Neumática e hidráulica al servicio de la sostenibilidad en la Ecociudad Valdespartera Documento para el alumno De la ciencia al aula:
Fomento de las vocaciones científicas y de la innovación entre jóvenes estudiantes a través del aprendizaje basado en proyectos de investigación
Documento profesor
Autores: Jorge Pastor José Luis Guerrero Sonia Val Raquel Acero Joaquín Sancho Gonzalo Robles Autoría y edición de los recursos audiovisuales: Raquel Gil Colaboradores: Centro de Urbanismo Sostenible (www.cusvaldespartera.es) Ecociudad Valdespartera (www.valdespartera.es) El presente libro está formado por dos partes: -‐ Documento para el alumno. -‐ Documento para el profesor. Al libro le acompaña un DVD de recursos didácticos que contiene: -‐ Videos del proyecto. -‐ Anexos de contenidos teóricos. -‐ Anexos de actividades y soluciones. -‐ Programación general del curso. Edita: Centro Universitario de la Defensa Ctra. de Huesca s/n. 50090, Zaragoza. Impreso en España Printed in Spain Depósito Legal: Z 1889-‐2013 ISBN: 978-‐84-‐940583-‐5-‐6
Dime y lo olvidaré, enséñame y lo recordaré, involúcrame y lo aprenderé.
Benjamin Franklin
¿Sabías que en Zaragoza existe un barrio que utiliza un sistema ecológico de recogida de basuras?. Es un sistema neumático y analizando su funcionamiento abordaremos los contenidos de neumática y, posteriormente, de hidráulica. La Ecociudad Valdespartera se ha convertido en un referente mundial, reconocida con varios premios por su nuevo modelo de urbanismo sostenible.
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¿Qué recursos encontrarás en esta unidad didáctica?: Documento para el Alumno Documento para el Profesor Materiales para el estudio de los contenidos de neumática e hidráulica que marca el Currículo de Aragón
Selección de materiales educativos en línea Actividades de autoevaluación Actividades de invesigación
Videos ilustrativos del proyecto de la Ecociudad Valdespartera
Proyectos donde se utiliza la neumática y la hidráulica al servicio al servicio de la sostenibilidad y de la comodidad de los barrios
Trabajo cooperativo en linea con tus compañeros y con otros Institutos Trabajo cooperativo entre profesores: eules.unizar.es Redes sociales: facebook, twitter, canal Youtube, Picasa
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DIifusión de experiencias reales: www.valdespartera.es www.cusvaldespartera.es
Web del proyecto http://auladelaciencia.es Twitter: @ciencia2aula
English activities
Tecnología y sociedad Canal de noticias relacionadas con el tema
Proyectos con simuladores Canal YouTube
Animaciones ilustrativas sobre los contenidos Webquest de neumática e hidráulica
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Índice 7
EL PROYECTO “De la Ciencia al Aula” 1. INTRODUCCIÓN
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2. NEUMÁTICA. PRINCIPIOS FÍSICOS.
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2.1. Actuadores. Cilindros y motores neumáticos.
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2.2. Válvulas. Simbología.
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2.3. Grupo compresor. Conducciones.
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2.4. Technology and society
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3. HIDRÁULICA. INTRODUCCIÓN.
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3.1. Principios físicos y propiedades de los líquidos
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3.2. Elementos de los circuitos hidráulicos. Bombas y elementos de mantenimiento.
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3.3. Válvulas
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3.4. Actuadores. Cilindros y motores hidráulicos.
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3.5. Simulator activity
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3.6. Tecnología y sociedad
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4. EVALUACIÓN
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EL PROYECTO “De la Ciencia al Aula” “De la ciencia al aula” es un proyecto de fomento de vocaciones científicas y de la cultura de innovación dirigido especialmente a los jóvenes estudiantes de Enseñanza Secundaria Obligatoria (ESO). En él se desarrolla un proyecto docente, y los recursos educativos necesarios, con el que abordar los contenidos de la materia de Tecnologías de 4º de la ESO basándose en resultados obtenidos a través de proyectos de investigación desarrollados recientemente por diferentes organismos, grupos de investigación o empresas cercanas a vosotros. El proyecto pretende, también, que conozcáis la estructura de investigación, innovación y desarrollo a través de estos proyectos que han sido desarrollados por investigadores cercanos a vosotros. Mediante este proyecto se pone a disposición tanto de alumnos como de profesores materiales, recursos, guías docentes, etc., con los que impartir y estudiar los bloques de contenidos que marca el currículo de Aragón para la materia de tecnologías en 4º de la ESO: •
Bloque 1. Instalaciones en viviendas
•
Bloque 2. Electrónica
•
Bloque 3. Tecnologías de la información y de la comunicación
•
Bloque 4. Control y robótica
•
Bloque 5. Neumática e hidráulica
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Bloque 6. Tecnología y sociedad
Los recursos generados en el proyecto son abiertos y de libre acceso desde internet y constan de video-‐entrevistas con los investigadores del proyecto, simulaciones, materiales de aula y de estudio, material para el profesor, recursos educativos digitales, etc.
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1. INTRODUCCIÓN
Imagen de Envac: www.envac.es
Multitud de objetos tecnológicos utilizan energías como la eléctrica o la térmica para realizar diferentes acciones. La hidráulica y la neumática usan fluidos como el aceite, el agua o el gas para mover elementos de pequeño o gran tamaño. Es el caso, entre otras, de las máquinas excavadoras, las puertas de apertura automática de autobuses o trenes, instalaciones de agua potable, aire acondicionado, etc. El aire a presión como forma de energía ha sido utilizado por el hombre desde tiempos muy antiguos. Su uso se remonta al neolítico. No obstante, es en la segunda mitad del siglo XX, debido a las necesidades creadas por la automatización de los procesos industriales, cuando esta forma de energía comienza a utilizarse a gran escala. En hidráulica el fluido que ha utilizado tradicionalmente ha sido el agua, sin embargo en la actualidad, y en muchas de sus aplicaciones industriales, se emplea el aceite porque produce una menor corrosión en los elementos de la instalación y, al mismo tiempo, sirve como refrigerante.
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Hoy en día, en muchas ciudades de todo el mundo se implantan sistemas de recogida neumática de basuras, que transportan los residuos a través de un sistema subterráneo de tuberías de larga distancia, hasta una central donde son compactados en contenedores cerrados. El sistema completo funciona mediante sistemas neumáticos e hidráulicos que han sido diseñados para conseguir una eficiencia y un ahorro energético máximos. Con esto se consigue reducir la emisión de los gases de efecto invernadero y mejorar el sistema medioambiental del entorno gracias a una recogida de residuos más ecológica. ¿Sabías que en Zaragoza existe un barrio que utiliza este sistema ecológico de recogida de basuras? Proyecto Ecociudad Valdespartera Ecociudad Valdespartera se ha convertido en un referente mundial, reconocida con varios premios por su nuevo modelo de urbanismo sostenible. El barrio de Valdespartera, está ubicado en la periferia de la ciudad de Zaragoza. Entre las muchas medidas sostenibles que en su diseño se han contemplado, como la orientación sur de sus fachadas que incorporan galerías acristaladas que actúan como invernaderos, se encuentra un sistema neumático de recogida de basuras que recoge los residuos generados por 16.500 viviendas a través de 10 km de tuberías, lo que equivale a un mínimo de 10 toneladas diarias de basura. (Ver video del Anexo I en español). Todo este sistema de tuberías, por el que se transportan las basuras, converge en una central de tratamiento de residuos, que contiene un puente grúa que mueve los contenedores y los carga en camiones para su posterior tratamiento. Este conjunto de sistemas incorpora muchos elementos hidráulicos que se basan en principios físicos conocidos para trasladar grandes pesos con la menor energía.
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El proyecto que se describe en esta unidad denominado “Sistema neumático de recogida de basuras”, incorpora los elementos necesarios para desarrollar y comprender los conceptos esenciales de neumática e hidráulica para los alumnos que cursan la materia de Tecnología en cuarto curso de la ESO. Se describen las leyes físicas en los que se basan y, de forma paralela, se ejemplifica cada una de ellas en el mencionado proyecto de recogida neumática e hidráulica de basuras. A lo largo de la unidad se desarrollan actividades que contienen vídeos, actividades de investigación y diversas actividades que sirven como guía de aprendizaje y de refuerzo en algunos de los apartados. Cada uno de los bloques de la unidad contiene una actividad desarrollada en su totalidad en inglés, para que el alumno mejore su capacidad de lectura, de redacción y comprensión de textos reales en otra lengua. Estas actividades están directamente relacionadas con el mundo real de la industria, en el que todos los documentos con los que se trabaja están redactados en inglés. Esquema de la unidad Esta Unidad Didáctica se ha dividido en los bloques de hidráulica y neumática, que incluyen los contenidos mínimos establecidos en el Currículo de la Comunidad Autónoma de Aragón y amplía los conocimientos en muchos de sus apartados para incrementar la información utilizando ejercicios, enlaces a animaciones y recursos digitales online que se pueden utilizar en el aula de informática. En cada uno de los bloques se trabajan los siguientes contenidos: Neumática: principios físicos de la neumática, actuadores, cilindros, válvulas, conducciones, grupo compresor, diseño de circuitos neumáticos y aplicaciones industriales. Hidráulica: propiedades de los fluidos, principios físicos de la hidráulica, elementos de los circuitos hidráulicos, mantenimiento y bombas, válvulas, cilindros, motores y diseño de circuitos.
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Después de realizar la introducción de la unidad, estudiando ejemplos de Neumática e Hidráulica, cada uno de los apartados de contenidos sigue el mismo esquema: •
En primer lugar tienes que estudiar los conceptos básicos necesarios para trabajar cada apartado.
•
Al final de algunos apartados, se propone una actividad de investigación y una puesta en común con el resto de la clase sobre los resultados de dicha investigación. Y, en todos ellos, existe un recurso denominado “@ para saber más @” en el que se ha seleccionado interesante información “online”, que te permitirá resolver las actividades propuestas y ampliar conocimientos.
•
Una vez comprendidos los conceptos básicos, cada apartado consta de una actividad relacionada con la neumática, donde se explica una parte aplicada a la industria como el proyecto de Valdespartera, que conecta directamente con los contenidos vistos, así como ejemplos prácticos relacionados con cada uno de los apartados de la Unidad Didáctica.
•
Cada bloque Neumática e Hidráulica contiene una actividad de simulación de circuitos que permite al alumno utilizar los conceptos que ha aprendido anteriormente.
•
Para concluir algunos apartados, se propone una actividad de investigación y una puesta en común sobre los resultados de dicha investigación.
•
También se propone una actividad en inglés para que practiques la lectura y comprensión de textos redactados en esta lengua, ya que muchos de los documentos técnicos con los que se trabaja actualmente están en inglés.
@ Para saber más @ Al final de cada bloque, existe un apartado denominado “@ para saber más @” en el que se han seleccionado interesantes recursos “online” que te permitirán resolver las actividades propuestas y ampliar conocimientos.
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Aquí mismo puedes comenzar a utilizarlo @ para saber más @ [1] sobre el proyecto de recogida de basuras en Valdespartera, qué es y cómo funcionan los sistemas neumáticos en él. @ Para saber más @: 1.
Recogida neumática de basuras. ECOCIUDAD.ES, YOUTUBE: http://www.youtube.com/watch?v=b-‐eKWXZ6d7s
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2. NEUMÁTICA. PRINCIPIOS FÍSICOS. Gracias al conocimiento y desarrollo de las leyes físicas sobre fluidos, se han creado multitud de elementos que forman los sistemas neumáticos. En este primer bloque de la unidad se estudian las principales leyes en las que se basa su comportamiento, que después utilizaremos para construir sistemas automáticos como el de recogida de basuras de Valdespartera.
Imagen de CUS: www.cusvaldespartera.com
ACTIVIDAD 1.
Para comprender cómo funcionan los principales actuadores de los circuitos neumáticos e hidráulicos, debes conocer las leyes que regulan el comportamiento físico de los fluidos. Para ello, estudia los contenidos mínimos de los Anexos II y IV.
Los principales conceptos que debes conocer son: •
Presión, caudal, potencia, unidades, ley de los gases ideales, ley de Boyle y Mariotte, principio de Pascal.
En esta actividad, para ampliar tus conocimientos, se proponen varios contenidos web que puedes consultar el apartado @para saber más@ [2, 3, 4, 5, 6].
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ACTIVIDAD 2.
Evaluación de conceptos básicos y refuerzo (Anexos III y V).
ACTIVIDAD 3.
Actividad de investigación. ¿Sabes en qué consiste el proyecto Reinaissance?, realiza la actividad del Anexo VI acerca de este poryecto y si quieres ampliar tus conocimientos sobre el tema, activa los recursos de @ para saber más @ [7].
@ Para saber más @: 2.
Principio de Pascal: RECURSOS TIC: http://recursostic.educacion.es/eda/web/eda2010/newton/materiales/rodriguez_jesus_ practica_32/estatica%20fluidos/principio_de_pascal_aplicaciones.html
3.
Ley de los gases: IES AL-‐ÁNDALUS: http://www.iesalandalus.com/joomla3/images/stories/FisicayQuimica/flash/fq3eso/mo v_gas_tcm.swf
4.
Ley de Boyle y Mariotte: AVERROES: http://www.juntadeandalucia.es/averroes/recursos_informaticos/andared02/leyes_gas es/ley_boyle.html
5.
Leyes del aire comprimido: PARKER HANNIFIN: http://www.parkertransair.com/jahia/Jahia/filiale/spain/lang/es/home/TechnicalCenter /LawsOfCompressedAir
6.
Unidades de presión: RECURSOS TIC: http://recursostic.educacion.es/newton/web/materiales_didacticos/presion/unidades.htm
7.
Proyecto Reinaissance: UNIZAR: http://renaissance.unizar.es/index.php/sobre-‐renaissance
2.1. Actuadores. Cilindros y motores neumáticos. El sistema neumático de recogida de basuras contiene buzones de recogida situados en el interior de las manzanas de los edificios para ser transportada por el subsuelo. Todo el proceso está
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automatizado y dirigido desde un ordenador central que realizará la recogida selectiva varias veces al día en todos los buzones de vertido. La apertura de los conductos se realiza mediante actuadores que abren o cierran las compuertas que conectan con la red de tuberías. En este apartado de la unidad, conocerás cuáles son los actuadores más importantes utilizados en neumática.
Imagen de Envac: www.envac.es
ACTIVIDAD 4.
Estudiar contenidos mínimos sobre cilindros (Anexo VII).
Los principales conceptos que debes conocer son: •
Elementos básicos de un circuito neumático, actuadores, cilindros, efecto simple, doble efecto, tipos de motores.
ACTIVIDAD 5.
Actividad de evaluación y refuerzo de conceptos básicos. Para comprender mejor los contenidos vistos hasta ahora, se proponen unos ejercicios relacionados con los cilindros, sus avances y carreras así como el consumo de aire (Anexo VIII).
Para ampliar tus conocimientos sobre este tema puedes consultar el recurso @ para saber más @.
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@ Para saber más @
8.
Funcionamiento del cilindro doble efecto. NEUMATICAR: http://www.neumaticar.com/web/img_xtras/didactica/didactica_11.htm/
2.2. Válvulas. Simbología. Al eliminar los contenedores tradicionales del viario público desaparecen los puntos de recogidas de basura, que suelen ser núcleos de suciedad y malos olores. Así, la mejora medioambiental y estética del sector es sustancial. Todo esto aumenta la calidad de vida del usuario, permitiendo que éste pueda deshacerse de la basura eficaz y cómodamente al tener los puntos de vertido en las zonas privativas. Se elimina la necesidad de que un camión recolector tenga que circular por el sector todos los días, ya que la basura es ahora transportada por el subsuelo. Cuando los usuarios depositan la basura caen por una bajante que comunica el buzón con una válvula. Esta válvula está cerrada y se abre en intervalos regulares o cuando detecta, mediante un sistema de pesaje, que hay acumulada mucha basura.
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Imagen de Envac: www.envac.es
ACTIVIDAD 6.
Estudiar contenidos mínimos de válvulas neumáticas (Anexo IX).
Los conceptos principales que debes conocer son: •
Válvulas, válvulas distribuidoras, simbología de válvulas, simbología de actuadores, modos de mando, conexiones, válvula de bloqueo, válvula antirretorno, válvula selectora, válvula de simultaneidad, válvulas reguladoras de flujo, válvula unidireccional, válvula unidireccional, aplicación de válvulas y cilindros.
En esta actividad, para ampliar los conocimientos sobre válvulas neumáticas, se proponen varios contenidos web que puedes consultar en @ para saber más @ [9, 10]: ACTIVIDAD 7.
Evaluación de conceptos básicos y refuerzo (Anexo X).
ACTIVIDAD 8.
Actividad de investigación (Anexo XI). Las redes de distribución del aire comprimido han mejorado mucho en los últimos años. Para conocer un poco mejor su utilidad y su desarrollo, vamos a realizar una actividad de investigación sobre la evolución de la neumática a lo largo de la historia. Para realizar esta actividad busca información en el apartado @ Para saber más @ [11].
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@ Para saber más @: 9.
Regulación válvula 2/2. NEUMATICAR: http://www.neumaticar.com/web/img_xtras/didactica/didactica_3.htm
10. Regulación del flujo. NEUMATICAR: http://www.neumaticar.com/web/img_xtras/didactica/didactica_17.htm 11. Evolución histórica del aire comprimido. PARKER TRANSAIR: http://www.parkertransair.com/jahia/Jahia/filiale/spain/lang/es/home/TechnicalCenter/Com pressedAirPipeSystem
2.3. Grupo compresor. Conducciones. Como ya se ha visto anteriormente, el sistema de recogida de basuras del barrio de Valdespartera está totalmente automatizado, ofreciendo un servicio los 365 días del año, permitiendo así reducir olores y contaminación acústica. El grupo compresor forma una parte muy importante del sistema ya que proporciona la energía necesaria transportar los desperdicios a la central de recogida o punto limpio. Así mismo, son importantes las tuberías que hacen posible la conducción de los residuos hasta la planta de almacenaje.
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Imagen Ecociudad: www.valdespartera.es
ACTIVIDAD 9.
Estudiar los contenidos mínimos del grupo compresor y de las conducciones neumáticas (Anexo XII). Puedes ampliar la información en el apartado @ para saber más @ [12]
Los conceptos principales incluye el Anexo XII son: •
Compresores, motocompresor y sus características, simbología del grupo compresor, compresor rotativo, compresor alternativo, motor, depósito, filtro, secador o deshumidificador, conducciones, simbología y circuitos neumáticos.
ACTIVIDAD 10.
Actividad de refuerzo y evaluación de conceptos básicos (Anexo XIII).
ACTIVIDAD 11.
Ejercicio de simulación de circuitos. Configura y prueba el circuito neumático que te proponemos en el simulador (Anexo XIV). Si quieres ampliar los conocimientos puedes acudir al recurso @ para saber más @ [13].
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2.4. Technology and society The pneumatic has changed much in recent years to adjust itself to the working world. This is the case of mailing pneumatic systems that many companies use day-‐to-‐day. These systems communicate departments within seconds transferring critical information flowing through conduits similar to garbage collections. Do you know how do they work? ACTIVIDAD 12.
Read and discussion of “pneumatic tube systems” following the activity in the Annex XV. You can find out more information in @ to learn more @ [14,15].
In this English section, you can also see the video of the Annex I in English. @ To learn more @: 12. Filtro de aire. NEUMATICAR : http://www.neumaticar.com/web/img_xtras/didactica/didactica_14.htm 13. Simulador neumático. PORTAL ESO: http://www.portaleso.com/portaleso/trabajos/tecnologia/neuma.ehidra/simulador/simulado r.html 14. Pneumatic tube systems. SUMETZBERGER: http://www.sumetzberger.at/en/home/ 15. Hospital pneumatic system. YOUTUBE: http://www.youtube.com/watch?v=94E5pU47xvM http://youtu.be/EuIwJ1iXXFE
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3. HIDRÁULICA. INTRODUCCIÓN. La hidráulica es la parte de la mecánica que estudia el equilibrio y el movimiento de los fluidos o también la ciencia que estudia la transmisión y el control de potencias a través de un fluido incompresible. El sistema de recogida de basuras de Valdespartera también utiliza circuitos hidráulicos para mover basuras que, por su volumen o peso, no es conveniente recoger con el sistema neumático que hemos visto. Para ello, se utilizan máquinas similares a las excavadoras que mueven grandes volúmenes de madera u otros residuos y también circuitos hidráulicos instalados en camiones de basura que ayudan a comprimirla y a transportarla hasta un punto limpio.
Imagen de Ecociudad: www.valdespartera.es
En esta parte de la unidad conocerás las principales diferencias entre la neumática y la hidráulica, cuales son los principios físicos en los que se basan los sistemas oleohidráulicos, las unidades de las magnitudes físicas con las que se trabaja, los elementos que componen los circuitos y, también, a interpretar y diseñar algunos de estos circuitos oleohidráulicos. Los principales conceptos que debes conocer son: •
Sistemas hidráulicos, automatismos hidráulicos, aire, aceite mineral, oleohidráulica, ventajas y desventajas del uso.
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ACTIVIDAD 13.
Estudia los contenidos del documento de introducción a la oleohidráulica (Anexo XVI). En esta actividad se pretende que reconozcas las ventajas e inconvenientes de la oleohidráulica frente a otras formas de energía.
Para ampliar la información contenida en el Anexo XVI puedes utilizar el recurso @ para saber más @ [16]. 3.1. Principios físicos y propiedades de los líquidos La hidráulica trata los principios físicos que describen el comportamiento de los líquidos y su aprovechamiento para las instalaciones. En el proyecto de la Ecociudad de Valdespartera, el sistema de compuertas que utilizan los vehículos de transporte está accionado por sistemas oleohidráulicos, que como su nombre indica, utiliza el aceite como fluido transmisor de la fuerza.
Imagen de Envac: www.envac.es
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Cuando el fluido que utilizamos no es el aire sino un líquido, que no se puede comprimir, como el agua o el aceite se siguen cumpliendo la mayoría de los principios que hemos estudiado en el apartado de los gases. En este apartado se describen los principios físicos y las propiedades que tienen los fluidos utilizados en hidráulica. ACTIVIDAD 14.
Estudiar los contenidos mínimos sobre líquidos (Anexo XVII).
Los conceptos principales que, ahora, debes conocer son: •
Principio de Pascal, prensa hidráulica, Ley de continuidad, flujos, densidad, potencia hidráulica, pérdida de carga y viscosidad.
Para ampliar la información, puedes utilizar los recursos de @ para saber más @ [17, 18, 19, 20]. ACTIVIDAD 15.
Realiza la actividades de evaluación y refuerzo de conceptos básicos del Anexo XVIII.
ACTIVIDAD 16.
Actividad de investigación (Anexo XIX): los líquidos son indispensables en los sistemas hidráulicos. ¿Conoces cuáles son los tipos de líquidos que se utilizan actualmente en la industria hidráulica?. Para realizar esta actividad, busca información en el recurso @ para saber más @ [21].
@ Para saber más @: 16. Introducción a la hidráulica. RECURSOS TIC: http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/4esotecnologia/quincena9/index_4quincena9.htm 17. Presión hidrostática en líquidos. AYTOLACORUNA: http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/applets/Fendt/physesp/prhidrost.htm 18. Laboratorio virtual, prensa hidráulica. EDUCAREX: http://conteni2.educarex.es/mats/14363/contenido/ 19. Energía hidráulica. EROSKI: http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2004/08/09/140155.php
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20. Tabla de viscosidad de fluidos. HIDRÁULICA PRÁCTICA: http://hidraulicapractica.com/es/educacion/tabla-‐de-‐viscosidad-‐de-‐fluidos-‐hidraulicos 21. Tipos de fluidos aplicados en hidráulica. HIDRÁULICA PRÁCTICA: http://hidraulicapractica.com/es/educacion/tipos-‐de-‐fluidos-‐aplicados-‐comunmente-‐en-‐sistemas-‐ hidraulicos
3.2. Elementos de los circuitos hidráulicos. Bombas y elementos de mantenimiento. Los circuitos hidráulicos son dispositivos formados por una gran cantidad de elementos a través de los cuales puede circular un líquido. Cada uno de ellos desempeña una función importante que permite por ejemplo, mover grandes pesos o conseguir velocidades elevadas.
Imagen obtenida de CUS: www.cusvaldespartera.es
La oleohidráulica trabaja con aceite y uno de los elementos esenciales son las bombas que se encargan de elevar la presión e impulsarlo al circuito.
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ACTIVIDAD 17.
Estudiar los contenidos mínimos sobre bombas y elementos de mantenimiento en el Anexo XX.
Los conceptos principales que debes conocer son: •
Elementos de mantenimiento, filtro, manómetro, depósito, bombas, presión nominal, caudal, potencia, velocidad de rotación, rendimiento volumétrico, rendimiento total, tipos de bombas, de engranajes, de pistones, de tornillos, de paletas.
Para ampliar la información puedes utilizar los recursos @ para saber más @ [22, 23,24]. ACTIVIDAD 18.
Realiza la actividades de evaluación y refuerzo del Anexo XXI.
ACTIVIDAD 19.
Actividad de investigación (Anexo XXII): la cavitación es un fenómeno muy importante en la mecánica de los fluidos y de particular influencia en el funcionamiento de toda máquina hidráulica. ¿Sabes qué es la cavitación?. Realiza una investigación para saber en qué consiste. Puedes consultar el recurso @ para saber más @ [25].
@ Para saber más @: 22. Funcionamiento de un filtro. DIQUIMA UPM: http://www.diquima.upm.es/Investigacion/proyectos/chevic/catalogo/FILTROS/Func4.htm 23. Funcionamiento de la bomba de paletas. HIDRÁULICA PRÁCTICA: hidraulicapractica.com/es/eq-movil/como-funciona-la-bomba-hidraulica-de-paletas 24. Funcionamiento de la bomba de pistones. HIDRÁULICA PRÁCTICA: http://hidraulicapractica.com/es/eq-movil/como-funciona-una-bomba-de-pistones-hidraulica 25. Cavitación en bombas hidráulicas. HIDRÁULICA PRÁCTICA: http://hidraulicapractica.com/es/educacional/cavitacion-‐en-‐bombas-‐hidraulicas
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3.3. Válvulas Las basuras depositadas por los usuarios en los buzones de recogida van a parar al punto limpio donde se almacenan. Es ahí donde empieza el proceso de reciclaje y separación mediante puertas, buzones y válvulas de almacenamiento. El sistema de control activa una válvula diversora para dirigir los residuos según la fracción al contenedor correspondiente. En el siguiente apartado estudiarás las válvulas hidráulicas y conocerás sus características así como el funcionamiento de las mismas.
Imagen de Envac: www.envac.es
ACTIVIDAD 20.
Estudia los contenidos mínimos de válvulas hidráulicas en el Anexo XXIII.
Los conceptos principales que debes conocer son: •
Válvulas hidráulicas: función, clasificación, tipos de accionamientos y simbología.
Para ampliar información puedes utilizar el recurso @ para saber más @ [26,27]. ACTIVIDAD 21.
Actividades de evaluación y refuerzo de conceptos básicos (Anexo XXIV).
ACTIVIDAD 22.
Actividad de investigación (Anexo XXV). El mundo de la ingeniería utiliza la maquinaria hidráulica para realizar grandes construcciones. ¿Sabes cuáles son las máquinas de construcción más grandes del mundo?. Para ampliar información consulta el apartado @ para saber más @ [28].
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Imagen obtenida de CUS: www.cusvaldespartera.es
@ Para saber más @: 26.
Válvulas hidráulicas. CATEDU: http://e-‐ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/4750/4918/html/5_vlvulas_hidrulicas.html 27. Válvula limitadora con limitación interna. HIDRÁULICA NICHE: http://sitioniche.nichese.com/limitadora-hidra3.html 28. Las maquinarias más grandes del mundo. INTEROXIO: http://www.interoxio.com/2012/12/las-‐maquinas-‐de-‐construccion-‐mas-‐grandes-‐del-‐ mundo.html
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3.4.
Actuadores. Cilindros y motores hidráulicos.
Los actuadores en los circuitos hidráulicos se pueden clasificar en lineales y rotativos. Los lineales más utilizados son los cilindros, que son elementos que se emplean cuando se requiere un movimiento rectilíneo alternativo. Aquí estudiarás la clasificación y el comportamiento que tienen dentro de los sistemas. Además, estudiaremos otros elementos de actuación que transforman la energía hidráulica en energía mecánica de rotación, conocidos como motores.
Imagen de CUS: www.cusvaldespartera.es
ACTIVIDAD 23.
Estudia los contenidos de actuadores hidráulicos: cilindros y motores en el Anexo XXVI.
Los conceptos principales que debes conocer son: •
Actuadores, cilindros, simbología, representación, capacidad de trabajo, cilindros de simple efecto y doble efecto, aplicaciones, motores, tipos de motores y características, simbología, velocidad de giro, par motor, presión y desplazamiento, potencia hidráulica y potencia mecánica.
Para ampliar la información puedes utilizar el recurso @ para saber más @ [29, 30, 31,32].
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ACTIVIDAD 24.
Realiza la actividades de evaluación y refuerzo del Anexo XXVII.
ACTIVIDAD 25.
Realiza la actividad de investigación del Anexo XVIII: recogida neumática de basuras en España. Para realizar esta actividad busca información en el apartado @ para saber más @ [33,34].
@ Para saber más @: 29. Construcción de un cilindro hidráulico. HIDRÁULICA PRÁCTICA: http://hidraulicapractica.com/es/educacional/como-‐se-‐construye-‐y-‐funciona-‐un-‐ cilindro-‐hidraulico 30. Cilindro doble efecto. APETEGA http://www.apetega.org/imaxes/doblef.gif 31. Funcionamiento de motor hidráulico de engranajes. HIDRÁULICA PRÁCTICA:
http://hidraulicapractica.com/es/educacional/como-‐funciona-‐un-‐motor-‐hidraulico-‐de-‐ engranajes 32. Simbología Neumática e Hidráulica. REEA: http://olmo.pntic.mec.es/~jmarti50/neumatica/neumatica.html 33. Recogida neumática de residuos. EROSKI: http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/urbano/2003/04/22/140056.php 34. El sistema neumático se extiende por España. EROSKI: http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/urbano/2007/02/18/160006.php
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3.5. Simulator activity The simulation world allows us to improve our knowledge about circuits; we can test different experiences without problem. We don’t need to buy any component or develop any abnormal action. With this hydraulic and pneumatic simulator, we can see in the first person how the hydraulic works in the real industry. In this English section, you can also see the video of the Annex XXXI in English. ACTIVIDAD 26.
Simulation activity (Annex XXIX).
@To learn more @ 35.
Simulador hidráulico y neumático. MINISTERIO DE EDUCACIÓN: http://ares.cnice.mec.es/electrotecnia/a/generales/simulador_neumatica/simulador_neu matica.htm
36.
Simulador Fluid SIM 4. Hidraulica. FESTO: http://www.festo-‐didactic.com/mx-‐es/learning-‐systems/software-‐e-‐ learning/fluidsim/fluidsim-‐4-‐hidraulica,version-‐para-‐ estudiantes.htm?fbid=bXguZXMuNTY0LjE0LjE4LjU5MS40ODE0
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3.6. Tecnología y sociedad Los aceites residuales generados en la industria, representan más del 60% de los aceites lubricantes consumidos. Esto hace que los aceites usados sean uno de los residuos contaminantes más abundantes que se generan actualmente, pudiendo alcanzar la cifra de 24 millones de Tm/año. En esta actividad de lectura y debate, hablamos sobre qué ocurre con este tipo de aceites, la contaminación que producen y qué es lo que se puede hacer con él.
http://medioambientales.com
ACTIVIDAD 27.
Lectura y debate de “Aceite usado industrial” (Anexo XXX). Para realizar esta actividad puedes ampliar información en @ para saber más @ [37, 38].
@ Para saber más @: 37. Reciclaje de aceites usados. EROSKI CONSUMER: http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/urbano/2010/06/24/193915.php http://www.consumer.es/web/es/medio_ambiente/energia_y_ciencia/2010/04/18/192431.php 38. La selección, recogida y traslado de los residuos. CATEDU: http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//2500/2643/ html/31_la_seleccin_recogida_y_traslado_de_los_residuos.html
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4. EVALUACIÓN En esta unidad didáctica se detalla el proyecto de recogida de basuras de la ciudad de Zaragoza, concretamente la del barrio de Valdespartera. Se exponen los principales sistemas hidráulicos y neumáticos para mejorar la comprensión de sus componentes así como de los circuitos utilizados. La utilización de los recursos digitales así como emuladores de circuitos en el ordenador, te facilitará la compresión de conceptos y la asimilación de ideas complejas. En la unidad existen diferentes procedimientos e instrumentos con los que puedes ir comprobando la comprensión y adquisición de los contenidos. En ella realizarás: •
Una prueba escrita para recabar los conocimientos previos que tienes sobre el tema.
•
Un examen escrito sobre los contenidos formulados para el bloque de neumática e hidráulica. Se hará al final de la unidad didáctica.
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El control diario para saber si has realizado correctamente todos los ejercicios propuestos en las actividades programadas.
•
Un test de conocimientos para evaluar el grado de comprensión del proyecto desarrollado a lo largo de la unidad.
Se calificará, también, la presentación y la limpieza a la hora de diseñar circuitos tanto en el ordenador como en papel escrito.
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Neumática e hidráulica al servicio de la sostenibilidad en la Ecociudad Valdespartera Fin de la guía didáctica para el alumno Accede a todos los contenidos digitales en la web del proyecto ‘de la ciencia al aula’:
DIifusión de experiencias reales: www.valdespartera.es www.cusvaldespartera.es
Web del proyecto http://auladelaciencia.es http://delacienciaalaula.blogspot.com.es
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