Introducción a la Industria y el Desarrollo Sostenible

Industrias

Industria de extracción: Proporcionan materias primas.

Industria de transformación: Se obtienen los materiales industriales.

Industria de elaboración: Se fabrican productos para uso posterior.

Industrias de transformación

• Siderúrgicas y metalúrgicas: Obtienen diferentes metales a partir de minerales.
• Petroquímicas: Separan compuestos del petróleo mediante destilación.
• Industria de maderas artificiales: Transforman troncos y ramas mediante trituración, cocción y mezcla.
• Industrias textil y de la piel: Elaboran telas mediante hilado y tejido a partir de fibras naturales y artificiales.
• Industrias cerámicas: Transforman rocas y minerales no metálicos en productos cerámicos, vidrio, cemento o escayola.

Desarrollo Sostenible

Aplicación de nuevas formas de desarrollo científico, tecnológico y social para impedir el deterioro de la Tierra. Para lograrlo, es necesario evitar:

• Agotamiento de recursos: Se están produciendo pérdidas importantes en las masas forestales y la extinción de especies animales.
• Contaminación ambiental: Las aguas y suelos son contaminados por vertidos urbanos, agrícolas e industriales.
• Desigualdad en el reparto: Los países industrializados consumen la mayor parte de los recursos, mientras otros tienen dificultades de supervivencia.
• Generación de residuos: El consumo excesivo agota los recursos y produce enormes cantidades de residuos.

Regla de las 3 «R»

• Reducir: No consumir productos innecesarios.
• Reutilizar: Ofrecer nuevas posibilidades de uso a un producto.
• Reciclar: Utilizar los materiales o partes de un producto para fabricar otros nuevos.

Polímeros y Plásticos

Polimerización

Reacción química que, a elevada presión y temperatura, forma cadenas de monómeros (moléculas elementales) para constituir macromoléculas llamadas polímeros.

Propiedades de los Plásticos

• Ligereza: Debida a la baja densidad.
• Capacidad aislante: Tanto térmica como eléctrica.
• Resistencia química: Resisten agentes atmosféricos y sustancias químicas agresivas.
• Resistencia mecánica: Aceptable, aunque menor que la de los metales.
• Versatilidad: Posibilidad de modificar propiedades añadiendo aditivos.
• Facilidad de fabricación: Fáciles de moldear a temperaturas moderadas.

Tipos de Plásticos

• Termoplásticos: Se reblandecen con el calor, adquieren formas que conservan al enfriarse y se pueden fundir y moldear varias veces.
• Termoestables: Se deforman por calor y presión una sola vez, adquiriendo una consistencia permanente.
• Elastómeros: Gran elasticidad, se deforman y recuperan su tamaño original.

Materiales Pétreos, Vidrio y Hormigón

Materiales Pétreos Naturales

• Rocas magmáticas: Se forman al solidificarse materiales fundidos del interior de la Tierra.
• Rocas sedimentarias: Se originan por acumulación de fragmentos de otras rocas, cristalización de sustancias o acumulación de restos orgánicos mineralizados.
• Rocas metamórficas: Formadas a partir de rocas ígneas y sedimentarias sometidas a transformaciones por altas presiones.

Proceso de Obtención del Vidrio

Se funden materias primas trituradas en hornos a más de 1300°C. Al fundirse, se le da forma (láminas o formas huecas por soplado) y se deja enfriar.

Hormigón y Hormigón Armado

Hormigón: Mezcla de conglomerante con arena, grava y agua. Se amasa, se vierte en un molde y se compacta.

Hormigón armado: Hormigón con barras de acero (armaduras) en zonas de esfuerzo.

Materiales Metálicos

• Acero: Gran resistencia y fácilmente reciclable.
• Cobre: Gran maleabilidad, ductilidad, duración, resistencia a la corrosión y reciclable.
• Aluminio: Buena relación peso-resistencia, fácil mecanización, resistente al fuego y la corrosión, durable y reciclable.

Sistemas Energéticos

Clasificación de Sistemas Energéticos

• Convencionales:
  • No renovables: Combustibles fósiles, Nuclear de fisión.
  • Renovables: Energía hidroeléctrica.
• Alternativos: Energía eólica, solar, biomasa, geotérmica, de las olas.

Combustibles Fósiles

• Carbón: Combustible fósil abundante, usado en centrales térmicas y siderurgia.
• Petróleo: Mezcla de hidrocarburos sólidos, líquidos y gaseosos, separados por destilación fraccionada en refinerías.
• Gas natural: Hidrocarburos ligeros en estado gaseoso.

Distribución de Energía Eléctrica

Se transporta mediante cables de alta tensión. La tensión disminuye al acercarse a polígonos industriales o poblaciones, hasta alcanzar baja tensión. Las transformaciones de tensión ocurren en estaciones transformadoras.

Central Térmica Nuclear

Centrales térmicas que obtienen vapor de agua a alta temperatura mediante fisión nuclear.

Obtención de Energía del Viento

Los aerogeneradores se ubican en lugares con alta velocidad del viento. Centros de control regulan su actividad y orientación según datos de veletas y anemómetros.

Magnetismo y Electricidad

Magnetismo y Aplicaciones

Imanes naturales: Minerales de hierro con propiedades magnéticas.

Imanes artificiales: Adquieren propiedades magnéticas por diversos procedimientos.

Aplicaciones: Aparatos eléctricos (altavoces), electrónicos (relés), procesos industriales (mover piezas de hierro).

Fórmula Ley de Ohm

I = V/R. Energía eléctrica: E = V * I * T. Potencia eléctrica: P = E/T = V * I = R * I²

Componentes Electrónicos

Componentes Electrónicos

• Componentes discretos: Unidades más simples. Tipos:
  • Pasivos: No modifican la amplitud de las señales.
  • Activos: Amplifican las señales, fabricados con semiconductores.
• Circuitos integrados: Componentes activos y pasivos interconectados en un microchip.

Tipos de Resistores

• Resistores fijos: Resistencia constante. Diferentes tamaños según la potencia.
• Resistores variables: Cambian su resistencia al variar un parámetro físico. Grupos:
  • Potenciómetros: Resistencia variable manualmente.
  • Resistores dependientes: Resistencia depende de condiciones físicas ambientales.

Aplicaciones de Resistores

Resistores fijos: Limitan la corriente, protegiendo componentes. Potenciómetros: Regulan corriente y tensión. Resistores dependientes: Sensores en sistemas automáticos.

Condensadores

Componentes pasivos que almacenan carga eléctrica. Formados por dos placas conductoras separadas por un dieléctrico. Q = C * V.

Funcionamiento: Al conectarlos a una pila, una placa cede electrones a la otra. Al desconectarlos, los electrones regresan a su posición original.

Tipos de Condensadores

• Condensadores fijos: Capacidad fija. Tipos:
  • Electrolíticos: Polarizados.
  • No polarizados: Dieléctrico cerámico, plástico, papel o mica.
• Condensadores variables: Placas móviles que cambian la superficie enfrentada y la capacidad.

Ondas y el Espectro Electromagnético

Ondas: Características

Periodo (T): Tiempo de una vibración.

Frecuencia (f): Número de vibraciones por segundo (f = 1/T).

Longitud de onda: Distancia entre dos crestas.

Amplitud: Distancia máxima de una partícula desde su posición de equilibrio.

Tipos de Ondas

• Ondas mecánicas: Necesitan un medio material para propagarse.
• Ondas electromagnéticas: Se propagan por el vacío y algunos medios materiales.

Espectro Electromagnético

Radiaciones peligrosas (longitud de onda pequeña, frecuencia alta), luz (ultravioleta, visible, infrarrojo), ondas radioeléctricas (longitud de onda grande, frecuencia baja).

Máquinas y Aparatos

Máquinas y Aparatos

• Funcionan con aporte de energía.
• Transmiten y transforman energía.
• Producen efectos.

Energía de las Máquinas

• Eléctrica: Red eléctrica, pilas, células fotovoltaicas.
• Termoquímica: Combustibles.
• Fluidos a presión: Aire comprimido, líquidos a presión.
• Mecánica: Fuerza muscular.

Tipos de Motores

• Eléctricos: Corriente continua (baterías, pilas), corriente alterna (red eléctrica).
• De combustión: Externa (combustión fuera de la máquina), interna (combustibles fósiles).

El Motor de Cuatro Tiempos

1. Admisión: Entrada de aire y gasolina.
2. Compresión: Compresión de la mezcla.
3. Explosión: Ignición de la mezcla.
4. Escape: Salida de gases.

Sistemas de Transmisión Mecánica

• Transmitir energía mecánica.
• Transformar fuerza o velocidad.
• Modificar el movimiento.
• Regular y controlar el movimiento.