1.2 Herramientas, máquinas e instrumentos: sus funciones y su mantenimiento

Componentes de una máquina: fuente de energía, motor, transmisor, actuador, sistema de regulación y control

Para continuar con el estudio de las creaciones técnicas del ser humano, nos introduciremos al mundo de las máquinas. Una Maquina es un medio técnico en el que se conjugan e integran piezas fijas y piezas móviles. Como característica particular, las máquinas tienen la cualidad de utilizar y transformar energía para realizar diversas tareas o funciones, ya sea de manera Autónoma o manipuladas por un operador.

En el subtema anterior aprendiste que las herramientas funcionan gracias a la energía que proporciona el ser humano; en cambio, las máquinas consumen y transforman otro tipo de energía como la calorífica o la eléctrica para para producir movimiento.

En el sexto grado de tu educación primaria aprendiste que es la energía y los distintos tipos que existen, como la energía eólica, la mecánica, la potencial y la cinética, entre otras. Veamos si puedes identificarlas en la actividad siguiente.

Desarrollo de competencias

Elabora una lista de las máquinas de uso común en tu laboratorio de tecnología, el tipo de energía que usan y en que la transforman.

Nombre
1. CPU
2. Pantallas
3.enchufes
4.Impresora
5. Plasma

Energía inicial
 1.energía eléctrica
2.energía eléctrica
3.energía eléctrica
5.energía eléctrica

Energía final
1. Energía eléctrica
2.energía eléctrica
3.energía eléctrica
4.energía eléctrica
5.energía eléctrica


El siglo xvIII un hito importante en la historia de la tecnología: el ser humano desarrolla máquinas capaces de satisfacer una demanda de bienes cada vez mayor.  el crecimiento demográfico genera una intensa presión en la producción artesanal, puesto que en las manos hábiles de los artesanos ya no satisface las necesidades de la población.  en ese contexto surgen medio técnico que contribuye a resolver el conflicto de la producción masiva: la máquina de vapor.

Aunque su invención se atribuye A James watt, lo que hizo en realidad fue perfeccionar diseños anteriores qué basaban su funcionamiento en la presión de vapor,  lo cual permitió obtener una máquina cuyo rendimiento y eficiencia eran superiores a los de diseños previos (figura 2.5).






Figura 2.5
La industria textil,  los transportes, las comunicaciones y la minería se beneficiaron enormemente con el modelo de máquina de vapor elaborado por James watt.

Desarrollo de competencias

Las siguiente es la representación esquemática de una máquina de vapor, en la que ocurren algunas transformaciones de energía. ¿ podrías identificar de qué tipos de energía se trata?  completa el esquema




Energía termoeléctrica, térmica y mecanica

En el esquema, el fuego calienta las moléculas del agua, con lo que aumenta su energía a tal punto que logran romper la tensión superficial del agua y salir en forma de vapor. La temperatura, y sobre todo la presión que alcanza el vapor, son transmitidas a un embolo o pistón que, a su vez, transmite el movimiento a una biela y esta a un cuerpo giratorio (en la imagen es una rueda)

Como habrás observado, un elemento esencial de las máquinas es la fuente de energía ;sin embargo, es solo una pieza del rompecabezas que conforma una maquina. Otra parte la constituye el motor, que es el que se encarga propiamente de transformar la energía en una fuerza útil capaz de generar un trabajo. Por lo jeneral,  el motor se conecta a una biela,  un enjambre o poleas.

La biela es una barra metálica que transforma el movimiento giratorio en movimiento de vaivén o viceversa.

El engranaje consiste en un conjunto de barras o ruedas dentadas que transmiten o modifican el sentido del movimiento o su velocidad. los engranajes se encargan de transmitir el movimiento desde el eje de la maquina hacia otro eje, dentro  o fuera de la misma, conectado por medio de estos.

las poleas son un conjunto de ruedas, por lo regular acanaladas, conectadas entre si mediante una banda. Al igual que el engranaje, su funcion es transmitir el movimiento hacia el lugar donde se requiere aplicar.

estos tres elementos-bielas,engranajes y poleas- reciben el nombre de operadores  ya que su funcion es transmitir, cambiar el sentido, modificar la velocidad de un movimiento o las tres cosas.

el componente de la maquina que ejecuta la accion para la cual fue diseñada , ya sea cortar, tejer, perforar, doblar, moldear, etc, se conoce como actuador y es el que realiza las acciones especificas propias de una maquina sobre un objeto para transformarlo en un producto util para el ser humano.

el desempeño y la eficiencia de una maquina suelen variar con el tiempo, debido principalmente al desgaste de los materiales a causa de la friccion, o bien a pequeños desajustes que se dan entre los componentes como resultado del movimiento.

Es por ello que asociadas al funcionamiento de una máquina van aparejadas acciones de regulación y control que permiten corregir esas pequeñas variaciones y mantener su funcionamiento dentro de un Rango aceptable.

 En la figura 2.6 se muestra un tornillo de banco en el están señalados los componentes que interactúan para que pueda hacer oficios.

Desarrollo de competencias

Selecciona una de las máquinas de tu laboratorio de tecnología y haz un esquema en el que señales los cuatro elementos básicos que contribuyen a su funcionamiento: fuente de energía, motor, operadores y actuador. utiliza el espacio en blanco de esta página.

                       Computadoras 

                   Energía eléctrica

El procesador         Software , window,etc

                Neumático, hidráulico o 

                          Eléctrico

  • identifica y anota las acciones de regulación necesarias para el funcionamiento adecuado de la máquina.

R= a limpiar una computadora se regulariza, en algunas ocasiones hay aplicaciones para regularizar .

Herramientas y máquinas en los procesos productivos

En los diferentes procesos productivos es posible identificar una multiplicidad de medios técnicos que hacen eficiente el trabajo en la industria,  la agricultura, la ganadería o los servicios (fig 2.4). Los medios técnicos incluyen los objetos, Las herramientas y las máquinas puestos en Operación para producir bienes o servicios.

En la asignatura tecnológica mantienes contactos permanente con máquinas y herramientas, ya que recurre a estas en las diferentes etapas del trabajo. Además, representan una fuente inagotable de saber y saber hacer, Pues a emplearlas se despliegan conocimientos, habilidades y actitudes.

¿ has reflexionado sobre la riqueza que puedes encontrar en una herramienta tan común como un desarmador?

De los medios técnicos ideados por el ser humano para la solución de problemas podemos extraer una gran sabiduría: es cuestión de explotar los, estudiarlos,  usarlos y,  porqué no, modificarlos.


Figura 2.4
Las maquinas de las herramientas son fundamentales en la generación de servicio y están en estrecha relación con las personas que las utilizan. 

Desarrollo de competencias

Haz una lista de las herramientas de uso común en tu laboratorio de tecnología.
Si,  las mesas,  las sillas, pantallas para las computadoras, teclados para las computadoras, maus para las computadoras, imprimidora, plasma, CPU es la caja de las computadoras.

• selecciona cinco herramientas de la lista anterior y analiza de acuerdo con sus funciones y condiciones de manejo.

Herramienta :
1.Las mesas
2.sillas
3.Impresora
4. Pantalla
5.teclado

Función :
1. Poner alguna cosa como las computadoras, libros, lápiz, etc
2. Sentarnos
3. Sacar copias
4. Mirar lo que escribimos
5. Escribir

¿Qué acción humana hace mas  eficiente?
1. Tener las cosas en un lugar y no tener que cargarlas o tenerlas  tiradas en el piso
2. Que así no estamos en el piso y no batallamos al hacer las cosas
3. Que tengas copias que son muy necesarias para un trabajo, escuela, etc
4. Mirar lo que hacemos sin pantalla no habría computadoras, tableta, celulares, aipot, etc
5. Escribir en la computadora sin el teclado no podríamos escribir
¿ Qué acciones y actitudes corporales se asocian a su uso?
1. Tener las cosas en un lugar y organizadas al tenerlas en un lugar y no tiradas en el piso
2. Que nos sentamos en algo cómodo Y no en el piso todo sucio y estamos en la silla bien sentadas y con nuestro mesabanco
3. Así no lo hacemos en hojas a lápiz o no hacemos todo a mano que es más difícil y no llevamos los papeles originales a un trabajo o en la escripcion siempre piden copia
4. Nos ayuda a ver lo que hacemos y nos beneficia porque sin las pantallas no habría ningún aparato tecnológico para comunicarnos,  hacer las tareas,  jugar, etcétera
5. Escribir en la computadora para poder usarla sino no se podría escribir en ella y no habría, faltaría más evolución y por el teclado hay comunicación con los demás.

La delegación de funciones en máquinas herramientas utilizadas en diferentes espacios

El ser humano cuenta con cualidades que ningún otro ser vivo posee, pero también tiene limitaciones para llevar un buen fin acciones como la de la actividad anterior(figura 2.2).

Para resolver el problema planteado, uno de los estudiantes deLego la función de los dedos en los clips,  de esta manera, incrementa sus posibilidades de acción al usar y manejar un objeto.





Fig 2.3
Entre las primeras herramientas que usaron los homínidos se cuenta las de piedra labrada.



El hecho de delegar funciones orgánicas en diversos objetos dio origen a las herramientas, las cuales tienen como propósito incrementar, extender o prolongar las capacidades físicas del ser humano.

Por otra parte, utilizar las herramientas implica poner en juego un conjunto de acciones corporales y actitudes, así como medidas precautorias y conocimientos de distinta índole, que en conjunto podemos denominar gestos técnicos.

Esto mismo sucedió hace mas de dos millones de años, cuando los primeros homínidos vencieron la frustración y dieron rienda suelta a su creatividad para desarrollar técnicas que les permitieron utilizar varas y ramas para sacar insectos de las grietas de los árboles, piedras para romper huesos y extraer su médula, incluso técnicas de golpeo con el fin de obtener fragmentos afilados de piedra que le sirvieron como incipientes cuchillos (figura 2.3). Tal creatividad permitió que nuestros antepasados comenzaron a dominar su entorno.

En ese proceso de millones de años, las máquinas, las herramientas y los gestos técnicos han evolucionado. Si recapacitamos, saltará a la vista que no es lo mismo cortar una rama con la fuerza de las manos, que cortarla con un hacha o, en nuestra época, con una motosierra.

Aunque el objetivo es el mismo, la herramienta y las acciones corporales cambian, Al mismo Tiempo que se modifican la actitud e incluso la fuerza y la precisión empleadas para realizar una actividad.

Desarrollo de competencias

Observa con detenimiento las imágenes y contesta.

•¿ Cuál es la finalidad de estas tres herramientas?
La primera es para cortar algo y la segunda para picar algún alimento y la tercera para cortar algún objeto o alimento

•¿ a que atribuyes la diferencia entre los materiales con los que están hechos los cuchillos?
Pues con el paso de los años evolucionamos el primero es piedra y el segundo metal y plástico al igual que el tercero pero con electricidad.

•como usuario de estas herramientas, ¿ Qué ventajas ofrece El que hayan cambiado los materiales?
Pues es más fácil hacer las cosas.

• describe las principales diferencias entre usar un cuchillo de sílex y uno eléctrico.
Pues la evolución 1 usos simplemente sílex y el otro tiene electricidad y más filo obviamente.

1.1 Herramientas, máquinas e instrumentos como extensión de las capacidades humanas

Los procesos de creación de herramientas según sus funciones en las sociedades antiguas y sus procesos de cambio:las acciones y los gestos técnicos

A lo largo de nuestra vida nos enfrentamos a un sinnúmero de problemas, para lo que vamos encontrando  soluciones, algunas veces gracias a nuestro conocimiento, otras exclusivamente a partir de nuestras capacidades y habilidades edades físicas, como cuando destapamos un frasco o abrimos una caja sin romperla.

Sin embargo, hay situaciones en que el conocimiento, la fuerza, la habilidad o la destraza física  no son suficientes para alcanzar nuestro objetivo.

Es entonces cuando recurrimos a una de las cualidades del ser humano : la capacidad de crear y transformar. Nuestro cerebro analiza objetos y proyecta nuevas potencialidades para estos, como cuando sucede cuando doblamos un alambre de forma tal que nos permite extraes algo por una pequeña rendija, con lo este objeto metálico se convierte en una extinción de nuestra mano.

Desarrollo de competencias

Usemos la inteligencia y los dedos.  Organizados en equipo de tres integrantes reúnan este material.

1.  1 alcancía
2. 1 moneda de 5 pesos
3. 1 moneda de 2 pesos
4. 1 moneda de 1 peso
5. 6 clips
6. 1 regla
7. 1 tijera o cúter
8. Cinta adhesiva

•el objetivo de esta actividad es sacar la moneda de mayor denominación por la ranura de la alcancía, lo cual exige utilizar la inteligencia para encontrar la solución al problema y los dedos para ejecutarla.

• Cada integrante del equipo dispondrá de 30 segundo para hacerlo, al cabo de ese tiempo sedera el turno al compañero siguiente y así hasta que lo aya intentado los tres.  si en este lapso ninguno lo logra, volverá a intentarlo con el mismo procedimiento, pero en esta ocacion contara con un minuto.

Responde...

•¿cual fue la primera idea que se te ocurrió para extraer la moneda?
Voltear la alcancía y con el clip acomodarla moneda para sacarla.

•en caso de haber fallado ¿que otra opción se te ocurrió para llevar a cabo tu propósito?
Tomar dos clips y tratar de sacar la moneda con los clips a los lados jalarla hacia afuera.

Utilizar la inteligencia, los dedos y algo mas. El objetivo sigue siendo el mismo :sacar la moneda de mayor denominación. Esta vez, además de su inteligencia y los dedos, cada participante podrá sacar dos clips.

•cada integrante del equipo dispondrá de 30 segundos para hacerlo, al cabo de ese tiempo sedera el turno al compañero siguiente y asi hasta que lo hayan intentado los tres. Si en este lapso ninguno lo logra, volverán a intentarlo con el mismo l mismo procedimiento, pero en esta ocasión contaran con un minuto.

Responde.

•¿en cual etapa resulto mas fácil sacar la moneda?
En la 2da etapa

•¿a que atribuyes la diferencia?
En que la primera tomo los clips y los jalo puede fallar tiene mas probabilidad y en la segunda pongo la alcancía alreves y con el clip la acomoda para sacarla y listo es mas fácil que salxa oír que cuando caiga caída hacia abajo en la primera hacia la alcancía.

Fig. 2.2
Por sencillas que sean las herramientas empleadas, siempre se debe tener precaución en su manejo.

Durante la actividad anterior afloraron sensaciones de ansiedad, desesperación, deseos de tener los dedos más delgados y las uñas más largas, pero también hubo momentos de reflexión y análisis qué, aunados a la imaginación y la creatividad, contribuyeron a que se idearon soluciones mediante diversas posibilidades de uso para los clips, incluso pensar en otro tipo de objetos que facilitan la tarea.

Medios técnicos: herramientas y máquinas: lo que cambia y lo que permanece

Gracias al control y la coordinación del cuerpo, principalmente de las manos y los dedos, a la transformación de energía química en mecánica, a la capacidad creativa y sobre todo a las necesidades sugeridas en el entorno, el hombre primitivo fue capaz de fabricar las primeras herramientas mediante un proceso que ha permanecido a lo largo de la historia de la humanidad.

En un principio las herramientas eran de una sola pieza, de modo que se empleaban ramas y piedras para realizar tareas Cómo cortar, perforar, jalar, macerar y triturar. La la energía requerida para que cumplieran su función la proporcionada el ser humano que, a cambio,  obtenía el alimento necesario para sobrevivir, la capacidad de defenderse de sus depredadores o un lugar donde dormir seguro.

Mas tarde aparecieron las herramientas que convinaban dos o mas piezas. Estas, a diferencia de las primeras, hacían mas eficiente el trabajo con un gasto menor de energía :no es lo mismo romper un hueso con una piedra que con un mazo, ni defenderse con una lanza con punta de madera que con una con punta de piedra.

 La complejidad de las herramientas se incremento de acuerdo con la novedad y variedad de las necesidades ;así, obtener fuego dio la pauta para crear un arco con cuerda que generaba la fricción requerida para encender yesca. Por su parte, la necesidad de vestido dio origen alos primeros telares y lo mismo ocurrió con los medios de transporte .

Con el descubrimiento de los metales y el desarrollo de la metalurgia se fabricaron herramientas más precisas y resistentes; sin embargo, la finalidad seguía siendo la misma: satisfacer las demandas de la población. En este sentido, la máquina de vapor presenta una nueva relación entre el ser humano y la herramienta.

A partir de ese momento se conjuga la función de diversas herramientas que, Integradas, dan lugar a las máquinas. Con ello, el gasto de energía del ser humano se reduce, al mismo tiempo que se hace indispensable usar nuevas fuentes de energía.

Desde entonces han pasado muchos años y las máquinas y las herramientas siguen ocupando el lugar fundamental tanto en el hogar como en la producción de bienes, debido a que facilitan las acciones humanas.