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Octubre 2009
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SomosMecatrónica Año 1 / No. 7 / Octubre 2009 / Edición Digital
¿El rayo o el trueno?¿Qué dice la ciencia?
DomóticaMecatrónica en el hogar
Solar treeTus gadgets en donde quieras
Dr. Efrén Gorrostieta Conferencia en el ITM
Comentarios, Sugerencias y Suscripción
Tu opinión es lo más importante!
SomosMecatrónica
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ContenidoSomosMecatrónica
Somos Mecatrónica
Mecatrónica pág. 05
Robótica pág. 07
Control pág. 13
Diseño Mecánico pág. 12
Tecnología pág. 19
Cultura y Sociedad pág. 23
Lengua Extranjera pág. 26
¿Qué dice la ciencia? pág. 23
Electrónica pág. 09
Editorial
En Portada...
La domótica aplica los adelantos en la ingeniería para el confort de nuestros hogares.
La magia de la Mecatrónica.
Estimados amigos lectores, es un verdadero placer para nosotros darle la bienvenida a una nueva faceta dentro de nuestra revista, Somos me-catrónica se transforma, y con ello sus secciones. Todo con la finalidad de tratar de brindarle a usted una mejor información así como una me-jor experiencia dentro del apasionante mundo de la ingeniería.
Raymundo Zúñiga GarzaEditor en jefe
Director General Fco. Javier Pinales L.
Director EditorialMoisés Correa L.
Director de SuscripciónAlan R. Arguindegui V.
Editores
J. Raymundo Zuñiga G. Arnoldo Montoya H.Alfonso Santiago M. Alejandro Rivera C. Luis René Pérez E.Eliud Pérez J.
Las imágenes que aparecen en esta publicación no son propiedad de PinLed son imágenes recolectadas de diversos motores de búsqueda y sitios Web. El contenido de los articulos es responsabilidad exclusiva de sus autores y no refleja la línea editorial de PinLed.
Si presenta alguna inconformidad comuníquese a [email protected] Esta publicación estará de manera gratuita en www.somosmecatronica.net del 1 al 31 de Octubre del 2009
04Somos Mecatrónica / Octubre 09
La magia de la Mecatrónica... Domótica:
Un cordial saludo estimado lector, en esta edición hablaré de la Domó-tica una herramienta importante en la actualidad con inmensas aplica-ciones innovadoras.
Hay que entender por Domóitca como un conjunto de sistemas capa-
ces de automatizar una vivienda, combinando servicios de ahorro de energía, seguridad y comodi-dad.
Además, es la posibilidad de controlar manual o automá-ticamente
Todos aquellos dispositivos que uti-lizamos diariamente; Para algunos puede ser tan sencillo como el con-trol automático de algunas luces y algún electrodoméstico. Para otros, la prioridad será la seguridad inteli-gente del hogar, el control de audio y video puede ser una opción más para hacer de su casa una vivienda inteligente.
Para hacer esto realidad es impor-tante los conocimientos de un pro-fesionista especializado, es quien diseñará los espacios con la tecno-logía adecuada para satifacer las ne-cesidades solicitadas.
Hacer su casa inteligente es como decorar su hogar, instalando los dispositivos durante la contrucción o poco a poco, dependiendo de las circunstancias planteadas acorde a sus necesidades y presupuesto.
Es importante hacer énfasis que un hogar inteligente permite ahorrar energía, de tal manera que una bue-na administración en forma racional y controlada de los aparatos eléctri-cos ayudan a gran escala al desarro-llo sustentable del país.
05Mecatrónica Somos Mecatrónica / Octubre 09
Beneficios:Las satisfacciones que llegarán cuando tengamos el control de nues-tra vivienda son muy importantes pues darán la pauta para continuar en el acondicionamiento del hogar.La comodidad permite que el usua-rio tenga el control absoluto de to-dos los dispositivos del hogar ya sea por control remoto, internet, en forma automática, programando ta-reas y eventos en distintos horarios desde un software de computadora o bien directamente del teléfono móvil.Teniendo comodidad no podrá fal-tar la seguridad, la cual se enfoca a la presencia de personas ajenas a la propiedad, además de poder moni-torear con cámaras inalámbricas en todo la vivienda, dentro y a distan-cia desde los distintas formas de ac-ceder al sistema de seguridad.
Es un hecho que la domótica nos da la facilidad del ahorro de energía, ya que los dispositivos podrán pro-gramarse para encender solamente cuando uno lo requiere, por ejem-plo: si necesitamos el sistema de aire acondicionado por cierto tiempo, el sistema sabrá mediante una progra-mación previa o desde un móvil ser apagado completamente si es que ya no estamos en la habitación.También es importante saber que con todo esto obtendremos un aho-rro de tiempo considerable, simpli-ficando tareas diarias que si bien nos tomaría mucho tiempo hacerlas y con las facilidades del sistema do-mótico pueden realizarse automáti-camente además a cualquier distan-cia.La relación que existe con Mecatró-nica es muy intima en esta rama de
la ciencia, debido a que toda la tec-nología requerida en estos sistemas son operados por ingenieros espe-cializados, quienes por medio de una capacitación darán la confianza al usuario de que tendrán controla-dos todos los aspecto importantes de un hogar seguro y todo esto lo podemos resumir en una estabilidad económica importante. Para el desa-rrollo de proyectos domóticos existe el puerto X-10 un protocolo abierto que permite mandar señales a través de la red eléctrica convencional. El emisor de señales X10 conectado al PC envía las señales a la red eléc-tricas, mientras que cada elemento domótico dispone de un receptor capaz de leer las órdenes cuando se le envíen.Reflexionemos acerca de la impor-tancia de un control eficaz de la energía, la domótica una buena op-ción.La domótica una opción para el control
eficaz de la energía ][
06Somos Mecatrónica / Octubre 09 Mecatrónica
07Robótica Somos Mecatrónica / Octubre 09
No todos los robots son diseñados para rodar por el piso, algunos son diseñados para estar de pie manipu-lando objetos, aunque cabe aclarar que la mayoría de los robots son ensamblados para estar estaciona-rios (a nivel industrial), es decir una vez instalados estos trabajarán en el mismo sitio y por lo regular estos cuentan con herramientas con fines específicos. Por otra parte están los robots móviles que se diseñan para transportar material de un lugar a otro por medio de piernas o llantas. Ya sea un robot estacionario o un robot móvil, la principal prioridad en el diseño es darle movimiento.
Los robots estacionarios requieren gran precisión, fuerza y balance, ya que están diseñados para soltar y sujetar piezas sin dañarlas duran-te el proceso. Los robots móviles tienen sus propios inconvenientes, dentro de los más importantes son
la adecuación de la fuente de poder, la manejabilidad y la posibilidad de colisión.
Es común hacer referencia a la con-tracción física de un robot con la anatomía del cuerpo humano, por lo que en ocasiones a los distintos componentes que componen el ro-bot, se usan términos como brazo, cuerpo, codo, muñeca. El movi-miento de la articulación puede ser de giro, desplazamiento o una com-binación de ambos.
Algo que debemos tomar en cuen-ta al buscar articular un robot son los grados de libertad (GDL) que definiremos como cada uno de los movimientos independientes que puede realizar cada articulación con respecto a otra. En un robot el número de grados de libertad viene siendo la suma de los grados de li-bertad de las articulaciones que lo
componen. En muchas ocasiones el grado de libertad suele coincidir con el número de articulaciones del robot.
Para posicionar y orientar un cuer-po en el espacio de cualquier modo, son necesarios al menos seis GDL, tres que definan la posición y tres para la orientación, sin embargo en algunos robots industriales se utili-zan principalmente tres articulacio-nes que le permiten posicionar su extremo en un punto en el espacio.
Cinemática del Robot.
La cinemática del robot estudia el movimiento del mismo con respec-to a un sistema de referencia. La cinemática se interesa por la des-cripción analítica del movimiento espacial del robot como una función del tiempo y su objetivo es encon-trar las relaciones entre la posición,
Componentes Mecánicosde un Robot
08Somos Mecatrónica / Octubre 09 Robótica
Tipos de articulaciones para robotImagen extraída de Fundamentos de Robótica (Barrientos, Peña, Balaguer y Aracil)
Configuraciones frecuentes en robots industrialesImagen extraída de Fundamentos de Robótica (Barrientos, Peña, Balaguer y Aracil)
orientación del extremo final del robot y los valores que toman sus coordenadas articulares.
Los dos problemas fundamentales en la cinemática del robot son el problema cinemático directo, que consiste en determinar cuál es la posición y orientación del extremo final del robot con respecto a su sistema de coordenadas de referencia. El segun-do es denominado problema cinemático inverso, este resuelve la configuración que debe adoptar el robot para una posición y orientación del extremo conocido.
Dinámica del Robot
El modelo dinámico de un robot tiene como objetivo conocer la relación entre el movimiento del robot y las fuerzas aplicadas.
La complejidad para elaborar el modelo dinámico depende del número del grados de libertad del robot, por este motivo no siempre es posible obtener un modelo dinámico expresado en una serie de ecuaciones que permitan conocer que movimientos surgen al aplicar unas determinadas fuerzas o que fuerzas hay que aplicar para obtener un movimiento determinado. El mo-delo dinámico debe ser entonces resuelto de manera iterativa mediante un procedimiento numérico. El problema de la obten-ción del modelo dinámico de un robot, es uno de los aspectos más complejos en la robótica. Sin embargo, el modelo dinámico es imprescindible para implementar tareas como la simulación del movimiento del robot, el diseño y la evaluación de la estruc-tura mecánica del robot, el dimensionamiento y la elección de los actuadores, el diseño y la evaluación del control dinámico del robot. La obtención del modelo dinámico de un robot, se
basa fundamentalmente en el planteamiento del equilibrio de fuerzas establecido en la se-gunda ley de Newton, o en su equivalente para el movimiento de rotación, la denominada ley de Euler.
Bibliografía.
Fundamentos de Robótica, Barrientos, Peñin, Balaguer y Aracil.
Matemáticas y Robótica, Leopoldo Acosta Sánchez, Marta Sigut Saavedra.
Todos conocemos, amigos lecto-res, la forma en que se produce la electricidad, el fenómeno eléctrico que representa y la funcionalidad e importancia en la vida cotidiana. También, todos sabemos la clásica definición de corriente eléctrica, que nos enseñan como estribillo desde la educación básica: “la co-rriente eléctrica es el flujo de elec-trones a través de un conductor”.Efectivamente, demostrada está la ley de Ohm en la que se relaciona este “estribillo” eléctrico. Y bien podemos hacernos una interesante pregunta: ¿alguna vez habremos de cambiar ese “conductor” por otro medio más efectivo? Quizás suene descabellado, pero quizás…. Qui-zás no. Automáticamente al escuchar la palabra conductor se nos viene a la mente una imagen de un carrete de cable de cobre o un cable de alta tensión, pero es importante recor-dar que la conductividad es una propiedad de casi todo material y que por tanto todos son suscepti-bles de ser utilizados como con-ductores, solo que la barrera de po-tencial necesaria para vencer dicha resistencia a la conductividad es diferente en algunos materiales(o ambientes también), de ahí que algunos sean utilizados como con-ductores; los metales por ejemplo,
tienen una alta conductividad a diferencia de elementos no metá-licos u otros tipos de materiales como los polímeros cuya barrera de potencial es muy alta (este tipo de materiales suelen ser llamados aislantes).Así es, estimados lectores, en base a lo descrito líneas arriba, podemos usar como conductor cualquier cosa que esté al alcance de nues-tra mano; nuestro reloj, una hoja de papel, un ladrillo, la tierra, el agua, un alambre de cobre, un pez, un perro, etcétera (no sugerimos el uso de animales para sustituir los cableados eléctricos…no serían tan eficientes como el cobre).En fin, así como mencionamos que cualquier cosa de nuestro medio cotidiano puede transmitir ener-gía eléctrica, muchos años atrás un científico ya había imaginado dicha situación: transmitir energía eléctrica por medios inalámbricos, tal y como lo hacen los rayos de las nubes a la tierra (o de la tierra a la nube).
LA VISIÓN EXCÉNTRICA DE UN GENIO.
Cuando se reúnen la capacidad in-telectual y la imaginación en una misma persona, el resultado de dicha amalgama suele ser impre-sionante, estas dos características tuvo el imponente científico Niko-la Tesla, quien investigó, demos-tró, fabricó y patentó desarrollos científicos que aún hoy en día nos parecen fascinantes.Nikola Tesla nacido en septiembre de 1856 hijo de padres serbios que vivían en una ciudad croata, bajo el imperio austro-húngaro. Desde muy pequeño sorprendió a quienes le rodeaban por la pasión y dedi-cación que dió a sus estudios y el acelerado aprendizaje que obtenía. Antes de cumplir trece años ha-blaba ya varios idiomas, lo que le permitió accesar a varias fuentes de información de otros países. Su padre un ex militar húngaro, que después de abandonar la milicia, se convirtió en sacerdote ortodoxo, le inculcó el camino de los hábitos al joven Tesla, pero dado su gran in-terés por las ciencias y su marcada apatía por las prácticas religiosas, pudo, bajo el consentimiento de sus padres, estudiar la intrincada carrera de ingeniería electrónica, en tan sólo tres años.
TRANSMISIÓN DE ELECTRICIDAD….INALÁMBRICA? : DESDE LA BOBINA
DE TESLA HASTA LA “Wi TRICITY”Por: Arnoldo Montoya Hernández.
09Electrónica Somos Mecatrónica / Octubre 09
Fue de hecho su dedicación en el estudio, que su familia se preocu-paba constantemente por su estado de salud, el cual en varias ocasio-nes se vio comprometido.Además de sus innumerables aportes a la ciencia, Nikola Tesla, es el pionero de la in-vestigación de la transmisión de magnitudes eléctricas de manera inalámbrica, dando por resultado, el importan-tísimo descubrimiento de la radio frecuencia, que dio pie a todos los dispositivos inalám-bricos de hoy en día. Una de sus espectaculares propuestas fue la de transmitir energía eléctrica a través de la tierra. Dada la com-petencia científica que mantenía con un científico llamado Gugliel-mo Morconi, en el que se disputa-ban quien desarrollaba primero la transmisión de energía por medio inalámbricos, Tesla construyó un oscilador de alta-frecuencia que generaba 4 millones de volts, pero las chispas que producía eran de-masiado grandes y violentas para su laboratorio de Nueva York y necesitaba más espacio. Entonces, tesla mudó su laboratorio de Nue-va York hacia Colorado Springs, Colorado, en mayo de 1899. En tres meses construyó un laborato-rio completo con una torre y mástil cubierta por una esfera de cobre de 3-pies que medía 200 pies de altu-ra. También erigió un oscilador de alta-frecuencia gigante, que Tesla bautizó “transmisor de potencia”. Este transmisor incorporó un trans-formador resonante diseñado para excitar a la tierra eléctricamente, y optimizado para una transmisión de energía inalámbrica a distancias
m á x i m a s . Usando un receptor conectado a la tierra para manejar los efectos de la gran can-tidad de descargas lumínicas que ocurrían en la región diariamente durante el verano, Tesla arribó a una conclusión terminante. Estaba seguro de que la tierra estaba relle-na con cargas de fluido eléctrico. Creyó entonces que cuando la elec-tricidad es perturbada por descar-gas eléctricas repetidas, ocurrentes a intervalos de tiempo adecuados, podían producirse ondas eléctricas de baja-frecuencia resonantes de tremenda magnitud. Tesla produjo efectos de resonancia similares en sus circuitos eléctricos. Pensó que podía causar ondas resonantes en la tierra con sus descargas de alto-voltaje. También sostuvo que estas ondas podían suministrar grandes cantidades de energía eléctrica que podría ser distribuida y conectada por todo el mundo.
La prueba inicial nocturna de su transmisor fue exitosa. Del mástil surgieron rayos lumínicos de 135
pies de extensión, y los estallidos relampagueantes se escucharon a 15 millas del lugar. Luego sobrevino el silencio y la os-curidad. Durante su estancia en Colorado, Tesla realizó numerosos experimentos, y aprendió mucho de ellos. Sin
embargo, no hay evidencias de que haya tenido éxito en
transmitir una cantidad de poten-cia significativa a largas distancias sin usar cables. Aun que no exis-ten dichas pruebas, sentó, de por sí solo, el precedente en la investiga-ción de la transmisión de energía a través de medios inalámbricos.
QUE ES LA BOBINA TESLA Y COMO FUNCIONA.
La bobina de Tesla, haciendo una comparación, es un tipo de trans-formador resonante (de frecuen-cia variable). Las bobinas de Tes-la están compuestas por una serie de circuitos eléctricos resonantes acoplados (formados por elemen-tos reactivos bobinas y capacito-res y cuando es recorrido por una corriente alterna de una frecuencia tal que hace que la reactancia se anule, en caso de estar ambos en serie o se haga infinita si están en paralelo). Aunque Nikola Tesla experimentó con una gran varie-dad de bobinas y configuraciones de operación de éstas, y que es di-fícil describir un modo específico de construcción, existen los mode-los más notorios de bobinas tesla. Las primeras bobinas y las bobinas posteriores
10Somos Mecatrónica / Octubre 09 Electrónica
varían en configuraciones y mon-tajes. Generalmente las bobinas de Tesla crean descargas eléctricas de alcances del orden de metros, lo que las hace muy espectaculares.Uno de los primeros modelos de bobinas que desarrolló Nikola Tesla, fueron tales que produjeron corrientes de alto voltaje y alta fre-cuencia, note amigo lector de So-mos Mecatrónica, la importancia de éstas dos magnitudes en la ope-ración de la bobina Tesla. Estas primeras bobinas usaban la acción disruptiva (violenta) de un explosor (especie de bujía) en su funcionamiento.
Otra de estas primeras bobinas Tesla fue protegida en 1897 por pa-tente, Electrical Transformer. Este transformador desarrollaba (o con-vertía) corrientes de alto potencial y constaba de bobinas primaria y secundaria (opcionalmente, uno de los terminales de la secundaria po-día estar conectada eléctricamente con la primaria; similarmente a las modernas bobinas de encendido).
Diagrama básico de la bobina Tesla
Esta bobina Tesla tenía la secundaria dentro de y rodeada por las convolu-ciones de la primaria. Esta bobina Tesla constaba de dos bobina primaria y secundaria (opcionalmente, uno de los terminales de la secundaria podía estar conectada eléctricamente con la primaria; similarmente a las modernas bobinas de encendido). Esta bobina Tesla tenía la secundaria dentro de y rodeada por las convoluciones de la primaria. Esta bobina Tesla constaba de bobinas primaria y secundaria enrolladas en forma de espiral plana. El aparato estaba también conectado a tierra cuando la bobina estaba en fun-cionamiento.
11Electrónica Somos Mecatrónica / Octubre 09
rayo…esto, amigos, es…vamos, un lío. También se ha probado la inducción de corriente: el hecho de que un circuito en el que la corrien-te eléctrica varía crea a su alrede-dor un campo magnético capaz de inducir una corriente en otro cir-cuito. Pero este sistema requiere, o bien corrientes gigantescas, o bien distancias muy cortas entre la fuente y el receptor, de modo que tampoco sirve de forma práctica. Sin embargo, el sistema del MIT se basa en la inducción de este tipo, añadiendo un elemento más: la re-sonancia. El sistema desarrollado utiliza el acoplamiento de objetos resonantes. Como siempre, hablan-do rápido y mal: muchos sistemas físicos absorben y emiten energía de forma muy eficaz a determina-das frecuencias. Podemos poner un ejemplo muy sencillo amigos lectores de “Somos Mecatrónica”: cuando empujamos un columpio, para que llegue muy alto tenemos que empujarlo a un ritmo determi-nado; si lo hacemos a otro ritmo, estaremos empujándolo cuando no está en el momento adecuado y no le daremos toda la energía que deberíamos (o incluso le quitaría-mos energía). Seguro que ha oído las historias de puentes que reci-ben viento a su frecuencia de reso-nancia y se ondulan de más y más hasta que se rompen. Volviendo al campo eléctrico, los ingenieros se han centrado en un tipo específico de resonancia: han acoplado dos bobinas de cobre de la misma fre-cuencia de resonancia magnética. Una de las bobinas (la fuente) crea un campo magnético no radiativo (solo afecta a su elemento) a su alrededor de determinada frecuen-cia (del orden de MHz). En la otra bobina, de la misma frecuencia de resonancia, se induce una corriente eléctrica debida al campo magné-
tico oscilante creado por la pri-mera:
ACTUALES INVESTIGACIO-NES ACERCA DE LA TRANS-MISIÓN DE ENERGÍA INA-LÁMBRICA. “WITRICITY”Un equipo del MIT (Departamen-to de Física, Departamento de In-geniería Eléctrica y Ordenadores, Instituto de Nanotecnología Mili-tar) ha conseguido transmitir elec-tricidad sin cables a una distancia de más de dos metros con potencia suficiente para encender una bom-billa, sin que se requiera una línea de visión directa entre la fuente y el receptor. El equipo de científicos llama al sistema “WiTricity”, por considerarlo análogo a la tecnolo-gía WiFi, salvo que en este caso no se transmite información sino sim-plemente energía eléctrica (no tie-ne que tener ningún “orden”, pero la potencia es muchísimo mayor).A pesar de que ya era posible trans-mitir energía eléctrica sin cables, los métodos empleados hasta aho-ra tenían graves inconvenientes: una fuente de radiación electro-magnética tipo WiFi emitiría ener-gía en todas direcciones, mientras que sólo una pequeña parte (si es que hay un receptor cerca) recibi-ría algo. En el caso del WiFi esto no es un problema: transmitir po-tencia no es el objetivo del aparato, y la potencia emitida es minúscula; pero si quiero hacer funcionar un portátil o un móvil en el cuarto de estar sin batería ni cables, la poten-cia debe ser bastante más grande.Otra solución que se ha probado es dirigir la radiación electromagnéti-ca (por ejemplo, utilizando láser), pero esto requiere una línea de vi-sión ininterrumpida entre la fuente y el receptor (y un rayo por cada receptor posible). Además, la po-tencia sería suficientemente gran-de para que fuera peligroso, y re-queriría que la fuente fuera capaz de seguir al receptor con el
si se tratase de inducción “normal”, no tendría suficiente potencia para hacer funcionar nada a una distan-cia de dos metros, pero la resonan-cia hace que la segunda corriente sea suficientemente grande como para encender una bombilla.Al utilizar un campo magnético no radiativo, lo único que hay alrede-dor de la bobina fuente es eso: un campo magnético, que puede ser bloqueado por algo (por ejemplo, puedes pasar por delante) sin que pase nada. Aquí es importante ha-cer una evaluación y echar a volar nuestra imaginación estimados lec-tores, ¿se imaginan las ventajas de este efecto? ¿Podemos visualizar las condiciones de seguridad para el manejo de este tipo de electrici-dad? ¿sus ventajas de transmisión? Un panorama espectacular se abre en nuestra mente ¿no es cierto? Además, puesto que el campo magnético está restringido a un área relativamente pequeña alre-dedor de la fuente, y lo único que puede absorber esa energía eficaz-mente es un circuito resonante, se pierde muy poca energía sin necesidad de “seguir” al receptor.Podríamos tener, por ejemplo, una fuente en el salón con un alcance de tres o cuatro metros y que el ce-lular, la televisión, etcétera y que tuvieran bobinas resonantes que los hicieran funcionar, sin el riesgo de sufrir alguna descarga eléctri-ca a las personas alrededor de los sistemas. Parece que una bobina relativamente pequeña (como la que cabe en un celular) tendría un alcance de unos pocos metros, lo cual podría ser suficiente para que fuera práctico dentro de la casa.www.howstuffworks.comwww.mitus.comwww.monografias/nikolastesla.comwww.witricitytransmision.com
12Somos Mecatrónica / Octubre 09 Electrónica
CONTROLEstimados amigos y amigas lecto-res; es de nueva cuenta un placer darle la bienvenida a esta una de nuestras nuevas facetas dentro de la revista.
“SOMOS MECATRONICA” se transforma y con ello sus secciones, todo con la finalidad de mostrarle a usted mejor información, así como buscar la manera de alcanzar nue-vos campos de interés dentro del contexto de la ingeniería, y es por ello que este espacio anteriormente dedicado al computo, cambia a esta nueva modalidad que se centrara en el “Control” en ingeniería.
Pero; ¿Qué es el control en ingenie-ría? Y ¿En dónde radica su impor-tancia?, bien pues empecemos pri-mero entonces dando una pequeña definición de lo que es el control en sí, la Ingeniería de Control se ocupa de los aspectos tanto teóricos como prácticos involucrados en el control de sistemas y procesos, incluyendo aspectos tales como el análisis y di-seño de sistemas regulados, diseño y sintonización de reguladores, uti-lización de sensores y actuadores, procesamiento digital de señal, etc. Y dentro de un contexto un poco más concreto y coloquial, el con-trol se ocupa de generar y controlar cualquier tipo de proceso acorde a las necesidades de las cuales reque-rimos.
En cuanto a su importancia simple-mente podemos decir que este as-pecto es totalmente relevante y casi Imprescindible en el desarrollo de la ingeniería.
y lo es más aun dentro del contex-to de la “Mecatrónica”, para dar un ejemplo más claro de ello, una de las principales virtudes que se esperan de un ingeniero Mecatrónico es que este sea capaz de automatizar tareas y procesos, y para que sea capaz de lograrlo, el ingeniero necesitará va-lerse forzosamente de un sistema de control, que le permita regular las variables, movimientos, tiempos y operaciones que desea controlar.
Además en cualquier campo dentro de la industria en general, sin im-portar el giro que tenga la empre-sa, comúnmente siempre se contará con variables que se desean regular o controlar, las cuales determinan nuestro proceso y ahí es precisa-mente donde entra en juego la apli-cación y uso de esta importante rama.
De esa manera, a lo largo de esta sección estaremos hablando acerca de temas que estén relacionados a esta área. Como lo pueden ser: pro-tocolos de comunicación, lenguajes de programación, convertidores, procesamiento de señales, contro-ladores, dispositivos de medición y censado, microcontroladores, pro-cesadores, etc. En fin toda clase de dispositivos y aplicaciones que ayu-den y permitan el establecimiento de un control sobre cualquier tipo de proceso.
Así pues, daremos inicio hablando acerca del ampliamente conocido PLC el cual es un dispositivo muy utilizado dentro del campo indus-trial.
El término PLC proviene de las si-glas en inglés para Programmable Logic Controler, que traducido al español se entiende como “Contro-lador Lógico Programable”. Se trata de un equipo electrónico, que, tal como su mismo nombre lo indica, se ha diseñado para programar y controlar procesos secuenciales en tiempo real. Por lo general, como ya se dijo es posible encontrar este tipo de equipos en ambientes industria-les.
Para que un PLC logre cumplir con su función de controlar, es necesario programarlo con cierta información acerca de los procesos que se quiere secuenciar. Esta información es re-cibida por captadores, que gracias al programa lógico interno, logran implementarla a través de los accio-nadores de la instalación.
Es decir un PLC es un dispositivo con entradas y salidas, el cual opera de la siguiente manera: a través de las entradas (sensores, interrupto-res, etc.) toma las variables y datos; de ahí los manda, a un procesador o controlador el cual contiene un pro-grama predeterminado cargado in-ternamente que interpreta y maneja dichas señales, para posteriormente enviarlas a sus salidas (actuadores), y de esa manera se logra el control sobre el proceso.
13Control Somos Mecatrónica / Octubre 09
Los módulos de entada-salida co-múnmente conocidos como (slots ) como se hizo mención arriba son los que permiten la comunicación del PLC con el mundo exterior y tam-bién poseen ciertas características importantes, como por ejemplo que los hay de distintas características, y hay que considerar sus voltajes de operación así como el fin para el cual están destinados, además mu-chas veces se encuentran equipa-dos con características importantes como conversores análogo-digital que permiten convertir las salidas de los sensores en términos de voltaje, a sus respectivos equivalentes bina-rios, para que puedan ser interpreta-dos por la pc, también varían mu-cho su número de entradas-salidas en cada modelo respecto a marca y precio. y obviamente entre mayor número de entradas-salidas tenga, su capacidad de control es mayor, pero esto depende de las necesida-des que tengamos para su correcta elección.
Otro aspecto importante es La fuen-te de poder del PLC la cual es el componente que energiza al CPU y alimenta a los módulos que pudiese tener instalados.
Normalmente las fuentes de PLC tienen una salida de C.D.
Cuando elegimos la fuente de poder del PLC debemos saber cuánta co-rriente máxima puede llegar a consumir cada módulo, sumar las corrien-tes y así determinamos la capacidad de la fuente de poder necesaria.
14Somos Mecatrónica / Octubre 09 Control
En cuanto a su lenguaje de programación el PLC utiliza la comúnmente llamada “Lógica de esca-lera” el cual se vale de esquemas muy relaciona-dos al aspecto eléctrico y a operaciones lógicas para su ejecución, lo cual facilita mucho su enten-dimiento y lo hace menos complejo en compara-ción con otros lenguajes. Sin embargo hay que recalcar que aunque todos utilizan la misma lógica, los parámetros cambian para cada tipo de PLC, según el fabricante y mo-delo, por lo cual se tiene que consultar el manual del equipo antes de efectuar la programación.Los PLC al igual que la tecnología, cambian constantemente y evolucionan a un paso muy vertiginoso y acelerado, hoy en día, existen un sin fín de equipos que ofrecen enormes ventajas y características especiales en comparación con los PLC de años anteriores, por ejemplo ya los ha alcanzado la tecnología “Touch” lo cual ha hecho que ya un gran número de modelos vengan equi-pados con pantallas táctil que contienen además magnificas herramientas de visualización las cua-les permiten facilitar aún más, su programación y manejo.En fin existen una gran variedad de factores im-portantes que convienen analizar así como pro-fundizar respecto a este tema, del cual esperamos haber dejado muy en claro su importancia, uso y aplicación en la industria y del cual le invitamos a tomarse un tiempo para continuar su estudio, ya que es sin duda alguna; una herramienta impor-tante y trascendental en el maravilloso mundo de la automatización y la ingeniería.
15Control Somos Mecatrónica / Octubre 09
EL DISEÑO EN INGENIERÍA MECÁNICA
El diseño mecánico es el diseño de de objetos y sistemas de naturaleza mecánica: piezas, estructuras, ma-quinas y dispositivos e instrumen-tos diversos. En su mayor parte, el diseño mecánico hace uso de las matemáticas, las ciencias de los materiales y las ciencias mecánicas aplicadas a la ingeniería. El diseño de ingeniería mecánica incluye el diseño mecánico. Pero es un estu-dio de mayor amplitud que abarca todas las disciplinas de la ingeni-ería mecánica. Incluso las ciencias térmicas y de los fluidos. Aparte de las ciencias fundamentales que se requieren, las bases del diseño de ingeniería mecánica son las mis-mas que las del diseño mecánico y por consiguiente, este es el enfoque que se utilizara en el presente texto.
Para empezar con el diseño se re-quieren fundamentos de estática y mecánica de los materiales. El análisis se puede hacer en estructu-ras en las cuales se pueden presentar principalmente 4 tipos de esfuerzos conocidos como: esfuerzo normal de área el cual cosiste en una fuerza aplicada en el centro de la barra o cualquier otra figura geométrica, la siguiente es el esfuerzo flexionante el cual consiste en una fuerza apli-cada en la misma línea del punto de análisis o perpendicular a dicho pun-to, cortante por torsión en este caso es fácil darse cuenta si existe torsión por que requerimos de una palanca para generarla y la ultima es cor-tante transversal o fracción en este caso se requiere que la fuerza vaya en el centro y el punto de análisis a un lado o que sea perpendicular.
Después sigue el desarrollo del análisis que consiste en saber si nuestro diseño es apto para fabri-carse para eso tenemos que encon-trar el factor de seguridad de von misses esta teoría nos dice que si nuestro factor de seguridad es de uno en adelante su diseño estará dentro de los parámetro requeridos.
DISEÑO EN INGENIERIA ME-CANICA : JOSEPH E. SHIGLEY LARRY D. MITCHELL
Para mayor información
16Somos Mecatrónica / Octubre 09 Diseño Mecánico
ANÁLISIS EN MD SOLIDS En MD solids en análisis de esfuerzos es en 4 puntos, aparte es diseñado para que los alumnos aprendan el fun-cionamiento de un análisis de esfuerzos, más que nada el programa es muy sencillo y cuando se hace un análisis el programa te va dando todos los valores y formula que se aplicaron.
17Diseño Mecánico Somos Mecatrónica / Octubre 09
ANALISIS EN SOLID-WORKS
En esta imagen se puede ver un analisis de esfuerzos donde podemos calcular el factor de seguridad de von misses. Podemos ver que el punto rojo es el punto mas critico de la pieza mas sin embargo esta dentro de los parametros del analisis de von misses en el cual el factor de seguridad es de 2 El analisis en solid-works es muy exacto por lo cual podemos estar mas seguros de nuestro diseño y de los materiales a ocupar.
18Somos Mecatrónica / Octubre 09 Diseño Mecánico
19Tecnología Somos Mecatrónica / Octubre 09
FreeCharge: BioLogic presentó un dispositivo para cargar tus gadgets con tu bicicleta
Ya puedes usar parte de la energía que em-pleas en pedalear para cargar diferentes tipos de gadgets. Gracias a Dahon, mar-ca especializada en bicicletas plegables, tienes la posibilidad de cargar tu teléfono, cámara, iPod o GPS con la energía que se acumula en la batería del Freecharge mientras las ruedas de la bicicleta están girando. La electricidad es generada por un buje-dinamo (comercializado aparte), conectado al Biologic Freecharge.
Un iPhone tarda unas 3 horas en recargarse totalmente con este sistema. Además, po-drás usar mientras pedaleas dispositivos,
por ejemplo tu GPS, sin agotar en ningúnmomento su batería, alargando así su autonomía, algo que puede ser fundamental para viajes de largo recorrido. Ya no tendrás que preocuparte tampoco por el nivel de carga de tu teléfono cuando te plantees una gran ruta, siempre lo podrás tener disponible, algo que puede evitarte más de un problema importante.
Una vez que la batería del Freecharge está cargada, si quieres puedes retirarlo fácilmente de la bicicleta y conec-tarlo al dispositivo que quieres recargar (conexión de tipo USB). El precio será de unos 99 dólares y se comer-cializará a mediados de 2010.
Fuentes:
• http://biciblog.com/material/biologic-freecharge-tu-bici-como-cargador-de-dispositivos/
• http://www.dahon.com/news/releas-es/08272009.htm
20Somos Mecatrónica / Octubre 09 Tecnología
Solar Tree, una fuente solar para que uses tus gad-gets en donde tu quieras
Este innovador sistema pensado y diseñado para todos aquellos que disfrutan de la vida al aire libre, para los que les gusta estar en la playa, hacer camp-ing, ver el cielo, disfrutar de un dia con la familia al aire libre o simplemente usar algunos gadgets en campo abierto.
Creado por tres grandes diseñadores de la empre-sa Yanko, el Solar Tree se planta en el suelo y en la parte superior tiene un panel solar y en la parte inferior tiene varios plugs donde puedes conectar cualquier dispositivo eléctrico, como lo es tu lap-top, tu celular, reproductor de mp3, pueden usarse y operarse tres dispositivos en el Solar Tree.Como cualquier panel solar, este recolecta energía del sol y la convierte de 12 a 230 Volts para que uses cualquier dispositivo que quieras usar y que consuma energía dentro de este rango de voltaje, además cuenta con una batería integrada que alma-cena energía en caso de que no haya mucho sol o cuando es de noche.
Puede ser montado en cualquier parte, puedes lle-gar a la playa con tu Solar Tree y con tu gadget favorito y disfrutar de un soleado dia en la playa con tus amigos y seres queridos.
No hay aun información acerca de cuando sale a la venta al público y de cuánto va a costar, pero real-mente esperen ver el próximo verano muchos Solar Trees en la playa o en el campo, ya que es la mejor idea en cuanto a consumo sustentable que se pudo haber creado ya no que no contamina en ningún sentido y elimina la necesidad de usar energía eléc-trica contaminante para usar y cargar cualquier tipo de dispositivo.
Fuentes:
• http://www.yankodesign.com/2009/09/10/total-beach-bum/
• http://www.coolest-gadgets.com/20090910/beachgoers-solar-tree/
• http://www.sputnik.com.mx//index.php?option=com_content&task=view&id=494
21Tecnología Somos Mecatrónica / Octubre 09
Ultra Personal Pod, taxis sin conductor en el aero-puerto Heathrow de Londres, Inglaterra
El aeropuerto londinense de Heathrow es-tán estrenando un nuevo transporte dentro
de sus instalaciones, pero este no es un avión más dentro de la flota área con la que cuenta. Este in-vento se llama Ultra Personal Pod y es un cap-súla que viaja de una manera eficaz y no requiere de un conductor para ser operada, gracias a que utiliza energía eléctrica.
Este medio de transporte muy futurista se está pro-bando en el aeropuerto de la capital de Inglaterra en el trayecto que va de la terminal cinco hasta distintos puntos del estacionamiento.
Cada cápsula tiene una capacidad para cuatro viajeros, aunque una vez se ha tomado el trans-porte, el usuario tiene derecho a seguir hacia des-tino sin hacer ninguna parada. En el interior en-contraremos una pantalla táctil para que podamos indicar nuestro destino y viajar seguidamente a una velocidad media de 40 kilómetros por hora. En cualquier caso hay que felicitar al inventor, quien por cierto llevaba trabajando en el proyecto desde el año 1995.
Catorce años han bastado para que Londres empezara a probar un sistema digno de las ciudades más impresionantes del futuro. La infraestructura ha corrido a cargo de la compañía Transport Systems Ltd., la misma que ha instalado hasta 18 vehículos para uso y disfrute de los que viajan en avión. Una vez comprobada su eficacia, la ciudad de Londres podría plan- tearse la ampliación del servicio a gran escala.
Con este gran medio de transporte alterno se elimina la necesidad de usar el transporte que se ofrece después de bajar el avión, este nos ayuda a llegar de alguna manera más rápido y sin retrasos a nuestros vuelos y además no contamina ya que no emite bióxido de carbono a la atmosfera. Este transporte sería ideal para aeropuertos con gran tráfico aéreo ya que reduciría de alguna manera el trabajo de transportar a los usuarios a su avión correspondiente, serviría muy bien para aeropuertos como el de la Ciudad de México o los que presentan gran flujo de pasajeros.
Para más información visiten:• http://www.heathrowairport.com/
Fuentes:
• http://www.tuexperto.com/2009/09/16/ultra-personal-pod-taxis-sin-conductor-en-un-aeropuerto-londinense/• http://www.engadget.com/2009/08/18/heathrow-taxi-pods-become-a-glorious-driverless-reality/
22Somos Mecatrónica / Octubre 09 Tecnología
23Cultura y Sociedad
Dr. Efrén Gorrostieta Hurtado
El viernes 11 de septiembre del 2009, a las 11:00 horas, en el cen-tro de información se reunieron di-rectivos, docentes, administrativos, personal de apoyo a la docencia y alumnos de la carrera de Ingeniería Mecatrónica para participar en la conferencia impartida por el Doctor Enfrén Gorrostieta Hurtado, Presi-dente de la Asociación Mexicana de Mecatrónica, denominada “Diseño Mecatrónico”.El presídium lo integró el Ing. Leo-nel Francisco Contreras Rivera, Director del I.T.M.; Doctor Enfrén Gorrostieta Hurtado, Presidente de la Asociación Mexicana de Meca-trónica; la M.C. Ana Rosa Braña Castillo, subdirectora académica del I.T.M.; Ing. Raúl Torres Cárdenas, subdirector de planeación y vincu-lación; Ing. Juana María Treviño Lara, Ing. Salvador Jiménez Ibarra,
Dió conferencia el
en el Tecnológico de Matamoros.
“Momentos en el que el Doctor Gorrostieta da catedra de sus conocimientos Mecatrónicos”.
C. Juan José Montelongo del Ángel, Presidente de Ingeniería Mecatrónica y Gissela Marlene Escobar Gudiño, Presidenta del Capitulo Estudiantil de Ingeniería Mecatrónica. En la misma se dio a conocer la historia, el presente y el futuro de la Meca-trónica, tanto a nivel nacional como internacional.
Además de algunos proyectos e innovaciones a lo largo de la humanidad en las que influyó la Mecatrónica, despertando de esta manera la atención de los más de 200 alumnos de la ca-rrera de Ingeniería Mecatróni-ca del Instituto Tecnológico de Matamoros.
“Captamos al Ing. Leonel Francisco Contreras Rivera, Director del I.T.M.; entregandole reconocimiento por su brillante participación al Doctor Enfrén Gorrostieta Hurtado, Presi-dente de la Asociación Mexicana de Mecatrónica”
Integrantes del capitulo estudiantil de ingeniería Mecatrónica.
Asimismo el Dr. Efrén Gorros-tieta ejemplificó su trabajo con algunos de los modelos y dise-ños Mecatrónicos con los que ha trabajado junto a sus alum-nos de dicha carrera.
Así mismo el conferencista dijo a todo el público: “Que en estos tiempos en que vivimos, el desarrollo de la Ciencia y la Tecnología ha cobrado una relevancia primordial para el servicio y beneficio de toda la humanidad.
Por lo anterior deseo compar-tirles una vez más, que no olvi-demos que en este momento la Mecatrónica es una tecnología emergente en el desarrollo de México y el mundo. Por lo tan-to nuestro compromiso con la consolidación de nuestra carre-ra tiene que ver con el servicio que requiere México para su crecimiento en independencia tecnológica, económica y en los procesos de trabajos cola-borativos e integrales que son básicos, tanto para el avance tecnológico de nuestro país como para el crecimiento hu-mano de los que participan en estos proyectos”. Gracias a esta conferencia muchos jóvenes estudiantes tuvieron la opor-tunidad de reforzar conceptos Mecatrónicos asi también abrir el abanico de oportunidades en las cuales se puede desempeñar un ingeniero Mecatrónico.
24Somos Mecatrónica / Octubre 09 Cultura y Sociedad
25Cultura y Sociedad Somos Mecatrónica / Octubre 09
Doctor en Ingeniería con especialidad en Mecatrónica, realizó es-tudios de Maestría en Ciencia y Tecnología con especialidad en Automatización y Control donde trabajó con sistemas de control inteligente.
La Licenciatura en Ingeniería Electrónica. Ha sido profesor del Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Occidente ITESO, Universidad la Salle, Instituto Tecnológico de Morelia, Universidad Autónoma de Querétaro, Instituto Tecnológico de Querétaro, Uni-versidad Modelo, y profesor de la Universidad Anáhuac.
Ha realizado cargos como coordinador de carrera y como Jefe de la unidad de Posgrado e investigación del Tecnológico de Queréta-ro hasta 2006.
Fundador del Concurso Nacional de Minirobótica, Presidente de la Academia Mexicana de Robótica 2003-2005. Miembro funda-dor de la Asociación Mexicana de Mecatrónica Vicepresidente y actualmente Presidente.
FRASES CÉLEBRES.
“La ciencia es serena, claro está; pero requiere el que los hombres se apa-sionen en torno a ella; y lo demás que suele repetirse al respecto no pasa
de honrada precaución doméstica”.Alfonso Reyes.
“Nuestra misión concluye, al ofrecer nuestras aptitudes todas, al servicio de cuanto pensemos lealmente mejor”.
Narciso Bassols.
“Educar es formar, no atiborrar de respuestas mecánicas.”Jesús Reyes Heroles.
“Indudablemente la instrucción pública es la base de todo progreso y ade-lanto; la única que ha de elevar el nivel intelectual y moral del pueblo
mexicano, a fin de darle la fuerza necesaria para salir airoso en las tor-mentas que lo amenazan”.
Francisco I. Madero.
“Para el mundo que va naciendo, entre ruinas, sollozos y bombardeos, me-tralla y muerte, miseria y sangre, estamos todos, todos los escritores, todos
los artistas, todos los pensadores, obligados a imaginar un vivir mejor”.Jaime Torres Bodet.
“Unidos por el conocimiento, comprometidos con la acción para seguir edificando el México del progreso y crecimiento”.
Alejandro Rivera Castillo
26Somos Mecatrónica / Octubre 09 Cultura y Sociedad
27¿Qué dice la ciencia? Somos Mecatrónica / Octubre 09
¿El rayo o el trueno?Estimados lectores, reciban un cordial saludo de su servidor y ami-go, Luis René Pérez Espinoza, con esta nueva sección llamada “Que dice la ciencia”. El objetivo de di-cha sección es responder a pregun-tas que coloquialmente nos for-mulamos en la vida diaria y de las cuales existe gran controversia al momento de buscar sus respuestas, y tener un panorama general de los avances que la ciencia ha realizado en sus diversas áreas a través de los años. En las ediciones posteriores se establecerán temas acerca de los su-cesos más importantes a lo largo de la vida en la Tierra y antes de ésta. El equipo que forma la revista “So-mos Mecatrónica” espera que dicho trabajo realizado sea de su agrado. En la primera edición de esta nueva sección, les hablaré acerca de los fe-nómenos naturales que son un poco complejos de comprender; Los ra-yos y los truenos, sus antecedentes y sus diferencias entre cada uno de estos términos, pero específicamen-te me adentraré a la pregunta que la mayoría de nosotros nos formula-mos y de la que tenemos gran duda: ¿Qué surge primero, el rayo o el trueno?. Acompáñenme y descubrá-moslo…
ANTECEDENTESDesde los tiempos en la antigua historia, tanto los etruscos, griegos, romanos, así como los esclavos, pensaban que un gran fuego prove-nía del cielo gracias a sus poderosos dioses. Les atribuían a sus dioses ser dueños del rayo, el trueno y el fue-
go con su color rojo, como presen-cia de poder. Para los etruscos era tanta su divinidad a los rayos, que cuando le caía un rayo encima a al-guna persona, ésta era considerada una persona marcada por la suerte y ahí mismo lo enterraban. Pero po-demos entender que estas personas desconocían de todos los estudios realizados y aquellos avances a tra-vés de los años, que llaman a estos elementos o hechos: rayo, trueno y relámpago como fenómenos atmos-féricos relacionados a las tormentas eléctricas.
UN POCO MAS DE HISTO-RIA…..Lucretius (s. I A.C.) fue uno de los primeros en dar su teoría acerca de estos fenómenos y escribió que el trueno era producido por las nubes al chocar. Aristóteles (s. IV A.C.), al igual que Lucretius, pensaba que los truenos eran el ruido de un viento
al chocar con las nubes, pero que los rayos eran un producto produci-do después del impacto de ese vien-to con las nubes a su alrededor.Ya en 1637, Descartes, sugirió que el trueno era producido por una re-sonancia del aire entre dos nubes, como en un órgano de viento en las iglesias.Todas estas teorías se asociaban al trueno con las nubes y no con el ca-nal de la descarga eléctrica. Benja-mín Franklin (1706-1790), científi-co y político estadounidense, se dio cuenta por primera vez alrededor de 1750, que los rayos eran un fe-
nómeno eléctrico y escribió que los rayos y las chispas en el laborato-rio solían ser muy similares y que los dos producían un ruido como de “explosión”. No fue hasta el siglo XX que el significado de explotar fue finalmente reconocido. En éste siglo se establecieron más teorías acerca de la naturaleza del trueno, como por ejemplo: que la descarga eléctrica produce un vacio en su camino y el ruido del trueno resulta cuando el aire llena este vacío o que se produce por una explosión quí-mica de los materiales evaporados durante la descarga eléctrica.También Uman, en 1986, de acuer-do a sus investigaciones, llegó a la conclusión de que el trueno se debe a que la descarga eléctrica deposita una gran cantidad de energía en el canal de la descarga produciendo una temperatura de alrededor de los 25,000 oC. Esta energía se deposita rápidamente (unas millonésimas de segundo) por lo cual la sección del canal no tiene tiempo de expandirse y la presión aumenta entre 10 y 100 veces. Esta gran presión se propaga rápidamente hacia el aire alrededor del canal produciendo, inicialmen-te, una onda de choque (más rápida que el sonido) .Dicha onda se con-vierte en el sonido que llamamos “trueno”, ya que cada segmento del canal realiza su propia onda de cho-que y el “trueno” puede durar varios segundos dependiendo de la distan-cia máxima y mínima al canal de descarga, pero de eso hablaremos un poco más adelante.
28Somos Mecatrónica / Octubre 09 ¿Qué dice la ciencia?
DIFERENCIAS ENTRE TRUE-NO, RAYO Y RELÁMPAGO.
Entrando de lleno al tema, muchos de nosotros, en ocasiones, confun-dimos lo que es cada uno de estos términos; veamos aquí la diferencia.
El rayo es uno de los espectáculos más extraordinarios y peligrosos de la atmosfera, es difícil de pro-nosticar y tiene una vida de pocos segundos. Siempre se presenta bri-llante, resplandeciente, pero por lo general, nunca sigue una línea recta, sino que describe un camino tortuo-so para llegar al suelo, pero en otras ocasiones se presenta como una lá-mina de fuego y, en raras ocasiones, como una esfera con gran intensi-dad luminosa que queda suspendida en el aire. Por lo general, la chispa eléctrica que llega a la Tierra recibe el nombre de “rayo”, mientras que la chispa que va de una nube a otra, o de la parte alta a la parte baja de la misma nube, se llama “relámpa-go”, ahí la gran diferencia, aunque en nuestra vida cotidiana estos dos términos los utilizamos como si-nónimos del mismo fenómeno. La aparición del “rayo” es sólo momen-tánea, seguida a los pocos momen-tos por un gran impacto y el retum-bar del “trueno”. Este último surge del impresionante calentamiento que produce esa corriente eléctrica en forma de rayo o relámpago, que cuando se produce, expande el aire como ondas sonoras percibidas por el observador como un fuerte es-truendo. Ambos, el rayo (o relám-pago) y el trueno tienen el mismo origen: una descarga eléctrica entre dos elementos con carga opuesta.En general, podemos decir que el rayo es una descarga eléctrica que golpea a la Tierra,( que es golpea-da por aproximadamente 100 rayos cada segundo y en cualquier mo-
mento sufre 2,000 tormentas eléc-tricas simultáneamente), provenien-te de la polarización que se produce entre las moléculas de agua de una nube (habitualmente las cargas po-sitivas se ubican en la parte alta de la nube y las negativas en la parte baja), cuyas cargas negativas son atraídas por la carga positiva de la tierra, provocándose un paso masi-vo de millones de electrones a esta última. Esta descarga puede despla-zarse hasta 13 kilómetros, provocar una temperatura de 50,000 °F (unos 28,000°C o sea tres veces la tempe-ratura del Sol), un potencial eléctri-co de más de 100 millones de voltios y una intensidad de 20,000 amperes. La velocidad de un rayo puede llegar a los 140,000 km por segundo. En el punto de entrada a nuestro plane-ta, el rayo puede destruir, de acuer-do a su potencia y a las característi-cas del suelo, un radio de 20 metros. Esta polarización de las cargas eléctricas de una nube es lo que se denomina “electrostática”, fenó-meno que está presente en nuestra vida diaria. Incluso nosotros mis-mos podemos acumular electrostá-tica y, por ejemplo al tocar a otra persona, descargarla como una chispa de corriente que nos pro-duce cierto sobresalto. Las nubes crean esta chispa a escala gigante.
¿QUE ES PRIMERO, EL RELÁM-PAGO (RAYO) O EL TRUENO?Con todo lo anterior descrito y de acuerdo a las diferentes teorías de-sarrolladas tiempo atrás, se pude lle-gar a la conclusión de que el rayo o el relámpago es lo que observamos y el trueno es lo que escuchamos del mismo fenómeno, entonces po-demos decir que dichos fenómenos se producen de forma simultánea, o sea, se producen al mismo tiempo, solo que el primero se propaga con
la velocidad de la luz (300 mil ki-lómetros por segundo) y el segundo lo hace con la velocidad del sonido, que en el aire es de aproximada-mente 330 metros por segundo, de-pendiendo de la temperatura y de la densidad del aire, por este motivo es que primero percibimos la luz del rayo y algunos segundos después percibimos las ondas sonoras del trueno, lo cual por otra parte nos permite tener una idea de cuán lejos o cerca está la tormenta de nosotros. Por ejemplo si contamos los segun-dos que pasan entre que vemos el relámpago hasta que escuchamos el trueno podremos calcular a qué distancia se encuentra la tormenta.
29¿Qué dice la ciencia? Somos Mecatrónica / Octubre 09
Es sencillo si sabemos que las on-das sonoras o que la velocidad del sonido es de 330 m/seg (metros por segundo), en 3 segundos habrá recorrido aproximadamente 1 ki-lometro de distancia, entonces, si observamos un relámpago y a los 5 segundos escuchamos el trueno nos daremos cuenta de que la tormenta se encuentra (un poco más, un poco menos) a 1500 metros de donde noso-tros nos encon-t r a -
m o s en ese momento.Cabe men-cionar que el rayo, a niveles no tan masivos como en una tor-menta eléctrica, pudo haber jugado un papel fundamental en la creación de la vida en la Tierra.
Gracias a todos los avances realiza-dos hasta fechas recientes, conoce-mos estos fenómenos y su capaci-dad, ya que surgen en la atmosfera de nuestro planeta. Hoy en día hay infinidad de avances en este campo para no tener que relacionar estos fenómenos atmosféricos (relámpa-go, rayo y trueno) con poderes de dioses como se creía en la antigua historia. Ahora solo debemos de estar consientes y estar preparados
para cuando sucedan estos eventos de la naturaleza.
Para concluir, les dejo esta pequeña frase del científico y político es-tadounidense, Benjamín Franklin, que dice:
“Invertir en conocimientos produce siempre los mejores beneficios”
FUENTES:
http://cienciasterrestres.lacoctelera.net/post/2009/03/31/rayo-trueno-y-relampago-poderosos
http://www.angelfire.com/nt/terre-motos/rayos.htmlhttp://www.pedromazza.com/sabias-que/10-rayos-relampagos-truenos-centellas-y-otras-yerbas/http://www.ciencia.cl/CienciaAl-Dia/volumen2/numero1/preguntas/preguntas.html
Estimado amigo lector, es un ver-dadero placer para nosotros darle la bienvenida a una de nuestras nuevas secciones, la cual ha sido creada con la intención de brindarle a usted una mejor información así como tratar de mejorar su experiencia a través de las páginas de nuestra revista, agradeciéndole como siempre su preferencia y manifestando de igual forma el deseo de brindar informa-ción útil y relevante dentro del cam-po de la mecatrónica y la ingeniería.Es por ello que hemos iniciado con el desarrollo de este nuevo espacio, al cual hemos llamado “lengua ex-tranjera”, y el cual ha sido pensado debido a la marcada importancia que tiene el idioma ingles dentro del ramo de la ingeniería en nuestro mundo actual.
Es una realidad, que dentro del campo laboral las posibilidades de crecimiento de un ingeniero se ven severamente disminuidas, en caso de no contar con el manejo de este idioma. Vivimos en un mundo al-tamente competitivo en el cual las exigencias son cada vez mayores y ciertamente de muy poco sirve la obtención de un titulo universita-rio si no se cuenta con herramien-tas adicionales como lo puede ser el manejo de otra lengua.
De esa forma, el objetivo principal que se persigue dentro de las pági-nas de esta sección, es primeramen-te concientizar al lector de la impor-tancia que tiene el idioma inglés, así como fomentar su estudio, y perfec-cionamiento continuo.
Lo cual trataremos de lograr po-niendo a lo largo de estas paginas, información sobre reglas gramatica-les básicas, pequeños ejercicios de auto-aprendizaje a distintos niveles, temas relacionados, pequeñas pala-bras de vocabulario técnico, reco-mendaciones y tips de estudio, entre otras cosas más, que se plantearán a lo largo de las distintas publica-ciones buscando cómo ya se dijo, la forma de fomentar en usted el entu-siasmo e interés por este idioma.
LENGUAPor: Raymundo Zuñiga Garza
EXTRANJERA
30Somos Mecatrónica / Octubre 09 Lengua Extranjera
Gramática Básica (Basic Grammar)
Formas Personales En Idioma Ingles.
I (Yo)
You (Tu)
He (El)
She (Ella)
We (Nosotros)
You (Ustedes)
They (Ellos)
Verbos básicos (Basic verbs) Verbos (Verbs) Want (Querer) Need (Necesitar)
Acciones básicas. (Basic Actions)
to Eat (Comer)
to Drink (Beber)
to Buy (Comprar)
Objetos básicos (Basic Objects)
a Car (Un Carro)
an Apple (Una Manzana)
a Soda ( Una Soda)
Así para formar oraciones en tiempo presente solo debemos seguir la siguiente estructura:
Forma Personal + verbo + acción básica + objeto al cual va dirigida la acción.
Ejemplos (Examples):
I Want to Eat an apple (Yo quiero comer una manzana)
We Need to Drink a soda (Nosotros necesitamos beber una soda)
Excepción:
Cuando usemos la forma personal He (El) o She (Ella) (“Terceras Personas”) debemos agregar una “s” al verbo.
Examples:
She needs to buy a car (Ella necesita comprar un arro)
He wants to eat an apple (El quiere comer una manzana)
31Lengua Extranjera Somos Mecatrónica / Octubre 09
EJERCICIO NIVEL INTERMEDIO.
What are the mistakes in these sentences?
I don’t can speak Chinese.__________________________
I would like to can play the saxophone.___________________________
You should to stop smoking.__________________________
Could you telling me the way to the train station?__________________________
AVANZADO.
Choose the best modal verb form for each sentence.
I___________ you, but I didn’t have your number.
a)Must have phoned. b) can’t have phoned.
c)Would have phoned.
If you needed a lift to the airport, you ______________me.
a)May have asked. b) ought to never have asked.
c)Should have asked.
I got lost again on the way here. I_____________ the GPS.
a)Might have taken. b) will have taken.
c)should have taken.
VOCABULARY
Gear – Engrane.
Thread – Rosca.
Lathe – Torno.
Stainless steel – Acero Inoxidable.
Drill – Perforación, Taladro, Barreno, Broca.
Screw – Tornillo.
IDIOMATIC EXPRESSIONS
By Heart – De memoria.
A bit – un poco, un poquito.
By the way – a propósito.
From time to time – De vez en cuando.
Catch On – Captar, Entender.
“Recomendación del mes”
Visita el sitio: www.mansioningles.com donde podrás encontrar ejercicios, reglas gramaticales, audios, vocabu-lario y otras magnificas actividades para iniciar y mejorar tu aprendizaje.
“Las respuestas a los ejercicios, se incluirán en la próxima edición.”
32Somos Mecatrónica / Octubre 09 Lengua Extranjera
33Cultura y Sociedad Somos Mecatrónica / Octubre 09
Congestión
Las defunciones por accidentes relacionados con el alcohol (cho-ques, atropellamientos y suicidios) ocupan los primeros lugares entre las causas de muerte en muchos paí-ses.
A su vez, la Secretaría de Salud de México reporta que el abuso del al-cohol se relaciona con el 70% de las muertes por accidentes de tránsito y es la principal causa de fallecimien-to entre los 15 y 30 años de edad. Se estima que 27 mil mexicanos mueren cada año por accidentes de tránsito y la mayoría se debe a que se encontraban bajo los efectos del alcohol.
Para comprender la forma que afec-ta el consumo inmoderado de alco-hol en el organismo se les propor-cionaran conocimientos con el afán de prevenir accidentes y así mismo a largo plazo enfermedades que ge-neraran una vida con deficiencias en el ámbito de la salud de nuestro organismo por mencionar algunas y pensarlo más antes de abusar del consumo de alcohol al saber algu-nas de sus consecuencias como pue-de ser la congestión alcohólica.
El consumo excesivo y prolonga-do de esta sustancia va obligando al organismo a requerir cantidades crecientes para sentir los mismos efectos, a esto se le llama “toleran-cia aumentada” y desencadena un mecanismo adaptativo del cuerpo hasta que llega a un límite en el que se invierte la supuesta resistencia y entonces “asimila menos”, por eso tolerar más alcohol es en sí un ries-go de alcoholización.
Desde el punto de vista biológico se puede afirmar que el alcohol es asi-milado por el organismo en forma rápida, independientemente de las características de cada individuo, aunque hay que puntualizar que el nivel de absorción depende de la in-gestión previa de agua, el grado de concentración etílica en las bebidas (no es lo mismo beber cinco cerve-zas que cinco cubas) y el consumo de alimentos, porque las grasas y proteínas retrasan el proceso de ab-sorción. Asimismo, se debe tener en cuenta que si se bebe poco a poco las secuelas son menores que cuan-do se hace rápidamente.
Los primeros efectos etílicos apa-recen 10 minutos después de con-sumir una bebida y alcanzan su máximo punto en un lapso de 40 a
60 minutos. Debido a las diferen-cias fisiológicas relacionadas con el género, cuando una mujer ingiere la misma cantidad de alcohol que un hombre, ésta presenta una concen-tración más alta de dicha sustancia en la sangre.
La acumulación depende del genero de la persona, la complexión, expe-riencia de tomar, estado emocional, etc., incluso del estado de ánimo es-perado al tomar.
El alcohol siempre es un depresor y hay estudios que indican lo que le pasa a una persona después de x nú-mero de bebidas alcohólicas. Para complicar las cosas, luego hay de bebidas a bebidas, en relación a que tan cargadas están.
Alcohólica
por: Eliud Pérez Jiménez
En fin, tomar mucho y rápido, te va a intoxicar o mejor dicho, envene-nar el cuerpo si no le das oportu-nidad de metabolizar o desechar el alcohol a través del hígado (orinar).La congestión alcohólica ocurre cuando una persona esta tan intoxi-cada que su respiración se ha depri-mido tanto que tiene riesgo de morir a raíz de la acumulación excesiva de alcohol. Combinar alcohol con otros depresores puede acelerar este proceso.
Los factores descritos son deter-minantes para que alguien se in-toxique, lo que comúnmente nom-bramos borrachera, o bien, alcance el nivel de congestión alcohólica, situación extrema en la que se al-tera el funcionamiento normal del cuerpo y se presentan una serie de reacciones que ponen en riesgo la vida de una persona. Los síntomas más frecuentes en este caso son los siguientes:• El hígado es incapaz de fil-trar la cantidad de alcohol que in-gresa al organismo.
• Hay pérdida de agua (deshi-dratación) por la excesiva concen-tración de alcohol en la sangre.
• Irritación del tracto gastrointesti-nal.• Disminución de la presión sanguí-nea (hipotensión) y la temperatura corporal.• Hipoglucemia (disminución del nivel de azúcar en sangre).• Nerviosismo.• Vómito.• La persona congestionada tiembla notoriamente.• Ocurren diversos grados de confu-sión mental, desde desorientación, falta de coordinación y equilibrio, hasta inmovilismo y estado de coma en casos extremos.
Debemos de ser responsables como personas adultas de las responsabi-lidades que traemos como al con-ducir un automóvil de los riesgos que corremos si tomamos en exce-so, o al traer amigos con nosotros en el vehículo la responsabilidad es su-mamente mayor no debemos de ser valientes si sabemos que no estamos en manera adecuada para conducir, porque pueden suceder accidentes muy lamentables que posterior-mente se pude dar la conclusión de arrepentimiento de que mejor debí hacer caso y no hubiera pasado esto, por eso de recalcar de que se de-ben de pensar muy bien las cosas, de conocer la resistencia de nuestro cuerpo hacia el alcohol y de cómo traigamos nuestra autoestima e pro-blemas en generares que son otros de los factores muy importantes que influyen en la forma de ingerir bebi-das alcoholizadas.
Platiquen de esto antes de salir para que se cuiden
Aquí hay unos tips muy sencillos que te pueden servir:
1. Planea cuantas te vas a tomar y distribúyelas2. Pídeles a tus amigos(as) que te cuiden de no tomar demasiado 3. Pónganse de acuerdo como se van a regresar4. Intercala bebidas sin alcohol con lo que tomes 5. Toma despacio; dale chanza al cuerpo que elimine lo que tomaste 6. Cuida siempre tu vaso; si vas al baño y lo dejas a medias, sírvete otro 7. Si tu bebida sabe raro, déjala o cambiarla
Todo con medida…A pesar de sus devastadores efectos y la negra visión ante su exceso, se sabe que consumir alcohol en for-ma moderada ofrece beneficios a la salud. Si atendemos el corazón, por ejemplo, se ha demostrado que el consumo regular en pequeñas can-tidades reduce aproximadamente entre 30 y 50% el riesgo de ataque cardiaco en personas menores de 50 años.
Asimismo, beber con moderación reduce el desarrollo del bloqueo ar-terial en las piernas, y se cree que puede disminuir el riesgo de pa-decer degeneración macular rela-cionada con la edad, trastorno que afecta la mácula (parte central de la retina) causando reducción de la agudeza visual y posible pérdida de la visión central.
Por último, vale la pena mencionar que estudios recientes sugieren que hay evidencias preliminares de que pequeñas cantidades de alcohol po-drían prevenir la enfermedad de Al-zheimer.
Como puede usted observar, probar regularmente una copa de vino, una cerveza o algún tipo de licor podría ser benéfico para combatir algunas posibles enfermedades. Sin embar-go, si a usted no le gusta el sabor del alcohol y está consciente de los efectos perjudiciales que ocasiona cuando se consume excesivamente alcohol.
Recuerda... El chiste es divertirse tomando las medidas de seguridad necesarias para poder plantear un ambiente sin problemas al estar disfrutando el momento que se esté celebrando.
34Somos Mecatrónica / Octubre 09 Cultura y Sociedad
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