) en las que se colocan miles de componentes electrónicos en una integración en miniatura. Las computadoras nuevamente se hicieron más pequeñas, más rápidas, desprendían menos calor y eran energéticamente más eficientes. El ordenador IBM-360 dominó las ventas de la tercera generación de ordenadores desde su presentación en 1965. El PDP-8 de la Digital Equipment Corporation fue el primer miniordenador.

Características de está generación:

  • Se desarrollaron circuitos integrados para procesar información.
  • Se desarrollaron los “chips” para almacenar y procesar la información. Un “chip” es una pieza de silicio que contiene los componentes electrónicos en miniatura llamados semiconductores.
  • Los circuitos integrados recuerdan los datos, ya que almacenan la información como cargas eléctricas.
  • Surge la multiprogramación.
  • Las computadoras pueden llevar a cabo ambas tareas de procesamiento o análisis matemáticos.
  • Emerge la industria del “software”.
  • Se desarrollan las minicomputadoras IBM 360 y DEC PDP-1.
  • Otra vez las computadoras se tornan más pequeñas, más ligeras y más eficientes.
  • Consumían menos electricidad, por lo tanto, generaban menos calor.

Cuarta Generación (1971-1988)

Aparecen los microprocesadores que es un gran adelanto de la microelectrónica, son circuitos integrados de alta densidad y con una velocidad impresionante. Las microcomputadoras con base en estos circuitos son extremadamente pequeñas y baratas, por lo que su uso se extiende al mercado industrial. Aquí nacen las computadoras personales que han adquirido proporciones enormes y que han influido en la sociedad en general sobre la llamada “revolución informática”.

Características de está generación:

  • Se desarrolló el microprocesador.
  • Se colocan más circuitos dentro de un “chip”.
  • “LSI – Large Scale Integration circuit”.
  • “VLSI – Very Large Scale Integration circuit”.
  • Cada “chip” puede hacer diferentes tareas.
  • Un “chip” sencillo actualmente contiene la unidad de control y la unidad de aritmética/lógica. El tercer componente, la memoria primaria, es operado por otros “chips”.
  • Se reemplaza la memoria de anillos magnéticos por la memoria de “chips” de silicio.
  • Se desarrollan las microcomputadoras, o sea, computadoras personales o PC.
  • Se desarrollan las supercomputadoras.

Quinta Generación (1983 al presente)

En vista de la acelerada marcha de la microelectrónica, la sociedad industrial se ha dado a la tarea de poner también a esa altura el desarrollo del software y los sistemas con que se manejan las computadoras. Surge la competencia internacional por el dominio del mercado de la computación, en la que se perfilan dos líderes que, sin embargo, no han podido alcanzar el nivel que se desea: la capacidad de comunicarse con la computadora en un lenguaje más cotidiano y no a través de códigos o lenguajes de control especializados.

Japón lanzó en 1983 el llamado “programa de la quinta generación de computadoras”, con los objetivos explícitos de producir máquinas con innovaciones reales en los criterios mencionados. Y en los Estados Unidos ya está en actividad un programa en desarrollo que persigue objetivos semejantes, que pueden resumirse de la siguiente manera:

Se desarrollan las microcomputadoras, o sea, computadoras personales o PC.

Se desarrollan las supercomputadoras.

Inteligencia artíficial:

La inteligencia artificial es el campo de estudio que trata de aplicar los procesos del pensamiento humano usados en la solución de problemas a la computadora.

Robótica:

La robótica es el arte y ciencia de la creación y empleo de robots. Un robot es un sistema de computación híbrido independiente que realiza actividades físicas y de cálculo. Están siendo diseñados con inteligencia artificial, para que puedan responder de manera más efectiva a situaciones no estructuradas.

Sistemas expertos:

Un sistema experto es una aplicación de inteligencia artificial que usa una base de conocimiento de la experiencia humana para ayudar a la resolución de problemas.

Redes de comunicaciones:

Los canales de comunicaciones que interconectan terminales y computadoras se conocen como redes de comunicaciones; todo el “hardware” que soporta las interconexiones y todo el “software” que administra la transmisión.

  1. EL ORDENADOR, SUS UNIDADES DE ENTRADA, SALIDA Y CALCULO

 

PERIFÉRICOS DE ENTRADA:Nos van a servir para introducir información en el ordenador, por ejemplo, el teclado, el Scanner,….

PERIFÉRICOS DE SALIDA: Los utilizamos para observar los resultados obtenidos en el ordenador, pertenecen por lo tanto a este grupo, el monitor, altavoces,…

PERIFÉRICOS DE ENTRADA/SALIDA: Sirven para las dos cosas al mismo tiempo, por ejemplo, a través de la impresora podemos obtener resultados obtenidos por el ordenador en papel (periférico de salida), pero además la impresora puede mandar información al ordenador cuando por ejemplo, no tiene papel o está atascada (periférico de salida).

A continuación, vemos algunos de los periféricos más utilizados:

ENTRADA

  • Teclado: Gracias a este dispositivo podemos enviar al ordenador instrucciones en forma de texto, símbolos o datos numéricos.
  • Ratón: Con él podemos guiar el puntero a través de la pantalla, con el fin de seleccionar objetos, abrir archivos, desplegar menús, elegir opciones,…
  • Scanner: Con este dispositivos introducimos imágenes y textos dentro del ordenador, cuando compres un escáner debes tener en cuenta su resolución y la velocidad entre otras cosas.

Para completar la información pincha en el siguiente enlace:

  • Micrófono: Nos permite introducir sonidos en el ordenador
  • WebCam: Permite introducir imágenes en movimiento en el ordenador, con ellas, podemos estableces videoconferencias, o realizar grabaciones que podemos editar en CD o subirlas a algún servidor de internet como por ejemplo youtube.

SALIDA

  • Monitor: Vemos en la pantalla tanto lo que nosotros hacemos en cada momento, como los resultados obtenidos por el ordenador. Al comprarlo debemos tener en cuenta:
  1. El nº de pulgadas: La longitud de la diagonal.
  2. La resolución máxima: Cuanto mayor sea su valor, mayor nitidez.
  3. El tiempo de respuesta (en los TFT) o frecuencia de barrido (en los CTR): Si sus valores son bajos podemos ver como la pantalla “parpadea” lo cual cansa a la vista.
  • Altavoz: A través de ellos podemos escuchar sonidos que tengamos guardados en el ordenador.

DE E/S

  • Impresora: A través de ella podemos obtener en papel los textos, gráficos,… A la hora de comprarla debemos tener en cuenta:
  1. – De tinta o láser: Dependerá sobre todo del número de copias que hagamos (si son pocas, la impresora de tinta será más económica)
  2. – La resolución máxima: Cuanta mas resolución mejor calidad de impresión.
  3. – La velocidad a la que hace las copias.
  4. – En el caso de las impresoras de tinta, es importante el precio de sus cartuchos (en algunos casos te puedes llegar a plantear si no sale más económico comprar una nueva)
  • Dispositivos de conexión de Internet: Los más habituales son:

1.   El módem: La señal del ordenador, que es digital, se convierte en analógica a través del módem y se transmite por la línea telefónica. Es la red de menor velocidad y calidad (56 kbits por segundo).

2.    El adaptador de red: Se utiliza cuando la compañía que nos suministra Internet, ya nos proporciona la señal digital

3.  El Módem ADSL: Recibe directa-

mente señales digitales, y además por un cable especial que propor-ciona lo que llamamos “banda ancha”,

4.   Tarjeta Wireless: Se conectan al ordenador o bien a una ranura PCI o por el puerto USB, y permite obtener una red inalámbrica.

3.     FUNCIONES Y FASES DE UN PROCESO DE DATOS

Los datos son un conjunto de hechos, es decir unidades individuales de información. Estos datos pueden ser:

  • Numéricos: Dentro de estos tenemos, Reportes de ventas, cifras de los inventarios, notas en los exámenes, etc.
  • No Numéricos: dentro de estos tenemos, Nombres y direcciones de los clientes, las fotografías, los dibujos, los mapas, etc.

El “procesamiento de datos” es el manejo de estos datos en una forma mas útil. Incluye operaciones por medio de una maquina (ordenador) o manualmente, como cálculos numéricos, clasificación y transmisión de datos de un lugar a otro, etc. Los sistemas de procesamiento de datos se pueden clasificar de la siguiente manera:

  • Sistema de procesamiento de datos por tarjetas perforadas. (1940 se utilizo en Estados Unidos).
  • Sistema de procesamiento electrónico de datos (1980). Este a pasado por diversas etapas de desarrollo o generaciones y ha hecho obsoleto al sistema de procesamiento de datos por tarjetas perforadas. La “información” es definida como los datos ya procesados. Se basa en el ramo sistema binario de 0 y 1 donde sus múltiples combinaciones producen los datos.

Ciclos del procesamiento de datos

El procesamiento de datos tiene seis etapas:

1. ORIGEN.

Consiste en recoger los datos iniciales. Un registro original de datos recibe el nombre de “documento fuente”.

Ejemplo:

Pruebas calificadas de los estudiantes. Debe observarse que si se presenta alguna duda acerca de la nota final de un estudiante se puede regresar a los documentos originales (hojas de exámenes) y observar si se ha cometido algún error durante el procesamiento.

2. ENTRADA.

Los datos iniciales de entrada se clasifican en forma conveniente para su procesamiento, dependiendo esto de la maquina que se emplee.

Por ejemplo: Cuando se usan dispositivos electromecánicos, los datos de entrada se perforan en tarjetas y en las computadoras electrónicas los datos se registran en discos o cintas.

3. PROCESAMIENTO.

Durante el proceso se ejecutarán las operaciones necesarias para convertir los datos en información significativa. Cuando la información esté completa se ejecutará la operación de salida, en la que se prepara un informe que servirá como base para tomar decisiones.

4. SALIDA.

Se recopila los resultados obtenidos en el proceso. La forma de los datos de salida depende del empleo que se les vaya a dar a estos.

Por ejemplo: Un resumen impreso de ventas para la gerencia o simplemente datos que se deben almacenar para procesamientos posteriores.

5. DISTRIBUCIÓN.

Los registros de los datos de salida se denominan “Documentos de informe o reporte”.

Por ejemplo: Las hojas que se envían a registro técnico. Los documentos de información pueden llegar a ser documentos fuente para futuros procesamientos.

6. ALMACENAMIENTO.

Los resultados del proceso se almacenan para utilizarlos posteriormente como datos de entrada. Un conjunto unificado de datos en almacenamiento se denomina “archivo“. “Una base de datos” es un conjunto estructurado de archivos.

Operaciones en el procesamiento de datos

1. REGISTRO.

Tiene que ver con la transferencia de los datos a alguna forma de o documento normalizado en todo el ciclo de procesamiento. Ejemplo: un profesor anota en su lista los puntos obtenidos por los estudiantes y al terminar el semestre calcula las notas finales y las anota en su lista. Recibe un acta y coloca ahí las calificaciones finales, las registra en la hoja de calificaciones que se envía al estudiante y luego hace entrega del acta a la oficina respectiva.

2. DUPLICACIÓN.

Consiste en reproducir los datos en muchos documentos o formas. Ejemplo: se puede registrar un informe mecanografiándolo y al mismo tiempo sacar copias con papel carbón. En otro caso digitándolo en la computadora luego imprimir y fotocopiar en documento.

3. VERIFICACIÓN.

Consiste en comprobar cuidadosamente los datos para evitar cualquier error. Ejemplo: los informes escritos a maquina se pueden volver a leer para corregirlos.

4. SEPARACIÓN.

Se separa los datos en varias categorías. Ejemplo: un grupo de cuestionarios para los estudiantes, se pueden separar según el sexo o por cursos.

5. CLASIFICACIÓN.

En la organización de los datos en un orden especifico. Ejemplo: los nombres de la lista telefónica se han clasificado en orden alfabético. En este caso, los datos son clasificados sin separar. La clasificación también se puede efectuar después de la separación.

Otro ejemplo: un archivo de registro de empleados contiene nombre, numero del seguro social y lugar de trabajo. Si hay que clasificar el archivo de acuerdo con el orden alfabético de los nombres, al “campo del nombre” se le denomina “CLAVE”.

6. INTERCALACIÓN.

Se toman dos o más conjuntos de datos que han sido clasificados con la misma clave y se resumen para formar un solo conjunto de datos: Por ejemplo, Dos paquetes de tarjetas clasificadas numéricamente, las mismas que se están intercalando y archivando en el paquete combinado durante el paso de las tarjetas. Si las tarjetas tienen el mismo numero, una sub-regla determina cual se debe archivar. Cuando un paquete queda vacío las tarjetas del otro se colocan al final del paquete combinado.

7. CALCULO.

La palabra cálculo se refiere al cómputo, cuenta o investigación que se hace de algo por medio de operaciones matemáticas. El concepto también se utiliza como sinónimo de conjeturaEs la ejecución de cálculos numéricos sobre los datos.

8.RECUPERACIÓN.

La recuperación de datos hace referencia a las técnicas empleadas para recuperar archivos que han sido perdidos o eliminados de algún medio de almacenamiento.

4.       ALMACENAMIENTO DE LA INFORMACIÓN. MEMORIAS Y DISPOSITIVOS DE     ALMACENAMIENTO. TIPOS Y UNIDADES DE CAPACIDAD

En primer lugar, distinguiremos dos tipos de memorias: internas y externas. Las primeras son objeto de estudio en este artículo y las segundas corresponden a dispositivos de almacenamiento basados en alguna propiedad física estable (ópticas, magnéticas o electrónicas). En ocasiones se confunde la memoria de un ordenador con el disco duro, y ante la imposibilidad de abrir un archivo o ejecutar un programa por “no haber memoria suficiente”, se piensa que es por falta de espacio.

En estos casos, lo que el sistema operativo nos comunica es que el procesador carece de la memoria suficiente para poder ejecutar los comandos. Una vez aclarado este aspecto, procedemos a explicar las características y funciones de las cuatro memorias internas existentes en un ordenador: la memoria de acceso aleatorio (Random Access Memoroy), la memoria de solo lectura (Read Only Memory), la memoria CACHE y la memoria CMOS RAM.

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Memoria RAM. Memoria de acceso aleatorio, volatil (al apagar el ordenador se borran los datos). Son unos módulos rectangulares donde se disponen los chips de memoria por ambos lados. Se insertan en la placa base gracias a los pines de conexión. A lo largo de la reciente historia informática, ha habido una evolución en el tipo de memorias RAM, existiendo varios tipos de modulos y numerosas tecnologías reconocidas por sus siglas y que seguro que os resultan conocidas de verlas en los anunciones publicitarios de ordenadores (SIMM, DIMM, SO-DIMM, SDRAM, DDR, DDR2, DDR3 y RDRAM).
Memoria ROM.  Circuito integrado programado por el fabricante, con unos datos e instrucciones específicas. Es una memoria de solo lectura y no volatil, permanente, ya que en ella se graban programas y datos básicos y necesarios para los dispositivos electrónicos. En la placa base de los ordenadores, hay un chip denominado ROM BIOS donde se almacenan las instrucciones que realiza el ordenador en el proceso de arranque (configuración inicial, chequeo de dispositivos, carga del sistema operativo etc.).

Memoria CACHE. Existen varias memorias cache dentro de las partes que componen un ordenador (cache de disco, cache de navegadores etc.), aunque nos centraremos en la del procesador. Es una memoria volatil, muy rápida (5 veces más que la RAM) pero de capacidad reducida. La utiliza el nucleo del procesador para escribir los datos e instrucciones a los que más accede, aumentando considerablemente el rendimiento del mismo. Según su localización, se distingue tres tipos o niveles: L1 (se integran en el nucleo del procesador y su capacidad es del orden de cientos de KB), L2 (dentro del encapsulado del procesador pero fuera del nucleo y su capacidad es del orden de algunos MB) y L3 (en la placa base, fuera del procesador).
Memoria CMOS RAM. Alimentada por un pila eléctrica de botón, almacena la fecha y hora del ordenador, así como las configuraciones que de la BIOS que establece el usuario (orden de arranque etc.). Su capacidad es de 64 Bytes y su contenido se lee en el proceso de arranque del ordenador. En la fotografía se ha destacado en color azul, aunque es fácil localizarla ya que siempre está al lado de la pila.

Métricas: 

En las unidades de almacenamiento como discos duros, llaves usb o pendrive, tarjetas de memoria, etc, generalmente medimos su capacidad o espacio de almacenamiento en MegaBytes y/o GigaBytes.

Las equivalencias entre ambas unidades es:

1 GB (GigaByte) = 1.024 MB (MegaBytes)

Para no embrollarnos en explicaciones y terminologías (MegaByte, Megabite, Gigabit, GigaByte, Gibibyte, Terabyte, bit, etc…) que en este caso no haría sino liarnos más, digamos que cuando compramos una unidad de almacenamiento, en muchos casos los fabricantes toman el GigaByte como si fueran 1.000 MegaBytes en lugar de 1.024 MB, así pues nos encontramos que un disco duro de, por ejemplo 120 Gigas cuenta con 120.000 MB, por lo que nuestro ordenador nos muestra que tiene alrededor de 117 Gigas.

Memorias externas: 

Son aquellas memorias que no son parte de la memoria interna del ordenador. Un ordenador puede funcionar perfectamente sin la necesidad de las memorias externas. Las principales memorias externas son:

  • Disco duro externo: sus capacidades llegan a varios terabites y pueden ser tipo SSD (más rápidos y con un funcionamiento parecido a la memoria flash).
  • Pendrive: Tienen almacenamientos que llegan hasta los 128 Gb. Son de pequeño tamañompor lo que son los mas usados.
  • Cloud: Es una memoria que no esta en un dispositivo físico, sino que se almacena en servidores de proveedores como Dropbox, Amazon, Googledrive etc.
  • Disquetes: Son los sistemas más antiguos y hoy en desuso.
  • Discos ópticos: CD, DVD, Blue-ray y HD-DVD. Originariamente se utilizaban para material audiovisual aunque permiten varios contenidos.
  1. CONCEPTO DE PROGRAMA Y TIPOS 

Básicamente, un programa de computadora, aplicación o software, como también son llamados, son un conjunto de instrucciones en forma secuencial, llamado código, que a través de su interpretación por el sistema operativo o hardware, le permiten desarrollar una acción específica a una computadora.

Allá por los albores de la computación, los programadores cargaban estas instrucciones directamente la hardware, lo que afortunadamente cambio gracias a los llamados lenguajes de programación, otro tipo de programa de computadora que simplifican esta tarea mediante la incorporación en sus comandos de ciertas secuencias y herramientas para que el programador no tenga que hacerse problemas con los procesos más oscuros del hardware como el direccionamiento de memoria, las entradas o salidas de datos y las peticiones de interrupción IRQ, entre otros.

Antes de poder llegar a nuestra mesa, un programa de computadoras debe ser primero escrito en un lenguaje de programación y luego compilado para lograr un ejecutable que nosotros podamos correr en nuestra computadora.

Este proceso de compilación es absolutamente necesario, ya que sin ello, el hardware de la PC jamás podría interpretarlo, es decir ejecutarlo. El proceso de compilación básicamente es una traducción de un lenguaje de programación de alto nivel, código fuente, a usualmente lenguaje de máquina, un código intermedio (bytecode) o texto el cual sí puede ser interpretado por el hardware.

Por regla general, el usuario solo puede acceder a la versión terminada de un software o programa de computadoras, es decir, el ejecutable del mismo. Pero afortunadamente algunos movimientos como el del Open Source también distribuye el código fuente del programa para que todos los que poseen el suficiente conocimiento puedan modificarlo y adaptarlo a sus propias necesidades.

Los lenguajes de programación mas utilizados:

  • HTML: es u  lenguaje de etiquetas para desarrollo de webs
  • CSS: Realiza estilos en las webs.
  • SQL: Par consultas a bases de datos
  • XML: Como HTML tambien es un lenguaje de etiquetas.
  • Java: Lenguaje de programación puro, es de los más utilizados
  • Javascript: Lenguaje de programación desde navegadores.
  • PHP: Lenguaje de programación desde servidores
  • Ruby: Lenguaje orientado a objetos.
  • Python: Lenguaje orientado a objetos.

Según el proceso utilizado por el ordenador para realizar las instrucciones del programa diferenciamos:

  • Programas lineales
  • Programas cíclicos
  • Programas alternativos

Los programas se pueden clasificar en:

1-Básicos:

  • Sistemas operativos
  • Programas de utilidad
  • Lenguajes de programación

2-Programas de aplicación: Se diseñan para aplicaciones concretas.

  1. CONCEPTO DE SISTEMA OPERATIVO Y SUS FUNCIONES 

El Sistema Operativo es el software que es indispensable para el ordenador, sin éste el ordenador no es capaz de ejecutar función alguna.

El Sistema Operativo está conformado por el núcleo del sistema (kernel), controladores de los dispositivos (drivers) y la interfase de usuario (user interface).

El núcleo del sistema (kernel) es el corazón del Sistema Operativo. Este es el encargado de gestionar los recursos disponibles por el ordenador, en especial el procesador (CPU) y la memoria principal (RAM), así como los dispositivos periféricos conjuntamente con los controladores de los dispositivos. También es el encargado de validar el acceso de los usuarios.

Los controladores de los dispositivos (drivers) son programas que definen la forma de acceder a los dispositivos periféricos, éstos son generalmente confeccionados por los fabricantes de los dispositivos.

La interfase de usuario es el conjunto de programas que le proveen al usuario las herramientas necesarias para interactuar con el ordenador.

Existe diversidad de sistemas operativos, de los cuales, los más utilizados en los ordenadores personales corresponden a la familia Windows de Microsoft Corporation (Windows 98, Windows XP, Windows Vista, el mas reciente es el Windows 10).

El Windows XP tiene dos ediciones ampliamente utilizadas denominadas Windows Home y Windows Professional. El Windows Home fue diseñado para ser utilizado en modo stand alone (para ordenadores que no se conectan en redes locales), es decir, para uso domestico aún cuando puede conectarse a Internet. Por otra parte, el Windows Professional se diferencia del Windows Home por estar diseñado para ser conectado a redes de área local ya que permite la conexión a un dominio.

A la hora de establecer las principales funciones de un sistema operativo podemos definir las siguientes:

Administración del procesador: el sistema operativo administra la distribución del procesador entre los distintos programas por medio de un algoritmo de programación. El tipo de programador depende completamente del sistema operativo, según el objetivo deseado.

•Gestión de la memoria de acceso aleatorio:el sistema operativo se encarga de gestionar el espacio de memoria asignado para cada aplicación y para cada usuario, si resulta pertinente. Cuando la memoria física es insuficiente, el sistema operativo puede crear una zona de memoria en disco duro, denominada “memoria virtual”. La memoria virtual permite ejecutar aplicaciones que requieren una memoria superior a la memoria RAM disponible en el sistema. Sin embargo, esta memoria es mucho más lenta.

•Gestión de entradas/salidas: el sistema operativo permite unificar y controlar el acceso de los programas a los recursos materiales a través de los drivers (también conocidos como administradores periféricos o de entrada/salida).

•Gestión de ejecución de aplicaciones: el sistema operativo se encarga de que las aplicaciones se ejecuten sin problemas asignándoles los recursos que éstas necesitan para funcionar. Esto significa que si una aplicación no responde correctamente puede “sucumbir”.

•Administración de autorizaciones: el sistema operativo se encarga de la seguridad en relación con la ejecución de programas garantizando que los recursos sean utilizados sólo por programas y usuarios que posean las autorizaciones correspondientes.

•Gestión de archivos: el sistema operativo gestiona la lectura y escritura en el sistema de archivos, y las autorizaciones de acceso a archivos de aplicaciones y usuarios.

•Gestión de la información: el sistema operativo proporciona cierta cantidad de indicadores que pueden utilizarse para diagnosticar el funcionamiento correcto del equipo.

Ejemplos de sistemas operativos para PC

  • Microsoft Windows
  • Mac OS X
  • GNU/Linux
  • Unix
  • Solaris
  • FreeBSD
  • OpenBSD
  • Google Chrome OS
  • Debian
  • Ubuntu
  • Mandriva
  • Sabayon
  • Fedora
  • Linpus linux
  • Haiku (BeOS)

Ejemplos de sistemas operativos para dispositivos móviles

  • Artículo principal: Sistema operativo móvil.
  • Android
  • iOS
  • Bada
  • BlackBerry OS
  • BlackBerry 10
  • Windows Phone
  • Symbian OS
  • HP webOS
  • Firefox OS
  • Ubuntu Phone OS
  1. MANEJO DE LA INFORMACIÓN. EL FICHERO

Un archivo o fichero informático es un conjunto de bits almacenado en un dispositivo. Un archivo es identificado por un nombre y la descripción de la carpeta o directorio que lo contiene.Los archivos informáticos se llaman así porque son los equivalentes digitales delos archivos en tarjetas, papel o microfichasdel entorno de oficina tradicional. Los archivos informáticos facilitan una manera de organizar los recursos usados para almacenar permanentemente datos en un sistema informático.

Principales operaciones con ficheros:

1-Creación de un archivo: El objetivo de esta operación es permitir a los usuarios la creación de nuevos archivos. Mediante esta operación se indican las propiedades y las características del archivo para que el sistema de archivos pueda reconocerlo y procesarlo. En el proceso de creación del archivo debe registrarse la información necesaria para que el sistema pueda localizar el archivo y manipular sus registros lógicos.

2-Apertura de un archivos: En esta operación el método de acceso localiza e identifica un archivo existente para que los usuarios o el propio sistema operativo pueda operar con él.

3-Cierre de un archivo: Esta operación se utiliza para indicar que se va a dejar de utilizar un archivo determinado. Mediante esta operación el método de acceso se encarga de “romper” la conexión entre el programa de usuario y el archivo, garantizando la integridad de los registros. Al ejecutar esta operación, el sistema se encarga de escribir en el dispositivo de almacenamiento aquella información que contienen los búfer asociados al archivo y se llevan a cabo las operaciones de limpieza necesarias.

4-Extensión del archivo: Esta operación permite a los programas de usuario aumentar el tamaño de un archivo asignándole más espacio en el dispositivo de almacenamiento. Para realizar esta operación el método de acceso necesita conocer el identificador del archivo y el tamaño del espacio adicional que se debe asignar al archivo.

5- Partición: dividir el archivo en dos o más.

6- Copia: Su principal función es crear una copia de seguridad.

7-Fusión: Unir dos archivos.

8-Borrado: eliminar los datos de un archivo.

Clasificación de los ficheros: 

1-Según su organización:

  • En serie
  • Secuenciales
  • Aleatorios

2-Según su uso:

  • Permanentes
  • Archivos de movimiento
  • Archivos de trabajo

BASES DE DATOS 

Una base de datos es una colección de información organizada de forma que un programa de ordenador pueda seleccionar rápidamente los fragmentos de datos que necesite. Una base de datos es un sistema de archivos electrónico.

Las bases de datos tradicionales se organizan por campos, registros y archivos. Un campo es una pieza única de información; un registro es un sistema completo de campos; y un archivo es una colección de registros. Por ejemplo, una guía de teléfono es análoga a un archivo. Contiene una lista de registros, cada uno de los cuales consiste en tres campos: nombre, dirección, y número de teléfono.

Tipos de Bases de datos: 

1-Bases De Datos Jerárquicas

Éstas son bases de datos que, como su nombre indica, almacenan su información en una estructura jerárquica. En este modelo los datos se organizan en una forma similar a un árbol (visto al revés), en donde un nodo padre de información puede tener varios hijos. El nodo que no tiene padres es llamado raíz, y a los nodos que no tienen hijos se los conoce como hojas.

Las bases de datos jerárquicas son especialmente útiles en el caso de aplicaciones que manejan un gran volumen de información y datos muy compartidos permitiendo crear estructuras estables y de gran rendimiento.

Una de las principales limitaciones de este modelo es su incapacidad de representar eficientemente la redundancia de datos.

2-Base De Datos De Red

Éste es un modelo ligeramente distinto del jerárquico; su diferencia fundamental es la modificación del concepto de nodo: se permite que un mismo nodo tenga varios padres (posibilidad no permitida en el modelo jerárquico).

Fue una gran mejora con respecto al modelo jerárquico, ya que ofrecía una solución eficiente al problema de redundancia de datos; pero, aun así, la dificultad que significa administrar la información en una base de datos de red ha significado que sea un modelo utilizado en su mayoría por programadores más que por usuarios finales.

3-Bases De Datos Relacionales

Éste es el modelo utilizado en la actualidad para modelar problemas reales y administrar datos dinámicamente. Tras ser postulados sus fundamentos en 1970 , de los laboratorios Ibm en San Jose , no tardó en consolidarse como un nuevo paradigma en los modelos de base de datos. Su idea fundamental es el uso de “relaciones”. Estas relaciones podrían considerarse en forma lógica como conjuntos de datos llamados “tuplas”. Pese a que ésta es la teoría de las bases de datos relacionales creadas por Codd, la mayoría de las veces se conceptualiza de una manera más fácil de imaginar. Esto es pensando en cada relación como si fuese una tabla que está compuesta por registros (las filas de una tabla), que representarían las tuplas, y campos(las columnas de una tabla).

En este modelo, el lugar y la forma en que se almacenen los datos no tienen relevancia (a diferencia de otros modelos como el jerárquico y el de red). Esto tiene la considerable ventaja de que es más fácil de entender y de utilizar para un usuario esporádico de la base de datos. La información puede ser recuperada o almacenada mediante “consultas” que ofrecen una amplia flexibilidad y poder para administrar la información.

El lenguaje más habitual para construir las consultas a bases de datos relacionales es SQL, Structured Query Language o Lenguaje Estructurado de Consultas, un estándar implementado por los principales motores o sistemas de gestión de bases de datos relacionales.

Durante su diseño, una base de datos relacional pasa por un proceso al que se le conoce como normalisazion de una base de datos

Durante los años 80 la aparición de dBASE produjo una revolución en los lenguajes de programación y sistemas de administración de datos. Aunque nunca debe olvidarse que dBase no utilizaba SQL como lenguaje base para su gestión.

TEMA  25

Topografía  

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  1. TOPOGRAFIA

La topografía es la ciencia que estudia el conjunto de principios y procedimientos que tienen por objeto la representación gráfica de la superficie terrestre, con sus formas y detalles; tanto naturales como artificiales.

La planimetría es la parte de la topografía que estudia el conjunto de métodos y procedimientos que tienden a conseguir la representación a escala de todos los detalles interesantes del terreno sobre una superficie plana (plano geometría), prescindiendo de su relieve y se representa en una proyección horizontal. La altimetría es la rama de la topografía que estudia el conjunto de métodos y procedimientos para determinar y representar la altura o “cota” de cada punto respecto de un plano de referencia. Con la altimetría se consigue representar el relieve del terreno.

Los mapas topográficos utilizan el sistema de representación de planos acotados, mostrando la elevación del terreno utilizando líneas que conectan los puntos con la misma cota respecto de un plano de referencia, denominadas curvas de nivel. Dicho plano de referencia puede ser el nivel del mar, y en caso de serlo se hablará de altitudes en lugar de cotas.

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Cada varias curvas de nivel, normalmente cada cinco,  se traza una curva directora o curva maestra, más gruesa que las demás donde se indica mediante un número la cota de dicha curva, y por la diferencia con la más cercana se puede obtener entre ambas la cota de cada curva intermedia por reparto entre las cuatro interiores.

Las reglas de las curvas de nivel son:

  • Las curvas de nivel deben cerrar sobre sí mismas, ya sea dentro o fuera del mapa. No pueden terminar en puntos muertos
  • Las curvas son perpendiculares a la dirección de máxima pendiente
  • Se supone que la pendiente entre líneas de nivel es uniforme. Si eso es así, todos los quiebres en la pendiente deben identificarse en el mapa topográfico.
  • La distancia entre las curvas indica la magnitud de la pendiente. Un amplio espaciamiento corresponde a pendientes suaves; un espaciamiento estrecho señala una pendiente muy inclinada; un espaciamiento uniforme y paralelo indica una pendiente constante.
  • Las curvas muy irregulares indican terreno muy accidentado. Las líneas con curvatura más regular indican pendientes y cambios graduales.
  • Las curvas concéntricas y cerradas, cuya elevación va aumentando, representan montes o prominencias del terreno. Las curvas que forman contornos alrededor de un punto bajo y cuya cota va disminuyendo, se llaman curvas de depresión.  Las cotas de las curvas de nivel se indican en el lado cuesta arriba de las líneas o en interrupciones, para evitar confusión, deben indicarse por lo menos cada quinta curva.
  • Los cortes y rellenos para presas de tierra, diques, carreteras, vías férreas, canales, etc., forman líneas de nivel rectas o curvas con un espaciamiento igual o uniformemente graduado. Las curvas de nivel cruzan los caminos inclinados según líneas en V o U.
  • Las curvas de diferente elevación nunca se tocan o encuentran, excepto cuando son de una superficie vertical, como la de un farallón o acantilado. No pueden cruzarse entre sí, excepto en el caso poco común de una caverna o de un peñasco en voladizo.
  • Una curva nunca puede ramificarse en otras dos de la misma elevación.
  • Los accidentes orográficos de control para determinar líneas de nivel son generalmente las líneas de drenaje o de escurrimiento.
  • Una simple curva de nivel de una elevación dada no puede existir entre dos curvas de nivel de igual altura de mayor o menor elevación.
  • Las curvas de nivel cortan los caminos con pendientes y crestas según curvas características en forma de U.
  1. ELEMENTOS GEOGRÁFICOS

La tierra gira sobre sí misma, alrededor de un eje imaginario llamado eje terrestre, que corta a la esfera en dos puntos opuestos, llamados polo Norte y polo Sur. El eje tiene una inclinación de 66º y 33`, con respecto al plano de la eclíptica  que es la órbita que describe la tierra alrededor del sol formando una elipse.

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En relación con la red geográfica que forman los paralelos y meridianos se definen las coordenadas geográficas que permiten ubicar con precisión la ubicación de un punto cualquiera de la superficie terrestre. Estas dos coordenadas se miden como la distancia desde el punto en cuestión hasta las líneas de base del sistema y reciben el nombre de latitud y longitud.

La latitud es la distancia que existe entre un punto cualquiera y el Ecuador, medida sobre el meridiano que pasa por dicho punto. Con las siguientes consideraciones:

  • Todos los puntos ubicados sobre el mismo paralelo tienen la misma latitud.
  • Aquellos que se encuentran al norte del Ecuador reciben la denominación Norte (N).
  • Aquellos que se encuentran al sur del Ecuador reciben la denominación Sur (S).
  • Se mide de 0º a 90º.
  • Al Ecuador le corresponde la latitud de 0º.
  • Los polos Norte y Sur tienen latitud 90º N y 90º S respectivamente.

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La longitud es la distancia que existe entre un punto cualquiera y el Meridiano de Greenwich, medida sobre el paralelo que pasa por dicho punto, con las siguientes características:

  • Todos los puntos ubicados sobre el mismo meridiano tienen la misma longitud.
  • Aquellos que se encuentran al oriente del meridiano de Greenwich reciben la denominación Este (E).
  • Aquellos que se encuentran al occidente del meridiano de Greenwich reciben la denominación Oeste (O).
  • Se mide de 0º a 180º.
  • Al meridiano de Greenwich le corresponde la longitud de 0º.
  • El antimeridiano correspondiente está ubicado a 180º.
  • Los polos Norte y Sur no tienen longitud.

La tierra tiene dos tipos de movimientos principales, de rotación sobre su eje ; que origina la noche y el día; y de traslación alrededor del sol sobre una órbita elíptica; que da lugar a la desigualdad en tiempo de los días y las noches. Además tiene un movimiento de precesión y de nutación en su movimiento alrededor del sol , similares a los de una peonza al girar sobre su eje, describiendo a su vez un recorrido sobre el plano del suelo.

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La orientación trata de buscar dónde está el Oriente, es decir, el Este por donde sale el sol, y a partir de éste poder determinar dónde están el resto de los puntos cardinales. En el sentido de las agujas del reloj: norte-este-sur-oeste.

Hay que considerar tres tipos de norte: geográfico (el verdadero), magnético (el que señala la brújula), de Lambert (en los mapas por líneas verticales de la cuadrícula de Lambert).

Pero para seguir un rumbo se usa el azimut, que es el ángulo horizontal medido a partir de la línea básica considerada (uno de los tres tipos de nortes antes mencionados) en el sentido de las agujas del reloj.

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El azimut inverso es el que indica la dirección opuesta, y para ello basta sumar 180 º al valor del azimut considerado, obteniendo el contra rumbo.

Cuadrante Azimut a partir del rumbo
NE Igual al rumbo (sin las letras)
SE 180° – Rumbo
SW 180° + Rumbo
NW 360° – Rumbo
  1. LA ORIENTACIÓN

Orientarse es saber situarse respecto a los puntos cardinales para saber determinar nuestra posición y la dirección que se debe tomar.

Orientación por el Sol.

Aunque en forma no muy precisa, la posición del sol durante su trayecto puede orientarnos: a las seis de la mañana (tiempo astronómico) el sol está al este; a las nueve, al sudeste; al mediodía, al sur; a las tres de la tarde, al sudoeste; y a las seis de la tarde al oeste. Cada 12 horas recorre 180 º, luego recorre 15º por cada hora desde las 6 h hasta las 18h.

Aunque siempre habrá que tener en cuenta la diferencia entre el horario solar y el horario oficial.

Orientación por la sombra.

Se trata de una variante más precisa del método de la punta de la sombra, pudiendo emplearse en latitudes inferiores a 66º y en cualquier época del año. Para usar dicho método:

1. Plántese verticalmente en el suelo un palo o una rama, aprovechando un espacio lo bastante llano para que la sombra proyectada, que debe medir al menos 30 cm, se distinga con nitidez. Márquese la punta de la sombra con una piedra, ramita, etc. Esto debe hacerse de 5 a 10 minutos antes del mediodía (hora solar).

2. Trácese una semicircunferencia utilizando la sombra como radio y la base del palo como centro. Para este trazado puede servir una cuerda, un cordón de zapatos o una segunda vara.

3. A medida que nos acercamos a las 12 h (hora solar), la sombra va haciéndose más corta. Después de las 12 h, se alarga hasta cruzar el arco.

4. Trácese entre las dos marcas una línea recta, que será la línea Este-Oeste.

Orientación por el reloj.

Para encontrar el sur, con un reloj de manecillas ajustado por el horario astronómico, hay que: 1) sostener el reloj horizontalmente, con la esfera hacia arriba, de tal manera que quede iluminado por el sol; 2) girarlo hasta que la manecilla de la hora apunte hacia el sol (podemos con un fósforo o palito sostenido verticalmente encima de la punta de la manecilla del horario crear una sombra que nos confirme la dirección que buscamos) y 3) entonces, sin moverlo, la bisectriz entre el horario y las doce nos señalan el SUR.

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Orientación por la estrella polar.

Por la noche, las estrellas pueden servirnos para determinar la dirección Norte en el hemisferio boreal o la dirección sur en el hemisferio austral. Para descubrir la Estrella Polar (o estrella del Norte), búsquese la Osa Mayor o Carro. Las dos estrellas posteriores del cuadrilátero reciben el nombre de “guardas”. A partir de las “guardas” en línea recta (y a distancia quíntuple de la que media entre estrellas) se encuentra la Estrella Polar.

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Orientación por la luna.

La luna es un satélite, y por lo tanto nos presente unas fases de la nueva, cuarto creciente, luna llena y cuarto menguante, correspondiéndole a cada fase unos 7 días.

Nos permite orientarnos, teniendo en cuenta la fase en que se encuentra, pero única y exclusivamente cuando inicia, por eso es la forma menos fiable, ya que si no estamos en el primer día de la fase, la luna retrasa diariamente su paso por el meridiano.

La posición aproximada de la Luna, en su primer día de su fase, es:

Hora Creciente Llena Menguante
18.00 S E N
21.00 SW SE NE
24.00 W S E
03.00 NW SW SE
06.00 N W S

La luna sale cada día unos 50 minutos más tarde, dato que hay que tener en cuenta si se quiere determinar un punto cardinal, días antes o después de una de sus fases.

Orientación por la brújula.

La brújula de mano es el instrumento más corrientemente utilizado y el más sencillo para determinar direcciones y medir ángulos. Se presenta en diversos estilos, desde la simple brújula de bolsillo o de pulsera hasta modelos más complicados como el de Slyva, la militar, etc. Todos los estilos son aptos para la navegación en su concepto básico. La brújula empleada para navegar recibe también el nombre de compás.

Dado que las brújulas apuntan al Norte magnético y no al Norte geográfico, todos los mapas llevan una corrección (llamada declinación) entre los puntos geográficos de referencia. La declinación varía, como es natural, de un punto a otro del globo. Para determinar el Norte geográfico de cualquier punto al Este o al Oeste, es preciso compensar la diferencia añadiéndole o sustrayéndole al Norte magnético el número correspondiente de grados, según se indica en el mapa.

Orientación por signos naturales.

Existen indicios en la naturaleza que pueden darnos pistas sobre la dirección que llevamos. Aunque no son muy precisos, pero en circunstancias excepcionales pueden impedir que perdamos el tiempo dando vueltas en círculo.

En el hemisferio norte los musgos crecen en las zonas más más sombrías y húmedas de los troncos, que suele corresponder a la cara norte. Si bien esto puede variar localmente a causa de un microclima particular.

También en las montañas reciben menos sol las laderas orientadas al norte, por lo que suelen ser más húmedas, de tonalidades más frías y retienen la nieve por más tiempo.

Los anillos de crecimiento de los árboles suelen estar más desarrollados del lado que reciben más sol, aunque pueden darse factores que alteren este desarrollo.

Orientación en senderos balizados.

El sendero homologado es una vía identificada por las marcas GR, PR o SL, que se desarrolla preferentemente en el medio natural, sobre viales tradicionales y que se encuentra homologado por la federación. Sus características posibilitan su uso a la mayoría de las personas, a lo largo de todo el año.

El sendero homologado forma parte integrante de una red de senderos: local, comarcal, autonómica y/o territorial. Debe cumplir unas exigencias precisas de trazado y señalización.

Los objetivos del sendero homologado son:

• Facilitar al usuario la práctica del senderismo proporcionando seguridad, calidad e información sobre la actividad que va a desarrollar.

• Incentivar el conocimiento del entorno natural y de los elementos de la tradición rural de los espacios por donde se transita, buscando una práctica respetuosa cultural y ambiental.

La señalización de los senderos homologados es la siguiente:

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  1. UNIDADES DE MEDIDA

Siendo el metro la medida lineal más universalmente conocida del Sistema Internacional, los múltiplos y submúltiplos se obtienen de:

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Otras medidas de interés:

Milla = 1k,609 Km

Milla marina = 1,852 Km

Pie=0,3048 m

Pulgada=0,0254 m

Una escala numérica es la expresión por medio de una fracción ordinaria en la que el numerador suele ser la unidad (en el caso de las escalas de reducción).

Sin embargo, una escala gráfica, o regla de medir, es el conjunto de rectas divididas en un número de partes iguales con indicación de la medida correspondiente.

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Este tipo de escalas tienen la ventaja de absorber cualquier defecto de tamaño que pueda producirse de cara a su reproducción.

A su vez, no precisan ningún tipo de normalización, ya que su concepto es gráfico y no numérico. Una escala gráfica reproduce en un plano una muestra de medida. Por ello ésta necesariamente debe ir fraccionada en partes iguales, todas ellas convenientemente graduadas numéricamente, para poder ser tomada como referencia.

Las unidades angulares se usan en topografía para medir los ángulos horizontales en el sentido de las agujas del reloj. Considerando la división de la circunferencia en cuadrantes, el origen de las mediciones (ángulo 0º) se encuentra en la parte superior que sería el equivalente a los 90 º trigonométricos.

Aparte de la milésima militar, donde la circunferencia se divide en 6400 partes llamadas milésimas, los grados más usados son los sexagesimales y los centesimales.

Grado sexagesimal: Cada una de las porciones que resulta de dividir el ángulo recto en 90 partes iguales.

La circunferencia en total suma 360º, cada grado se divide en 60 minutos, y estos a su vez en 60 segundos, los segundos se dividen en décimas, centésimas, milésimas…

Los grados sexagesimales se designan poniendo ” o “ como superíndice a los grados ” , “ en los minutos y ” ,, “ en los segundos .

32º 58´ 27´´ = 32 grados, 58 minutos , 27 segundos

Grado centesimal: Cada una de las porciones que se consiguen al dividir el ángulo recto en 100 partes iguales .

En el sistema centesimal, la circunferencia se divide en 400g, cada grado se divide en 100 minutos y cada minuto en 100 segundos. Los segundos se dividen a su vez en décimas, centésimas, milésimas…

Los grados centesimales se designan añadiendo el superíndice ” g “ a los grados ” , ” a los minutos y ” ,, ” a los segundos .

12g 35´ 47´´, 08 = 12 grados, 35 minutos, 47,08 segundos

Para pasar de grados sexagesimales a centesimales, se usa una regla de tres, sabiendo que 90º equivalen a 100g  

Análogamente usando una regla de tres podemos pasar de grados sexagesimales a milésimas sabiendo que 90º equivales a 1600 milésimas.

  1. FORMAS DEL TERRENO

ï  TERRENO LLANO: aquel con pendientes suaves, sin cambios bruscos de una a otra.

ï  TERRENO ONDULADO: Aquel con elevaciones y depresiones de poca importancia. El movimiento no presenta grandes dificultades.

ï  TERRENO MONTAÑOSO: Las vertientes tienen mayor pendiente y las diferencias de altura entre las vaguadas y la divisoria es más notoria. Deben conocerse los sitios por donde atravesar o cruzar.

ï  TERRENO ESCARPADO: Posee Vertientes de gran pendiente, incluso verticales y casi inaccesibles. Cambios bruscos de pendientes.

ï  CLASIFICACION DEL TERENO POR SU NATURALEZA: El terreno puede ser SUELTO COMPACTO, PEDREGOSO, ARESINCO O PANTANOSO.

ï  CLASIFICACION DEL TERENO POR SU PRODUCCIÓN: El terreno puede ser ABIERTO (DESPEJADO) o CUBIERTO (ARBOLADO).

PRINCIPALES ACCIDENTES DEL TERRENO:

  • MONTE: Elevación del terreno respecto del que le rodea. Su parte más alta se llama cumbre o cima (cresta si es alargada, meseta si es ancha y plana y pico si es puntiaguda).
  • LADERA: o vertiente es la superficie que une la vaguada con la divisoria. Si se aproximan a la vertical se denominan escarpados o paredes.
  • MOGOTE: Pequeña elevación del terreno respecto del que le rodea, de forma troncocónica; se le llama loma si es de forma alargada.
  • MONTAÑA: Gran elevación del terreno formada por un grupo de montes.
  • MACIZO: Agrupación de montañas que se ramifican en todas direcciones, llamándose sierra si éstas van en una sola dirección.
  • CORDILLERA: Sucesión de sierras.
  • RIO: Corriente de agua de cierta importancia, llamándose arroyo si el caudal es poco considerable o torrente si sólo circula agua en tiempo de lluvia (de forma turbulenta). La zona por donde circula se denomina cauce o lecho.
  • CONFLUENCIA: Punto de unión de dos cursos de agua, llamándose desembocadura si es donde un río se une al mar.
  • DIVISORIA. Línea ideal del terreno que separa las aguas hacia una u otra ladera.
  • VAGUADA: Unión por la parte inferior de dos laderas opuestas, recibiendo el agua de dichas laderas; se le denomina barranco si la vaguada es estrecha y encajonada. Entre dos vaguadas hay siempre una divisoria y entre dos divisorias, una vaguada.
  • COLLADO: Unión de dos entrantes y dos salientes, llamándose también desfiladeros (si son profundos y de laderas con gran pendiente) puertos (si son de fácil acceso) o brechas si son pequeños y de difícil acceso.

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  • VALLE: Zona comprendida entre dos grandes divisorias y por donde, normalmente, circula un río.
  • VADO: Zona de un cauce por donde se puede cruzar (a pie, a caballo o en vehículo) debido a su poco cauce, lecho firme y poca corriente.
  • HOYA: Depresión del terreno respecto al que le rodea, llamándose laguna o charca si hay agua de forma permanente o lago si es de gran extensión. En zonas montañosas se llama ibón.
  • COSTA: Parte del terreno que está en contacto con el mar. Si es baja y arenosa, se denomina playa; si es escarpada y de paredes casi verticales, se llama acantilado.
  1. REPRESENTACIÓN DEL TERRENO:
  • Mapas en relieve:
  • Reproducciones (maquetas) del terreno tal y como es en realidad.
  • Dan una perfecta visión del terreno que representan y en especial de su relieve.
  • Presentan dificultades para resolver problemas topográficos.
  • Son de ejecución lenta costosa y difícil.
  • Son difíciles de transportar.
  • Hay pocas copias del ejemplar.
  • Fotografías:
  • La representación del terreno es buena, aunque muy limitada en muchos aspectos.
  • Refleja una fiel representación del terreno, incluso con los diferentes tonalidades de la vegetación tierras etc.
  • No representa el terreno a escala.
  • No representa aceptablemente el relieve.
  • Sólo sirven para porciones de terreno pequeñas.
  • Cartas, de varios tipos: náutica , de rumbos, de pesca, de radar, etc.
  • Sistema de planos acotados:
  • Carecen de los inconvenientes de los mapas en relieve. Son los más empleados.

En el sistema de planos acotados, la representación de la superficie topográfica se consigue con las proyecciones acotadas de una serie de secciones horizontales producidas por planos horizontales que se cortan a la superficie y equidistantes entre sí.

En esta figura tenemos un pequeño terreno y lo seccionamos por los planos horizontales de cotas 10, 20, 30, 40 y 50, que producen las curvas de nivel. La separación fija entre cada dos planos secantes se llama equidistante. En este caso la equidistancia en de 10 metros. Según la definición de curva de nivel, todos los puntos de una misma curva de nivel tienen la misma cota o altitud, que se indica por el número junto a ella.

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La superficie topográfica se aproxima tanto o más a la superficie terrestre cuanto más pequeña sea la equidistancia, es decir, cuanto más próximas se consideren trazadas las curvas de nivel.

Cada curva tiene una cota fija que es la distancia al nivel del mar, que se considera cota cero.

La equidistancia se elige en función de la utilización del plano o mapa, de la escala del dibujo, de lo accidentado del terreno y del costo para obtener los datos necesarios para dibujarlas. En planos a escala pequeña se pueden emplear equidistancias de 50 y 100 metros. En planos mayores o de terreno en los que se requiera mayor información, la equidistancia empleada puede ser de 5, 2, 1 y 0.5 metros.

Cuando la cota de las curvas de nivel aumenta hacia dentro, el plano indica que se trata de un monte, colina o cima. Si la cota aumenta hacia afuera, representa un valle, hondonada o depresión.

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En Topografía, hay que diferenciar entre 3 tipos de distancias, entre las cuales nos moveremos mediante fórmulas matemáticas y reducciones oportunas.

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DISTANCIA TOPOGRÁFICA O REAL: es la distancia verdadera del terreno que separa dos puntos.

DISTANCIA GEOMÉTRICA O NATURAL: es la distancia en línea recta que separa dos puntos del terreno.

DISTANCIA HORIZONTAL O REDUCIDA: se llama a la longitud de la recta perpendicular, a las verticales que pasan por los extremos de la distancia.

Se llama  pendiente a la relación que existe entre el desnivel que debemos superar y la distancia en horizontal que debemos recorrer, lo que equivale a la tangente del ángulo que forma la línea a medir con el eje x, que sería el plano. La distancia horizontal se mide en el mapa. La pendiente se expresa en tantos por ciento, o en grados.

Para calcular una pendiente en tantos por ciento basta con resolver la siguiente regla de tres: Distancia en horizontal es a 100 como distancia en vertical es a X, o sea:

Distancia en vertical · 100/Distancia en horizontal = Pendiente% 

Para calcular la pendiente en grados basta con resolver el triángulo rectángulo con los dos catetos conocidos.

Tangente A = Altura/Distancia 

Un ángulo de 45º es una pendiente del 100%, ya que cada 100 metros en horizontal se recorren 100 metros en altura.

Cuando medimos una distancia en el mapa lo hacemos sobre la superficie plana del mapa. Para calcular la distancia real debemos hallar el valor de la hipotenusa de un triángulo rectángulo. El valor de un cateto es la distancia en metros entre dos puntos, el valor del otro cateto es el valor en metros de la diferencia en altitud entre los dos puntos.

La distancia real es pues: r2 = h2 + a2

Dónde: r = distancia real, h = distancia horizontal en la realidad entre los dos puntos, a = diferencia de altura en la realidad entre dos puntos

  1. UTILIZACIÓN DE LA BRÚJULA EN EL TERRENO

La brújula por sí solo no  será de mucha utilidad ya que siempre indicará el norte y para una perfecta orientación es preciso llevarla acompañada de un mapa en el que os podréis posicionar e indique los puntos cardenales para así conocer qué dirección y rumbo llevar en caso de pérdida.

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Para conseguir un rumbo y seguirlo en el terreno:

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Apoyar la brújula en el mapa de modo que el lado largo de la brújula se apoye sobre la línea que conecta el punto de partida con el de destino. Las líneas de dirección deben apuntar desde el punto de partida al de destino. Poniendo la brújula firme sobre el mapa de modo que la base quede firme en su lugar.

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Gira la cápsula móvil hasta que las líneas del fondo de la cápsula queden apuntando al norte y sur en paralelo a las del mapa. Asegurándose de que las líneas Norte-Sur estén en paralelo y con el mismo Norte que el mapa deberéis sostener la brújula en las manos de frente al cuerpo asegurándose que la base de esta esté horizontal y que apunte al frente.

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Rotar el cuerpo hasta que las líneas Norte-Sur del fondo de la cápsula coincidan con la aguja magnética y el rojo de esta hacia el norte. La dirección de las flechas le estará indicando la dirección que debéis tomar hacia el destino.

Buscar un punto de referencia en el terreno hacia la dirección en la que debe ir según la brújula. Camina hacia el sin estar mirando la brújula hasta que se llegue. Cuando lo alcance, vuelva a apuntar la brújula hacia un nuevo punto de referencia alineado con su destino.

Recuerda la diferencia entre el norte que apunta la brújula es el norte magnético en a la dirección de viaje.

Para obtener un rumbo a través de la visual:

Trasladando el rumbo al mapa nos permite conocer el objetivo o el punto donde nos encontramos, si es que no lo sabemos: dirigiendo la flecha de dirección hacia el punto cuyo rumbo deseamos.

Giramos el limbo hasta hacer coincidir el punto deseado  con la aguja imantada. La  Dirección marca en el limbo el rumbo al punto.

Si lo que desconocemos es el punto al que hemos dirigido la visual, trasladando ese rumbo al mapa, identificamos dicho punto.

Si, al contrario, conocemos el punto al que dirigimos la vista pero desconocemos nuestra posición, debemos trasladar al mapa el rumbo contrario, al repetir la operación sobre otro punto identificable y hallar su rumbo el punto donde se cruzan las dos líneas trazadas sería nuestra posición.