TECNOLOGÍA INDUSTRIAL
INTRODUCCIÓN
La Tecnología (ciencia aplicada con un fin práctico) es el ámbito de concurrencia de saberes y experiencias acumuladas que se encuentran en permanente desarrollo. Constituye un campo de actividad fruto de la influencia y fecundación mutua entre la ciencia y la técnica. Desde un punto de vista epistemológico, las diversas técnicas (saber hacer) son conjuntos de acciones sistemáticas e intencionalmente orientadas a la elección y transformación material de las cosas con un fin práctico inmediato, en tanto que por ciencia se entiende el conjunto de acciones dirigidas al conocimiento de la naturaleza de las cosas.
La tecnología hace más útiles y funcionales los aprendizajes y desarrolla capacidades de autonomía, creatividad y trabajo en equipo, así como sentido crítico para valorar cuándo las aplicaciones tecnológicas deben supeditarse a condicionantes ecológicos o medioambientales o cuándo las argumentaciones ecológicas carecen de fundamentación técnica o científica.
La Tecnología (saber cómo y por qué se hace) constituye el resultado de una intersección entre la actividad investigadora, que proporciona conocimientos aplicables y criterios para mejorar los resultados de la intervención sobre un medio material, y la técnica, que aporta experiencia operativa acumulada y conocimientos empíricos procedentes de la tradición y el trabajo
La industria de producción y mantenimiento de bienes y equipos es un ámbito privilegiado de la actividad tecnológica. Las diversas actividades y productos industriales, la producción, transporte, distribución y aprovechamiento de energías, la fabricación demateriales, máquinas y aparatos, la preparación, empaquetado, embalaje, trasporte y conservación de productos farmacéuticos, cosméticos o alimentarios, los sistemas de comunicaciones y el tratamiento de información, la construcción, funcionamiento y mantenimiento de instalaciones, la edificación y las obras públicas, las plantas depuradoras, etc., poseen características peculiares, fruto de lo específico de los materiales, componentes, aparatos y equipos con los que operan, de los procedimientos utilizados, de sus productos y sus aplicaciones.
En esta variedad poseen rasgos comunes, comparten, en gran medida, las fuentes de conocimiento científico, utilizan procedimientos y criterios de actuación semejantes, aplican elementos funcionales comunes a las actividades y productos más diversos. Ello permite acotar los componentes disciplinares de una materia del Bachillerato, la Tecnología, de raíz y finalidad netamente industriales:
a) El modo operatorio, de planificación y desarrollo de productos, que es común a todos los procesos tecnológicos.
b) El conocimiento de los medios, los materiales, las herramientas y procedimientos técnicos propios de la industria.
c) Un conjunto extenso de elementos funcionales, de ingenios simples, con los que se componen conjuntos complejos regidos por leyes físicas y químicas conocidas, ya sean mecanismos, circuitos o sistemas compuestos.
La Tecnología I es una materia que extiende y sistematiza los elementos de cultura técnica adquiridos de la etapa anterior. Se amplían y ordenan los conocimientos sobre las energías clásicas y alternativas, los materiales y sus aplicaciones, los procedimientos de fabricación, los productos de la tecnología, los elementos de máquinas y sistemas, y se profundiza en los aspectos económicos, sociales y medio ambientales de la actividad técnica.
La Tecnología II posee un carácter más cercano a la ingeniería, precursor de opciones formativas para la actividad profesional en los procesos industriales o en el mantenimiento de instalaciones y servicios. En esta materia se denota una preferencia por lasaplicaciones prácticas, se inicia en el estudio de la estructura y el tratamiento de materiales, los componentes que rigen el funcionamiento de las máquinas, los sistemas automáticos de control y mando, y se introduce en los principios básicos de los sistemas de control inteligente de procesos e instalaciones. El papel central de la materia lo asume el estudio teórico y práctico de los circuitos y sistemas automáticos, complementado con un conocimiento de materiales, máquinas y procesos marcadamente aplicativo y procedimental.
En la Educación Primaria se comienza con una tecnología incluida en el área de Conocimiento del Medio Natural, Social y Cultural, y el diseño de artefactos a partir de materiales del entorno. Su inclusión en la Educación Secundaria Obligatoria permite potenciar destrezas para la resolución de problemas, estudio, discusión, representación gráfica y diseño grupal de estrategias, actividades de taller y manipulación de herramientas, aparatos de medida y materiales. En la Tecnología del Bachillerato, el proceso de diseño y desarrollo de productos técnicos se aborda, prolongando los contenidos similares de la etapa anterior, desde la perspectiva económica y social que le confiere la región, su referencia obligada. El conocimiento de los materiales, los modos de operar y las herramientas para cada operación, se enfoca ahora de un modo sistemático, mostrando relaciones comunes entre ellos, con independencia del producto o de la técnica en la que se aplican. Además, se tratan con mayor rigor científico que en la etapa precedente, para argumentar sus propiedades características, su configuración y las razones que aconsejan actuar de un modo determinado.
En cuanto a los elementos que componen máquinas y sistemas complejos, reciben un tratamiento sistemático, clasificándolos por su función, con independencia de la máquina en la que han de operar y haciendo abstracción de la naturaleza del fluido que transportan. En Tecnología
II se dedica un especial interés a la composición de sistemas automáticos.
El valor formativo de esta asignatura, en el Bachillerato, deriva tanto de su papel en la trayectoria formativa del alumnado, cuanto de su estructura y composición interna. La Tecnología constituye la prolongación del área homónima de la etapa previa, profundizando en ella desde una perspectiva disciplinar. A la vez, proporciona conocimientos básicos para emprender el estudio de técnicas específicas y desarrollos tecnológicos en campos especializados de la actividad industrial o de sus servicios.
La Tecnología vertebra una de las modalidades del Bachillerato, proporcionando un espacio de aplicaciones concretas para otras disciplinas, especialmente para las de carácter científico, dando prioridad a realizaciones que contribuyan a potenciar indicadores de progreso. De acuerdo con la función formativa del Bachillerato, han de interpretarse sus objetivos y contenidos desde una preocupación patente por la formación de usuarios y consumidores cualificados y, fundamentalmente, de ciudadanos y ciudadanas autónomos y con independencia de criterio, capaces de participar activa y críticamente en la vida colectiva y en el desarrollo y la mejora del entorno en el que habitan.
OBJETIVOS GENERALES
El desarrollo de esta materia ha de contribuir a que las alumnas y alumnos adquieran las siguientes capacidades.
1. Comprender el papel de las energías en los procesos tecnológicos, sus distintas transformaciones y aplicaciones, y adoptar actitudes de ahorro y valoración de la eficiencia energética.
2. Comprender y explicar cómo se organizan y desarrollan procesos tecnológicos concretos, investigando, identificando y describiendo las técnicas y los factores económicos y sociales que concurren en cada caso, las posibilidades de introducir innovaciones tecnológicas y su incidencia favorable en el desarrollo local.
3. Analizar de forma sistemática, aparatos y productos de la actividad técnica para explicar su funcionamiento, utilización y forma de control y evaluar su calidad.
4. Valorar críticamente, aplicando los conocimientos adquiridos, las repercusiones de la actividad tecnológica en la vida cotidiana y la calidad de vida, manifestando y argumentando, técnicamente, sus ideas y opiniones.
5. Expresar con precisión conocimientos, medidas, ideas y opiniones sobre instalaciones, procesos o productos tecnológicos concretos, utilizando vocabulario, símbolos y formas de expresión apropiadas.
6. Participar en la planificación y desarrollo de proyectos técnicos en equipo, aportando ideas y opiniones, responsabilizándose de tareas y cumpliendo sus compromisos.
7. Actuar con autonomía y confianza al inspeccionar, manipular e intervenir en máquinas, sistemas y procesos técnicos para comprender su funcionamiento e informar de sus realizaciones.
La materia de Tecnología II contribuirá a que los alumnos y alumnas que la cursen progresen en la adquisición de estas capacidades.
PRIMER CURSO
CONTENIDOS
1. El proceso y los productos de la tecnología.
- Proceso cíclico de diseño y mejora de productos. Marcas y Patentes de productos e innovaciones tecnológicas.
- Costos económicos, sociales y medioambientales. Producción y distribución de productos. El mercado, la competitividad y sus leyes básicas.
- Control de calidad. Legislación vigente. Normalización de productos.
- Planificación y desarrollo de un proyecto de diseño y comercialización de un producto.
2. Materiales.
- Etapas de la civilización según los materiales empleados. Estado natural, obtención y transformación de los materiales más conocidos o aplicables a nuestro entorno: pétreos, cerámicos, metales simples y aleados, maderas, fibras, textiles, plásticos, composites, etc.
- Propiedades físicas, mecánicas y técnicas más relevantes de los materiales. Aplicaciones características.
- Impacto ambiental producido por la obtención, transformación, reciclado y desecho de los materiales.
- Elementos que más agreden el medio ambiente. Materiales reciclables mecánica, química o térmicamente. Descontaminación de aguas en el tratamiento y producción de materiales (vertidos cero).
- Competencias medioambientales. Legislación. Prevención en la producción de residuos tóxicos y peligrosos. Promoción del reciclado. Minimización de residuos. Acciones reparadoras.
3. Elementos de máquinas y sistemas.
- Transmisión y transformación de movimientos y potencia: velocidad, par y potencia. Circular/circular, circular/lineal, lineal/lineal.
- Soporte, unión, guiado y acoplamiento de elementos mecánicos. Equilibrios estáticos y dinámicos en las piezas de máquinas. Lubrificación y estanqueidad. Acumuladores y disipadores de energía.
Órganos de cierre.
- Identificación, montaje y experimentación de mecanismos característicos.
- Circuitos. Elementos de un circuito genérico: generador, acumulador, conductores, dispositivos de regulación y control, receptores de consumo y utilización.
- Esquemas de circuitos eléctricos, hidráulicos y neumáticos.
Simbología. Interpretación de planos.
- Experimentación de algunos circuitos eléctricos, hidráulicos y neumáticos característicos.
4. Procedimientos de fabricación.
- Técnicas de fabricación. Conformación: por moldeo, por deformación y corte, por unión, por arranque de material, especiales.
- Máquinas y herramientas apropiadas para cada procedimiento. Criterios de uso y mantenimiento de herramientas.
- Técnicas de evaluación del impacto ambiental de los distintos subsectores de producción: ruidos, vertidos, alteraciones térmicas y del paisaje.
5. Recursos energéticos.
- Obtención, transformación, acumulación, transporte distribución y uso de los principales recursos primarios de energía: carbón, petróleo, gas natural, residuos, hidráulicos, eólico, solar, biomasa y geotérmico.
- Viabilidad de la explotación de recursos propios en la generación de pequeñas y medias potencias. De la autonomía de la vivienda rural a la combinación de energías complementarias en instalaciones hoteleras.
- Montaje y experimentación de instalaciones sencillas de transformación y acumulación de energías extraíbles en el entorno. Rendimientos.
- Sectorización de la energía consumida en Canarias. Costos energéticos. Técnicas y criterios de ahorro. Índice de intensidad energética.
6. Termología.
- Principios fundamentales. Las magnitudes térmicas. Principios de la termodinámica. Calor específico.
- Termodinámica de los gases. Ecuaciones de estado. Transformaciones o cambios de estado. Diagramas y capacidad de trabajo.
- Transmisión de calor. Conductibilidad. Convección. Radiación. Medios de transmisión térmica. Transmisión a través de las paredes.
- Radiación solar, mapas solares. Climatización no convencional de piscinas, invernaderos y otros.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
1. Calcular, a partir de información adecuada, el coste energético del funcionamiento ordinario del centro docente o de su vivienda, sugerir posibles alternativas de ahorro o de suministro basándose en los recursos complementarios generados en el entorno, y extrapolar estas magnitudes al consumo energético en Canarias.
El alumnado ha de ser capaz de estimar la carga económica que supone el consumo cotidiano de energía, utilizando información comercial, facturas de servicios energéticos y cálculos efectuados sobre las características técnicas, utilización y consumo de las instalaciones. Esta capacidad ha de derivar en la identificación de posibles vías de reducción de costes y a una conciencia de cuál es el reparto energético entre los subsectores de consumo de la economía canaria.
2. Reconocer materiales y probable proceso de fabricación de un producto, estimando las razones económicas, las repercusiones ambientales de su producción, uso y desecho y las propiedades que le hacen idóneo para una aplicación.
Al analizar productos tecnológicos, el alumnado ha de ser capaz de deducir y argumentar el proceso técnico que, probablemente, ha sido empleado en su obtención y elaborar juicios de valor sobre los factores no estrictamente técnicos de su producción y uso en el entorno insular.
3. Identificar los elementos funcionales que componen un producto técnico de uso conocido, señalando el papel que desempeña cada uno de ellos en el funcionamiento del conjunto.
El alumnado ha de ser capaz de desarmar un artefacto, reconocer cuáles son las piezas y subconjuntos importantes y cuáles son accesorios desde el punto de vista funcional y estructural, y describir el papel de cada componente en el funcionamiento del conjunto.
4. Evaluar las repercusiones que sobre la calidad de vida tiene la producción y utilización de un producto o servicio técnico cotidiano y sugerir posibles alternativas de mejora, tanto técnicas como de otro orden.
La capacidad de valorar el equilibrio existente entre las ventajas e inconvenientes de la actividad técnica ha de extenderse sobre los factores no estrictamente técnicos y debe traducirse en una mayor capacidad de concebir otras soluciones, tanto técnicas como de otro orden, usando materiales, principios de funcionamiento y técnicas de producción distintas o modificando el modo de uso, la ubicación o los hábitos de consumo, por ejemplo.
5. Emplear un vocabulario adecuado para expresar conceptos, describir los útiles y técnicas empleadas en un proceso de producción o identificar la composición de un artefacto o instalación técnica común.
Este criterio busca en qué grado ha incorporado a su vocabulario términos específicos y modos de expresión, técnicamente apropiados, para describir verbalmente los procesos industriales o para describir correctamente los elementos de máquinas e instalaciones.
6. Plantear y montar un circuito eléctrico o neumático, a partir del plano o esquema, de una aplicación característica encaminada a resolver un problema determinado entre los planteados en la resolución de problemas emanados de las relaciones con empresas del entorno.
Se pretende verificar que el alumnado es capaz de interpretar el plano de una instalación, reconocer el significado de sus símbolos, seleccionar los componentes correspondientes y conectarlos, sobre un armazón o en un simulador, de acuerdo con las indicaciones del plano, para componer un circuito que tiene utilidad determinada en la resolución de alguna necesidad de las empresas o instalaciones circundantes.
7. Aportar datos y argumentar técnicamente ideas y opiniones propias al equipo de trabajo, valorando y adoptando, en su caso, ideas y argumentaciones ajenas.
Se trata de valorar la capacidad de contribuir con esfuerzos personales a las tareas del grupo y tomar la iniciativa para exponer y defender técnicamente, con talante flexible pero con rigor, el propio punto de vista.
SEGUNDO CURSO
CONTENIDOS
1. Materiales.
- Materiales metálicos, no metálicos compuestos y auxiliares: estructura, propiedades, procesado, prestaciones y aplicaciones.
- Técnicas para la modificación de las propiedades. Tratamientos estructurales y superficiales.
- Procedimientos de ensayo de materiales. Unidades y verificación de magnitudes.
- Normas de precaución y seguridad en el procesado, tratamiento y manejo de materiales.
2. Principios de máquinas.
- Motores térmicos. Motores rotativos y alternativos. Funcionamiento y aplicaciones.
- Motores eléctricos. Principios, tipos y aplicaciones.
- Circuito frigorífico. Bomba de calor. Principios, elementos y aplicaciones.
- Energía útil. Potencia de una máquina. Par motor en el eje. Pérdidas de energía en las máquinas. Rendimiento.
3. Sistemas automáticos.
- Introducción a la teoría de sistemas. Elementos que componen un sistema de control y su función: transductores y captadores de posición, de velocidad, de presión, de temperatura, comparadores, procesos y actuadores.
- Estructura y partes de un sistema automático. Sistemas en lazo abierto (sistema de mando). Sistemas de lazo cerrado (control realimentado).
- Montaje y experimentación de sencillos circuitos de control.
4. Circuitos neumáticos e hidráulicos.
- Comparación entre neumática y oleohidráulica. Conceptos, diferencias de comportamiento. Circuitos, caudal, presión, pérdidas.
- Producción, mantenimiento, conducción, depuración y filtrado de fluidos. Equipos, tuberías y accesorios.
- Elementos de accionamiento, regulación y control. Representación y funcionamiento.
- Circuitos característicos y aplicaciones. Simbología y esquemas de representación. Planificación y montaje de ejemplos prácticos en máquinas, sistemas e instalaciones.
5. Control y programación de sistemas automáticos.
- Puertas lógicas. Procedimientos de simplificación de circuitos lógicos. Aplicación al control del funcionamiento de un dispositivo.
- Circuitos lógicos secuenciales. Elementos. Diagrama de fases. Aplicación al control de un dispositivo de secuencia fija y otros ejemplos.
- Control programado. Programación rígida y flexible. El microprocesador como elemento de control programable. Aplicación al control programado de un mecanismo. Descripción de un autómata programable.
- Control inteligente de instalaciones y procesos. Control Basado en Reglas, Control Fuzzy (Borroso), Redes Neuronales, Control Basado en Modelos, Algoritmos, etc.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
1. Seleccionar materiales para una aplicación práctica determinada, considerando, junto a sus propiedades intrínsecas, factores técnicos, económicos y medioambientales.
Se trata de comprobar si los alumnos y alumnas saben aplicar los conceptos derivados del conocimiento de materiales relativos a su estructura, procesado y técnicas de ensayo y medida de propiedades, al tener que seleccionar los idóneos para aplicaciones reales, conjugando con criterios de equilibrio los diversos factores que caracterizan dicha elección.
2. Diseñar un procedimiento de prueba y medida de las características de una máquina o instalación, en condiciones nominales y de uso normal.
Con este criterio se puede establecer si un alumno o una alumna es capaz de identificar los parámetros principales del funcionamiento de un artefacto o instalación (en una máquina, en un proceso productivo o en un edificio inteligente), en régimen normal, y comparar el comportamiento de dispositivos similares sometiéndolos a pruebas metódicas para formarse una opinión propia sobre su calidad.
3. Analizar la composición de máquinas y sistemas automáticos de uso común, identificando los elementos de mando, control y potencia.
Se trata de comprobar si los alumnos y las alumnas son capaces de identificar, en un aparato medianamente complejo, los elementos que desarrollan las funciones principales y, entre ellos, los responsables del control y, en su caso, los sistemas de programación en los que basa su funcionamiento.
4. Aplicar los recursos gráficos y verbales apropiados a la descripción de la composición y funcionamiento de una máquina, circuito o sistema tecnológico concreto.
Con este criterio se quiere valorar en qué medida el alumnado utiliza, no sólo un vocabulario adecuado, sino también los conocimientos adquiridos sobre simbología y representación normalizada de circuitos, representación esquemática de ideas, relaciones entre elementos y secuencias de efectos en un sistema, valiéndose para ello de ejemplos significativos del entorno inmediato.
5. Distinguir, identificar, justificar y situar los elementos que constituyen un circuito de control de un sistema automático a partir del plano o esquema de una aplicación característica en un proceso o en una instalación.
El alumnado ha se ser capaz de interpretar los esquemas de conexiones de circuitos de control de tipo electromecánico, electrónico, neumático e hidráulico, seleccionar y conectar de forma adecuada los componentes y verificar su utilidad y correcto funcionamiento.
6. Inventariar el grado de desarrollo tecnológico de una instalación o del proceso productivo de una industria local, y señalar las mejoras tecnológicas que precisan para innovarse mejorando sus prestaciones.
Con este indicador se pretende comprobar que los alumnos y las alumnas son capaces de relacionarse e insertarse en el espacio económico y productivo, describir los componentes de instalaciones de servicios auxiliares o de procesos en empresas del lugar e indicar alternativas tecnológicas de innovación encaminadas a favorecer su desarrollo, teniendo presente la relación costo/beneficio y las repercusiones económicas y sociales que de ello derivan.
ELECTROTECNIA
INTRODUCCIÓN
La Electrotecnia es la disciplina tecnológica dirigida al aprovechamiento de la electricidad. Su campo disciplinar abarca el estudio de los fenómenos eléctricos y electromagnéticos desde el punto de vista de su utilidad práctica, las técnicas de diseño y construcción de dispositivos eléctricos característicos, ya sean circuitos, máquinas o sistemas complejos, y las técnicas de cálculo y medida de magnitudes en ellos.
Las aplicaciones de la Electrotecnia se extienden profusamente a todos los ámbitos de la actividad económica y la vida cotidiana merced a desarrollos especializados en distintos campos de aplicación, que dan lugar a opciones formativas y profesionales en diversos sectores de actividad: producción y distribución de energía, calefacción y refrigeración, alumbrado, obtención de energía mecánica, tratamiento de información codificada, automatización y control de procesos, transmisión y reproducción de imágenes y sonido, electromedicina, etcétera.
Esta materia se configura a partir de cuatro grandes campos de conocimiento y experiencia, que constituyen el sustrato común de la mayor parte de las aplicaciones prácticas de la electricidad:
a) Los conceptos y leyes científicas que explican los fenómenos físicos que tienen lugar en los dispositivos eléctricos.
b) Los elementos con los que se componen circuitos y aparatos eléctricos, su disposición y conexiones características.
c) Las técnicas de análisis, cálculo y predicción del comportamiento de circuitos y dispositivos eléctricos.
d) Ciertas normas de comportamiento, en la manipulación y consumo, ante circuitos y dispositivos eléctricos.
Los contenidos de la electrotecnia responden a una selección rigurosa de los conceptos y procedimientos más inclusores, aquellos que están en la raíz de los modos de pensar y actuar propios del electrotécnico, cualquiera que sea su campo de trabajo, priorizando la consolidación de aprendizajes, que son una prolongación de la física, a través del conocimiento general de dispositivos de diverso tipo, en torno a los cuales nos movemos en la vida cotidiana.
La Electrotecnia desempeña un papel integrador y aplicado, en el currículo del Bachillerato, al utilizar modelos explicativos procedentes, sobre todo, de las ciencias físicas y emplear métodos de análisis, cálculo y representación gráfica procedentes de las matemáticas. Este carácter de ciencia aplicada le confiere un valor formativo relevante, al integrar y poner en función conocimientos procedentes de disciplinas científicas de naturaleza más abstracta y especulativa, ejerce un papel catalizador del tono científico y técnico que le es propio, profundizando y sistematizando aprendizajes afines, procedentes de etapas educativas anteriores.
Su finalidad general es la de proporcionar aprendizajes relevantes y cargados de posibilidades de desarrollo posterior, y en algunos casos aplicados y significativos para la comunidad, generar una sensibilidad de respeto a la norma y al medio en el que se aplican, un estado permanente de prudencia ante el uso de la electricidad, conciencia de sus costos y una actitud permanente de ahorro o rechazo al consumo injustificado, al derivar en referencias a sus aplicaciones.
La multiplicidad de opciones de formación electrotécnica especializada confiere, a esta condensación de sus principios y técnicas esenciales, un elevado valor propedéutico y explicativo. De acuerdo con esta finalidad, se ha seleccionado un conjunto reducido de conceptos y principios electromagnéticos que pueden trabajarse mediante sencillos montajes experimentales de medida y cálculo de magnitudes teniendo como hilo conductor el análisis de circuitos para la introducción progresiva de conceptos y la ejecución experimental de algunos procedimientos.
El conocimiento profundo de los elementos básicos con los que se construye cualquier circuito o máquina eléctrica, la resistencia óhmica, la autoinducción y la capacidad, su comportamiento ante los fenómenos eléctricos y su disposición en circuitos característicos, constituye el núcleo de esta materia, complementado con las técnicas de cálculo y medida directa de magnitudes en circuitos eléctricos, la ejemplificación significativa de aparatos, y la focalización a determinadas áreas del consumo o de la seguridad en cuya sensibilización la mediación escolar juega un papel importante.
OBJETIVOS GENERALES
El desarrollo de esta materia ha de contribuir a que las alumnas y alumnos adquieran las siguientes capacidades:
1. Interpretar el comportamiento, normal o anómalo, de un dispositivo eléctrico sencillo, señalando los principios y leyes físicas que lo explican.
2. Identificar elementos de valor adecuado y conectarlos correctamente para formar un circuito, característico y sencillo, capaz de producir un efecto determinado.
3. Calcular el valor de las principales magnitudes de un circuito eléctrico, compuesto por elementos discretos, en régimen permanente justificando el proceso resolutorio empleado.
4. Interpretar esquemas y planos de instalaciones y equipos eléctricos característicos, identificando la función de un elemento o grupo funcional de elementos en el conjunto.
5. Seleccionar e interpretar información adecuada para plantear y valorar soluciones electrotécnicas a problemas técnicos, sociales, ecológicos, de salud o de seguridad, del ámbito geográfico en el que radica y avalar criterios de racionalidad.
6. Elegir y conectar el aparato adecuado para una medida eléctrica, estimando anticipadamente su orden de magnitud y valorando el grado de precisión que exige el caso.
7. Expresar las soluciones a un problema con un nivel de precisión coherente con el de las diversas magnitudes que intervienen en el, argumentando las estrategias empleadas en su resolución.
CONTENIDOS
1. Conceptos y fenómenos eléctricos.
- Circuito eléctrico. Tensión. Fuerza electromotriz. Diferencia de potencial.
- Intensidad de corriente. Densidad de corriente.
- Resistencia eléctrica. Resistencia específica.
- Transformación de la energía eléctrica. Energía y trabajo. Potencia eléctrica. Rendimiento. Efectos caloríficos. Efectos químicos
- Condensador. Almacenamiento de carga. Capacidad.
2. Conceptos y fenómenos electromagnéticos.
- Imanes permanentes. Flujo magnético. Permeabilidad. Densidad de flujo.
- Campos creados por corrientes rectilíneas y circulares.
- Circuito magnético. Fuerza magnetomotriz. Ley de Ampêre. Inducción electromagnética. Ley de Lenz. Coeficiente de autoinducción.
- Fuerza sobre una corriente eléctrica en el seno de un campo.
3. Circuitos eléctricos.
- Corriente continua y alterna. Intensidades y tensiones senoidales. Amplitud. Valor eficaz. Frecuencia. Ángulo de fase.
- Elementos lineales: R, L y C. Reactancia. Impedancia. Ángulos de fase relativa. Representación gráfica.
- Circuito serie, paralelo y mixto. Leyes de Kirchoff. Cálculo de circuitos.
- Sistemas monofásicos y trifásicos. Conexión estrella y triángulo.
- Potencia activa, reactiva y aparente. Triángulo de potencias. Factor de potencia. Corrección del factor de potencia.
- Elementos no lineales: diodo, transistores, resistencias variables, relés.
- Redes y circuitos de alumbrado. Nociones de luminotecnia. Principios y magnitudes fundamentales. Consumo, ahorro, rendimiento y aplicaciones. Normas para el alumbrado exterior en Canarias.
4. Máquinas eléctricas.
- Transformador. Relaciones fundamentales. Funcionamiento en vacío, carga y cortocircuito.
- Máquinas rotativas. Construcción. Clasificación.
- Motor trifásico. Tipos de rotor. Motor de rotor en cortocircuito.
Comportamiento en servicio. Arranque e inversión del sentido de giro.
- Motor monofásico de rotor en cortocircuito. Procedimientos de arranque.
- Motores de corriente continua. Constitución. Principio de funcionamiento. Tipos de excitación. Inversión de sentido. Variación de velocidad.
5. Instrumentos y aparatos eléctricos.
- Instrumentos de medida. Medida directa de resistencia, tensión e intensidad. Voltímetro. Amperímetro. Uso del polímetro. Uso de osciloscopio. Medidas de potencia activa y reactiva en corriente alterna.
- Instrumentos y aparatos de maniobra, conexión y control en Baja
Tensión. Aparatos referenciales de consumo.
- La seguridad en las instalaciones y aparatos eléctricos. Riesgos de accidente. Primeros auxilios. Medidas de protección.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
1. Explicar cualitativamente el funcionamiento de un circuito simple destinado a producir luz, energía motriz o calor, señalando las relaciones e interacciones entre los fenómenos que tienen lugar en él.
Con este criterio se pretende evaluar la capacidad de comprender la lógica interna de un circuito o dispositivo eléctrico característico, de uso común y compuesto por pocos elementos, al describir una sucesión de causas y efectos encadenados que resultan en un efecto útil.
2. Seleccionar elementos o componentes de valor adecuado y conectarlos correctamente para formar un circuito característico y sencillo.
La comprensión de la función y el comportamiento de los diversos elementos y componentes eléctricos ha de traducirse, en la práctica, en la capacidad de conectarlos entre sí en un circuito o dispositivo típico destinado a producir un efecto determinado.
3. Explicar cualitativamente los fenómenos derivados de una alteración en un elemento de un circuito eléctrico sencillo y describir las variaciones esperables en los valores de tensión y corriente.
Complementando los anteriores, este criterio trata de apreciar si la comprensión de los circuitos eléctricos incluye la capacidad de estimar y anticipar los efectos de posibles alteraciones o anomalías en su funcionamiento: cortocircuitos, supresión de elementos o variación de su valor o características. No es importante que el alumnado sepa cuantificar los efectos, sino describir la naturaleza de los cambios y valorar la importancia de pronosticar las posibles consecuencias, recogidas en los Reglamentos y Normas de seguridad.
4. Calcular y representar vectorialmente las magnitudes básicas de un circuito mixto simple, compuesto por cargas resistivas y reactivas y alimentado por un generador senoidal monofásico.
Con este criterio se quiere valorar la solidez de los aprendizajes relativos a los principios y métodos operatorios de la electrotecnia en una de sus aplicaciones clásicas: la resolución de circuitos. El objeto de la evaluación es el cálculo numérico de magnitudes y la representación gráfica de la amplitud y fase de V, I y P en un circuito completo pero simple, es decir, un circuito mixto de pocas mallas, con carga compleja.
5. Analizar planos de circuitos, instalaciones o equipos eléctricos de uso común e identificar la función de un elemento discreto o de un bloque funcional en el conjunto.
En este caso se trata de evaluar la capacidad del alumnado de interpretar una información técnica, relativa a un dispositivo eléctrico del que conoce, a grandes rasgos, su utilidad y funcionamiento, para deducir el papel de alguno de los elementos relevantes (motor, termostato, rectificador, resistencia, electroválvula, etc.), o de alguno de los bloques funcionales del sistema (calentamiento, unidad motriz, inversor de giro, fuente de alimentación, etc.) en el conjunto.
6. Representar gráficamente, en un esquema de conexiones o un diagrama de bloques funcionales, la composición y el funcionamiento de una instalación o equipo eléctrico sencillo y de uso común.
Observando el comportamiento de un dispositivo, la secuencia de acciones y efectos que componen su funcionamiento normal y midiendo parámetros, el alumnado ha de ser capaz de establecer una representación esquemática de su composición interna. Debe ser capaz de traducir una instalación o circuito en un esquema de cableado y el funcionamiento de un equipo en un diagrama de bloques funcionales (calentamiento, interrupción retardada, elemento motriz, etc.) que muestre una relación lógica y posible entre ellos.
7. Interpretar especificaciones técnicas de un elemento o dispositivo eléctrico para determinar las magnitudes principales de su comportamiento en condiciones nominales.
De la información técnica en forma de tablas, hojas de especificaciones, curvas y placas de características suministrada por el fabricante de un dispositivo eléctrico, el alumnado debe poder deducir los parámetros de funcionamiento en condiciones nominales, haciendo uso de sus conocimientos sobre el funcionamiento de instrumentos, aparatos y máquinas eléctricas y de los datos de que disponen.
8. Medir las magnitudes básicas de un circuito eléctrico, seleccionando un aparato de medida adecuado, conectándolo correctamente y eligiendo la escala óptima.
Se trata de apreciar si el alumnado es capaz de medir correctamente, incluyendo la elección del aparato de medida, su conexión, la estimación previa del orden de magnitud para elegir una escala adecuada y la expresión adecuada de los resultados, utilizando la unidad idónea y con un número de cifras significativas acorde con la apreciación del instrumento empleado, con el contexto de la medida y las magnitudes de los elementos del circuito o sistema eléctrico que se mide.
9. Interpretar las medidas efectuadas sobre circuitos eléctricos o sobre sus componentes para verificar su correcto funcionamiento, localizar averías o identificar sus posibles causas.
Este criterio complementa al anterior. Persigue valorar la capacidad del alumnado para utilizar el resultado de sus medidas. Si el valor medido no coincide con sus estimaciones previas o no está en el entorno del orden de magnitud previsto, los alumnos y alumnas han de ser capaces de averiguar si la medida está mal efectuada (escala incorrecta, mala conexión, etc.), si la estimación es absurda por exceso o por defecto, o si alguno de los elementos del circuito está averiado.
10. Seleccionar posibles componentes y luminarias, teniendo en cuenta en su elección principios de racionalidad y consideraciones de tipo ecológico y medioambiental, para el diseño de instalaciones exteriores.
Con este criterio se pretende observar la sensibilidad hacia los principios ecológicos y medioambientales, el respeto y la aceptación de la autolimitación lumínica regulada en Canarias que favorece la investigación astrofísica en este entorno geográfico, el sentido de racionalidad en el diseño de instalaciones que supongan un derroche de recursos, y el impacto negativo que producen las instalaciones superpuestas a determinados paisajes.
MECÁNICA
INTRODUCCIÓN
La Mecánica es la parte de la Física que trata del equilibrio y del movimiento de los elementos sometidos a fuerzas cualesquiera. Debe, entonces, colaborar en identificar y fundamentar el modo de hacer tecnológico, aportando herramientas determinadas. Para esto, ha de llevar la teoría hasta las aplicaciones concretas y ha de encontrar los fundamentos teóricos en las realizaciones prácticas. Y todo ello dentro de un paradigma científico coherente.
En el desarrollo de la materia se debe llegar a comprender y a articular la diferencia entre el conocimiento teórico de las leyes que rigen un fenómeno (saberes pertenecientes al ámbito de los conceptos) y la elaboración de las diversas estrategias que permiten obtener soluciones aplicando dichas leyes a problemas prácticos (dentro del dominio de los procedimientos, es decir, del saber hacer práctico). Todo ello parece posible, para el nivel de Bachillerato, entendiendo por Mecánica una visión aplicada de la Mecánica de Newton. Tiene, por tanto, principalmente, un carácter de ciencia aplicada, estando más cercana a la tecnología que a las ciencias físicas. Ello aconseja un desarrollo experimental e instrumental de todas las posibilidades que el entorno ofrece. Al ser objeto de la Mecánica el estudio de las fuerzas y movimientos que obran sobre los cuerpos, esta materia comprenderá la Estática, que se ocupa de las condiciones de equilibrio de los cuerpos; la Cinemática, que estudia el movimiento de éstos prescindiendo de las fuerzas que lo producen; la Dinámica, que examina el movimiento de los cuerpos en relación con las fuerzas a ellos aplicadas; y la Mecánica de Fluidos, que trata de los fluidos en estado de reposo o en movimiento.
Un quinto subconjunto de saberes lo constituye la Resistencia de Materiales, que se ocupa del comportamiento de elementos de estructuras y máquinas bajo la acción de cargas exteriores, poniendo en relación las fuerzas internas creadas y las deformaciones producidas.
Al ser las fuerzas y los movimientos elementos cotidianos y cercanos al alumnado, el aprendizaje de las leyes y modelos que los relacionan resulta más fácilmente abordable que la compresión de otros paradigmas científicos. Esto hace de la Mecánica una asignatura de gran valor formativo, al ser una herramienta privilegiada para relacionar leyes abstractas con hechos y resultados concretos. Su estructura relativamente reducida de conocimientos, la amplia casuística de problemas abordables desde ellos, así como su fácilmente comprobable coherencia interna, la colocan en situación muy favorable para ejemplarizar el papel de la ciencia y clarificar su relación con la tecnología.
En el desarrollo de esta asignatura es necesario valorar su posición y su papel específico. Al destacar su carácter aplicado se evita que los alumnos y alumnas tengan que estudiar toda su construcción teórica, potenciando, en cambio, que sean capaces de convertir un conjunto de leyes en herramientas de análisis y transformación de la realidad circundante mediante su aplicación a casos concretos.
OBJETIVOS GENERALES
El desarrollo de esta materia ha de contribuir a que las alumnas y alumnos adquieran las siguientes capacidades.
1. Desarrollar, a través del razonamiento con las leyes de la Mecánica, la "intuición mecánica" básica que permita, tanto generar estrategias de aplicación de dichas leyes como fundamentar futuras generalizaciones de las mismas.
2. Valorar la capacidad de explicación y predicción de la Mecánica sobre el comportamiento de los mecanismos, apreciando sus limitaciones.
3. Analizar y resolver problemas mediante la aplicación de las leyes de la Mecánica teniendo en cuenta los límites impuestos por la realidad.
4. Identificar en los sólidos rígidos y en los sistemas mecánicos más complejos las acciones que en ellos concurren y su interrelación.
5. Relacionar formas, dimensiones, materiales y, en general, el diseño de los objetos técnicos con las solicitudes mecánicas a que están sometidos.
6. Montar estructuras, instalaciones o sistemas mecánicos que permitan verificar las leyes y principios de la mecánica, esquematizando su configuración y asumiendo responsabilidades cuando la tarea se realiza de forma grupal.
7. Utilizar apropiadamente el vocabulario específico en relación con la Mecánica.
8. Manejar correctamente los aparatos y las unidades de medida de las diferentes magnitudes.
CONTENIDOS
1. Estática.
- Equilibrio de un sistema plano de puntos materiales: condiciones universales de equilibrio.
- Equilibrio en el sólido rígido, libre o con uniones fijas, sometido a un sistema de fuerzas coplanarias. Aplicación al estudio de elementos estructurales isostáticos.
- Análisis estático de mecanismos. Aplicación al sistema biela-manivela. Centros de gravedad.
2. Resistencia de materiales.
- El ensayo de tracción para el estudio de la elasticidad/plasticidad de los materiales: Ley de Hooke. Acciones que concurren entre dos secciones contiguas de material: esfuerzo normal, esfuerzo cortante, deformación lineal, deformación angular.
- La tracción, comprensión y cortadura.
- Flexión en vigas: fibra neutra, fuerza cortante, momento flector y momento resistente. Aplicación a ejes y vigas simplemente apoyadas y en voladizo con cargas puntuales. Coeficiente de seguridad.
- El pandeo. La torsión en árboles macizos de sección circular.
3. Cinemática.
- Análisis de velocidades en el movimiento plano: método de los centros instantáneos de rotación. Aplicación al paralelogramo articulado, biela-manivela, engranajes y rodadura sin deslizamiento.
- Métodos analíticos para el cálculo de velocidades y aceleraciones.
- Los movimientos de traslación y rotación de un sólido. Aplicación a la rotación uniforme alrededor de un eje fijo y al movimiento helicoidal uniforme.
4. Dinámica.
- Dinámica de la rotación de un sólido alrededor de un eje fijo: momento de inercia. Aplicación del principio de conservación del momento cinético en un sistema mecánico aislado.
- Introducción al análisis dinámico de máquinas y mecanismos. Aplicación al mecanismo biela-manivela. Equilibrado de masas giratorias.
- El principio de conservación de la energía en el análisis de máquinas y mecanismos en rotación.
- Rozamiento por deslizamiento y rodadura. Rendimiento en los mecanismos.
5. Mecánica de fluidos.
- Fundamentos. Aplicaciones. Hidrostática. Propiedades de los fluidos y leyes fundamentales de los líquidos y los gases en estado de reposo.
- Hidrodinámica. Leyes, conceptos fundamentales y aplicaciones. Corrientes libres y forzadas. Turbinas, bombas, compresores, accesorios, equipos de accionamiento y regulación. Esquemas y símbolos. Volúmenes, caudales, esfuerzos y presiones, resistencias y pérdidas.
CRITERIOS DE EVALUACIÓN
1. Esquematizar una estructura o un sistema mecánico real identificando las cargas que le son aplicadas y calculando tanto las fuerzas que soportan sus distintos elementos como, en su caso, las reacciones en sus apoyos, para llegar a razonar el porqué de su diseño.
Se trata de comprobar si los alumnos y alumnas conocen, comprenden y representan, el concepto de equilibrio de fuerzas en sistemas estructurales isostáticos, planos o reducibles a planos, así como si poseen las destrezas de cálculo necesarias para determinar los valores de las fuerzas. También se trata de comprobar si aplican esos conocimientos a situaciones reales, detectando si los identifican en conjuntos mecánicos reales y valorando el razonamiento que utilizan para explicar el diseño de estos últimos.
2. Relacionar el diseño de los diferentes elementos que componen una estructura o conjunto mecánico con su resistencia a diferentes solicitaciones (tracción, compresión, cortadura, flexión, torsión) empleando en el razonamiento los conceptos y el vocabulario apropiados, extendiendo tal procedimiento al análisis de referentes en el entorno inmediato.
Se trata de evaluar el grado de asimilación de los conceptos enunciados para comprobar si los alumnos y alumnas son capaces de elegir y montar los elementos que componen una estructura o sistema mecánico desde el punto de vista de su función, de forma que el razonamiento y el vocabulario que empleen sea técnicamente correcto. Asimismo que interpreten con la misma facilidad otras estructuras o sistemas disponibles.
3. Calcular los esfuerzos sobre un elemento simplificado de una estructura o conjunto mecánico real, identificado o, en su caso, calculando, las cargas aplicadas sobre él.
Se trata de detectar el grado de asimilación de los conceptos puestos en juego y las destrezas de cálculo desarrolladas para evaluar, si el alumnado es capaz de identificar o calcular las fuerzas que obran sobre un elemento aislado de una estructura o conjunto mecánico, y si es capaz de realizar los cálculos necesarios para determinar los valores de las diferentes magnitudes puestas en juego, todo ello para el tipo de solicitaciones especificadas en los núcleos temáticos.
4. Identificar los distintos movimientos que ocurren en los diversos elementos rígidos de un conjunto mecánico en movimiento (cuando estén situados en un plano) describiendo, cualitativamente, sus características cinemáticas.
Se trata de comprobar si el alumnado sabe aplicar a situaciones reales los conocimientos adquiridos sobre trayectorias, velocidades y aceleraciones de los cuerpos. Para ello debe saber identificar cada movimiento entre varios y debe saber razonar acerca de ellos: analizando la distribución de velocidades, identificando aceleraciones, estimando órdenes de magnitud, detectando movimientos imposibles o concatenando movimientos.
5. Esquematizar y calcular los valores de las diversas magnitudes puestas en juego (espacios, ángulos, tiempos, velocidades, aceleraciones) de un movimiento real, y en un punto significativo de su funcionamiento.
Se trata de comprobar si el alumnado es capaz de esquematizar un movimiento real elegido entre los movimientos estudiados, y de si sobre él sabe establecer relaciones entre sus variables cinemáticas para llegar a determinar unos valores a partir de otros conocidos.
6. Valorar, en un sistema mecánico dado, la influencia de los momentos e inercia de los elementos en rotación en el funcionamiento conjunto, y como éste se ve afectado si tales momentos de inercia varían.
Se trata de comprobar si el alumnado ha asimilado el concepto de momento de inercia de forma que es capaz de evaluar, cualitativamente, las modificaciones que sufre el funcionamiento de un sistema mecánico real cuando ese momento de inercia toma distintos valores.
7. Relacionar las magnitudes potencia, par y velocidad de giro en una transmisión con elementos en rotación, calculando unos valores a partir de otros conocidos, discutiendo y demostrando la eficacia del procedimiento utilizado.
Se trata de comprobar si el alumnado ha comprendido estos conceptos de tal forma que sabe aplicarlos a un caso real, razonando correctamente cómo, a través de los mecanismos, se va transmitiendo y conservando la potencia puesta en juego, y valorando la influencia e importancia del rozamiento; y también si utiliza las estrategias adecuadas que le permitan hacer cálculos con los datos que sobre estas magnitudes se le presenten.
8. Aplicar el principio de conservación del momento cinético en la explicación del funcionamiento de sistemas o conjuntos de sistemas mecánicos reales en que tal principio concurra, calculando sus valores.
Se trata de evaluar el grado de asimilación del concepto de momento cinético mediante el razonamiento que haga el alumnado para describir el funcionamiento de aquellos ejemplos reales que se le presenten, y en los que se cumpla el principio de conservación, y mediante la correcta aplicación de las ecuaciones que le son propias para el cálculo de valores.
9. Aplicar los métodos de equilibrado de masas giratorias, analítico y gráfico, al caso de dos masas en un mismo plano.
Se trata de evaluar tanto el grado de asimilación del concepto de equilibrado en rotación como el dominio de los procedimientos para equilibrar masas desequilibradas.
10. Utilizar los conceptos y componentes necesarios para interpretar o aplicar los principios de la mecánica de fluidos en el funcionamiento de máquinas, sistemas, instalaciones, aprovechamiento de energías alternativas, considerando, si procede, principios básicos de economía y ecología humana y medioambiental.
Se pretende valorar el grado de asimilación de los conceptos, la capacidad de observación respecto al curso y la utilización de los fluidos en el funcionamiento de máquinas y sistemas (a desarrollar más específicamente en Tecnología II), a la par que evaluar el grado de desarrollo de la sensibilidad hacia la utilización de estos principios para el aprovechamiento de recursos alternativos en el entorno geográfico en el que radica, que complementen un desarrollo sostenido de la comunidad.