Trabajo de Ed. Tecnológica

1. Educación
Tecnológica
3A
INNOVACIÓN TÉCNICA Y
DESARROLLO
SUSTENTABLE

3. Temas
1. Tipos de Energía y sus aplicación para el desarrollo de nuevas tecnologías como
la robótica y la cibernética.
2. Materiales utilizados en la informática (fibra óptica, semi-conductores súper
conductores, nuevas cerámicas y plásticos, vidrios especiales y aleaciones
ligeras.
3. Súper computadoras.
4. Inteligencia artificial.
5. Uso de redes neuronales y su articulación con los procesos técnicos de la
informática para discutir sus posibles desarrollos.
6. Historia de los robots, su estructura, aplicaciones y tipos.
7. Ubicar el papel de la información en el proceso de diseño.

4.  La energía eléctrica es la energía resultante de una
diferencia de potencial entre dos puntos y que permite
entablar una corriente eléctrica entre los dos, para obtener
algún tipo de trabajo, también puede transformarse en otros
tipos de energía entre las que se encuentran energía
luminosa o luz, la energía mecánica y la energía térmica.
TIPOS DE ENERGÍA

5.  Es la fracción que se percibe de la
energía que trasporta la luz y que se
puede manifestar sobre la materia de
diferentes maneras tales como
arrancar los electrones de los metales,
comportarse como una onda o como si
fuera materia, aunque la mas normal
es que se desplace como una onda e
interactúe con la materia de forma
material o física, también añadimos
que esta no debe confundirse con la
energía radiante.
ENERGÍA LUMÍNICA

6.  La energía mecánica se debe a la
posición y movimiento de un cuerpo y
es la suma de la energía potencial,
cinética y energía elástica de un
cuerpo en movimiento. Refleja la
capacidad que tienen los cuerpos con
masa de hacer un trabajo. Algunos
ejemplos de energía mecánica los
podríamos encontrar en la energía
hidráulica, eólica y mareomotriz.
ENERGÍA MECÁNICA

7.  Es la fuerza que se libera en forma de calor, puede obtenerse
mediante la naturaleza y también del sol mediante una
reacción exotérmica como podría ser la combustión de los
combustibles, reacciones nucleares de fusión o fisión.
ENERGÍA TÉRMICA
La obtención de
esta energía térmica también implica un
impacto ambiental debido a que en
la combustión se libera dióxido de
carbono (comúnmente llamado CO2 ) y
emisiones contaminantes de
distinta índole, por ejemplo
la tecnología actual en energía nuclear da
residuos radiactivos que deben ser
controlados.

8.  Este tipo de energía se obtiene a través del viento, gracias a la energía
cinética generada por el efecto corrientes de aire.
 Actualmente esta energía es utilizada principalmente para producir
electricidad o energía eléctrica a través de aerogeneradores, según
estadísticas a finales de 2011 la capacidad mundial de los
generadores eólicos supuso 238 giga vatios, en este mismo año este
tipo de energía genero alrededor del 3% de consumo eléctrico en el
mundo y en España el 16%. A energía eólica se caracteriza por se una
energía abundante, renovable y limpia, también ayuda a disminuir las
emisiones de gases contaminantes y de efecto invernadero
ENERGÍA EÓLICA

9.  Nuestro planeta recibe
aproximadamente 170 petavatios de
radiación solar entrante (insolación)
desde la capa más alta de la atmósfera y
solo un aproximado 30% es reflejada de
vuelta al espacio el resto de ella suele
ser absorbida por los océanos, masas
terrestres y nubes.
 El espectro electromagnético de la luz
solar en la superficie terrestre está
ocupado principalmente por luz visible y
rangos de infrarrojos con una pequeña
parte de radiación ultravioleta. La
radiación que es absorbida por las
nubes, océanos, aire y masas de tierra
incrementan la temperatura de estas.
ENERGÍA SOLAR

10.  Esta energía es la liberada del resultado de una reacción
nuclear, se puede obtener mediante dos tipos de procesos, el
primero es por Fusión Nuclear (unión de núcleos atómicos
muy livianos) y el segundo es por Fisión Nuclear (división de
núcleos atómicos pesados).
 En las reacciones nucleares se suele liberar una grandísima
cantidad de energía debido en parte a la masa de partículas
involucradas en este proceso, se transforma directamente en
energía. Lo anterior se suele explicar basándose en la
relación Masa-Energía producto de la genialidad del gran
físico Albert Einstein.
ENERGÍA NUCLEAR

11.  La energía cinética es la energía que posee un objeto debido
a su movimiento, esta energía depende de la velocidad y
masa del objeto según la ecuación E = 1mv2, donde m es la
masa del objeto y v2 la velocidad del mismo elevada al
cuadrado. La energía asociada a un objeto situado a
determinada altura sobre una superficie se denomina energía
potencial. Si se deja caer el objeto, la energía potencial se
convierte en energía cinética.
ENERGÍA CINÉTICA

12.  En un sistema físico, la energía
potencial es energía que mide la
capacidad que tiene dicho sistema
para realizar un trabajo en función
exclusivamente de su posición o
configuración. Puede pensarse como
la energía almacenada en el sistema,
o como una medida del trabajo que un
sistema puede entregar. La energía
potencial puede presentarse como
energía potencial gravitatoria, energía
potencial electrostática, y energía
potencial elástica.
ENERGÍA POTENCIAL

13.  Esta energía es la retenida en alimentos y combustibles, Se
produce debido a la transformación de sustancias químicas
que contienen los alimentos o elementos, posibilita mover
objetos o generar otro tipo de energía.
ENERGÍA QUÍMICA

14.  La energía hidráulica o energía
hídrica es aquella que se extrae del
aprovechamiento de las energías
(cinética y potencial) de la
corriente de los ríos, saltos de agua
y mareas, en algunos casos es un
tipo de energía considerada
“limpia” por que su impacto
ambiental suele ser casi nulo y usa
la fuerza hídrica sin represarla en
otros es solo considerada renovable
si no sigue esas premisas dichas
anteriormente.
ENERGÍA HIDRÁULICA

15.  Este tipo de energía se caracteriza por producirse debido a la
vibración o movimiento de un objeto que hace vibrar también
el aire que lo rodea, esas vibraciones se transforman en
impulsos eléctricos que nuestro cerebro interpreta en sonidos.
ENERGÍA SONORA

16.  Esta energía es la que tienen las
ondas electromagnéticas tales como
la luz visible, los rayos ultravioletas
(UV), los rayos infrarrojos (IR), las
ondas de radio, etc.
 Su propiedad fundamental es que se
propaga en el vació sin necesidad de
ningún soporte material, se trasmite
por unidades llamadas fotones estas
unidades actúan a su vez también
como partículas, el físico Albert
Einstein planteo todo esto en su teoría
del efecto fotoeléctrico gracias al cual
ganó el premio Nobel de física en
1921.
ENERGÍA RADIANTE

17.  La energía fotovoltaica y sus sistemas
posibilitan la transformación de luz
solar en energía eléctrica, en pocas
palabras es la conversión de una
partícula luminosa con energía (fotón)
en una energía electromotriz
(voltaica). La característica principal
de un sistema de energía fotovoltaica
es la célula fotoeléctrica, un
dispositivo construido de silicio
(extraído de la arena común).
ENERGÍA FOTOVOLTAICA

18.  Es un tipo de energía debido a la
reacción química del contenido
energético de los productos es, en
general, diferente del
correspondiente a los reactivos.
 En una reacción química el
contenido energético de los
productos Este defecto o exceso de
energía es el que se pone en juego
en la reacción. La energía
absorbida o desprendida puede ser
de diferentes formas, energía
lumínica, eléctrica, mecánica, etc…,
aunque la principal suele ser en
forma de energía calorífica.
ENERGÍA DE REACCIÓN

19.  La energía de ionización es la cantidad de energía que se
necesita para separar el electrón menos fuertemente unido
de un átomo neutro gaseoso en su estado fundamental.
ENERGÍA IÓNICA

20.  Esta corresponde a la energía que puede ser obtenida en base
al aprovechamiento del calor interior de la tierra, este calor
se debe a varios factores entre los mas importantes se
encuentran el gradiente geotérmico, el calor radio génico, etc.
Geotérmico viene del griego geo, “Tierra”, y thermos, “calor”;
literalmente “calor de la Tierra”.
ENERGÍA GEOTÉRMICA

21.  Es la resultante del aprovechamiento de las mareas, se debe a la
diferencia de altura media de los mares según la posición
relativa de la Tierra y la Luna y que como resultante da la
atracción gravitatoria de esta ultima y del sol sobre los océanos.
 De esta diferencias de altura se puede obtener energía
interponiendo partes móviles al movimiento natural de ascenso o
descenso de las aguas, junto con mecanismos de canalización y
depósito, para obtener movimiento en un eje.
ENERGÍA MAREOMOTRIZ

22.  La energía electromagnética se define como la cantidad de
energía almacenada en una parte del espacio a la que
podemos otorgar la presencia de un campo electromagnético
y que se expresa según la fuerza del campo eléctrico y
magnético del mismo. En un punto del espacio la densidad de
energía electromagnética depende de una suma de dos
términos proporcionales al cuadrado de las intensidades de
campo.
ENERGÍA ELECTROMAGNÉTICA

23. La energía es un
concepto utilizado
en el campo de las
ciencias naturales
en general; es una
propiedad que le
permite a cualquier
objeto físico realizar
algún trabajo.
Se define a los robots
como "un manipulador
multifuncional
reprogramable, capaz
de mover piezas,
herramientas o
dispositivos
especiales, según
trayectorias variables,
programadas para
realizar tareas
diversas".
La cibernética es una
disciplina íntimamente
vinculada con la teoría
general de sistemas, al
grado en que muchos la
consideran inseparable
de esta, y se ocupa del
estudio de: el mando, el
control, las regulaciones
y el gobierno de los
sistemas.
APLICACIÓN DE LA ENERGÍA PARA EL
DESARROLLO DE NUEVAS TECNOLOGÍAS

24.  La fibra óptica es un medio de transmisión,
empleado habitualmente en redes de datos,
consistente en un hilo muy fino de material
transparente, vidrio o materiales plásticos,
por el que se envían pulsos de luz que
representan los datos a transmitir. El haz de
luz queda completamente confinado y se
propaga por el interior de la fibra con un
ángulo de reflexión por encima del ángulo
límite de reflexión total, en función de la ley
de Snell. La fuente de luz puede ser láser o
un led.
MATERIALES UTILIZADOS EN LA
INFORMÁTICA
FIBRA ÓPTICA

25.  Semiconductor es un elemento que se comporta como un
conductor o como un aislante dependiendo de diversos
factores, como por ejemplo el campo eléctrico o magnético,
la presión, la radiación que le incide, o la temperatura del
ambiente en el que se encuentre. Los elementos químicos
semiconductores de la tabla periódica se indican en la tabla
adjunta.
SEMICONDUCTORES
El elemento semiconductor más usado es el
silicio, el segundo el germanio, aunque
idéntico comportamiento presentan las
combinaciones de elementos de los grupos 12
y 13 con los de los grupos 16 y 15
respectivamente.

26.  Se denomina superconductividad a la capacidad intrínseca
que poseen ciertos materiales para conducir corriente
eléctrica sin resistencia ni pérdida de energía en
determinadas condiciones. Fue descubierto por el físico
neerlandés Heike Kamerlingh Onnes el 8 de abril de 1911 en
Leiden.
SUPERCONDUCTORES
La resistividad eléctrica de un conductor metálico
disminuye gradualmente a medida que la temperatura se
reduce. Sin embargo, en los conductores ordinarios, como
el cobre y la plata, las impurezas y otros defectos producen
un valor límite. La resistencia de un superconductor, en
cambio, desciende bruscamente a cero cuando el material
se enfría por debajo de su temperatura crítica.

27.  Son la manera y el material con el que se
elaboran distintos objetos de uso diario
como vasos, platos, etc. Con este material
se elaboran distintos objetos los cuales
ahora están logrando reemplazar a plásticos
porque son mas duros, ligeros y resistentes
al calor, óxido, etc.
NUEVAS CERÁMICAS Y PLÁSTICOS
Las cerámicas
Nuevas cerámicas a base de óxido y de metal de alta
resistencia a la fractura en aplicaciones industriales.
Se logra desarrollar un producto a base de Litio y el
Aluminio con fines comerciales pero al investigar sus
propiedades se logra hacer uso industrial gracias a su
resistencia y su no oxidación los cuales son aspectos
importantes para la industria de cualquier tipo.
Avances Tecnológicos

28.  Se logra desarrollar un producto a base de
Litio y el Aluminio con fines comerciales pero
al investigar sus propiedades se logra hacer
uso industrial gracias a su resistencia y su no
oxidación los cuales son aspectos
importantes para la industria de cualquier
tipo.
Plásticos
Avances Tecnológicos
 Plásticos Biodegradables:
La UNAM desarrollo a través de distintos
estudios un material a base de maíz y azúcares
(los cuales se degradan en cuestión de meses
mientras que los otros son en cuestión de años y
algunas veces están en rellenos sanitarios, ríos
o el suelo contaminando el planeta.

29. SUPERCOMPUTADORAS
 Una supercomputadora o un
superordenador es aquella con
capacidades de cálculo muy superiores
a las computadoras corrientes y de
escritorio y que son usadas con fines
específicos. Son un conjunto de
poderosos ordenadores unidos entre sí
para aumentar su potencia de trabajo y
desempeño. Al año 2011, los
superordenadores más rápidos
funcionaban en aproximadamente más
de 200 teraflops (que en la jerga de la
computación significa que realizan más
de 200 billones de operaciones por
segundo).

30. La inteligencia artificial (IA) es un área multidisciplinaria que, a través de
ciencias como las ciencias de la computación, la lógica y la filosofía, estudia la
creación y diseño de entidades capaces de resolver cuestiones por sí mismas
utilizando como paradigma la inteligencia humana.
En ciencias de la computación se denomina inteligencia artificial a la capacidad
de razonar de un agente no vivo. John McCarthy acuñó la expresión «inteligencia
artificial» en 1956, y la definió así: “Es la ciencia e ingenio de hacer máquinas
inteligentes, especialmente programas de cómputo inteligentes”.
 Búsqueda del estado requerido en el conjunto de los estados producidos por
las acciones posibles.
 Algoritmos genéticos (análogo al proceso de evolución de las cadenas de ADN).
 Redes neuronales artificiales (análogo al funcionamiento físico del cerebro de
animales y humanos).
 Razonamiento mediante una lógica formal análogo al pensamiento abstracto
humano.
INTELIGENCIA ARTIFICIAL

31.  Las redes de neuronas
artificiales (denominadas
habitualmente como RNA o en
inglés como: "ANN" ) son un
paradigma de aprendizaje y
procesamiento automático
inspirado en la forma en que
funciona el sistema nervioso
de los animales. Se trata de
un sistema de interconexión
de neuronas que colaboran
entre sí para producir un
estímulo de salida. En
inteligencia artificial es
frecuente referirse a ellas
como redes de neuronas o
redes neuronales.
REDES NEURONALES

32. Una red neuronal se compone de unidades llamadas neuronas. Cada
neurona recibe una serie de entradas a través de interconexiones y emite
una salida. Esta salida viene dada por tres funciones:
1. Una función de propagación (también conocida como función de
excitación), que por lo general consiste en el sumatorio de cada
entrada multiplicada por el peso de su interconexión (valor neto). Si
el peso es positivo, la conexión se denomina ex citatoria; si es
negativo, se denomina inhibitoria.
2. Una función de activación, que modifica a la anterior. Puede no
existir, siendo en este caso la salida la misma función de
propagación.
3. Una función de transferencia, que se aplica al valor devuelto por la
función de activación. Se utiliza para acotar la salida de la neurona y
generalmente viene dada por la interpretación que queramos darle a
dichas salidas. Algunas de las más utilizadas son la función
sigmoidea (para obtener valores en el intervalo [0,1]) y la tangente
hiperbólica (para obtener valores en el intervalo [-1,1]).
USO

33.  Un robot es una entidad virtual o mecánica artificial.
HISTORIA DE LOS ROBOTS
Primeros autómatas
En el siglo IV antes de Cristo, el matemático griego Arquitas de
Tarento construyó un ave mecánica que funcionaba con vapor
y al que llamó «La paloma». También el ingeniero Herón de
Alejandría (10-70 d. C.) creó numerosos dispositivos
automáticos que los usuarios podían modificar, y describió
máquinas accionadas por presión de aire, vapor y agua.6 Por
su parte, el estudioso chino Su Sung levantó una torre de reloj
en 1088 con figuras mecánicas que daban las campanadas
de las horas.

34.  Al Jazarií (1136–1206), un inventor musulmán de la dinastía
Artuqid, diseñó y construyó una serie de máquinas
automatizadas, entre los que había útiles de cocina,
autómatas musicales que funcionaban con agua, y en 1206
los primeros robots humanoides programables. Las máquinas
tenían el aspecto de cuatro músicos a bordo de un bote en un
lago, entreteniendo a los invitados en las fiestas reales. Su
mecanismo tenía un tambor programable con clavijas que
chocaban con pequeñas palancas que accionaban
instrumentos de percusión. Podían cambiarse los ritmos y
patrones que tocaba el tamborilero moviendo las clavijas.

35. APLICACIONES
 Recientemente se ha logrado un gran avance en
los robots dedicados a la medicina, con dos
compañías en particular, Computer Motion e
Intuitive Surgical, que han recibido la aprobación
regulatoria en América del Norte, Europa y Asia
para que sus robots sean utilizados en
procedimientos de cirugía invasiva mínima. Entre
otros usos.
Uso medico
Modelos de vuelo
 En fases iniciales de desarrollo hay robots alados experimentales y
otros ejemplos que explotan el biomimetismo. Se espera que los así
llamados nanomotores y cables inteligentes simplifiquen drásticamente
el poder de locomoción, mientras que la estabilización en vuelo parece
haber sido mejorada substancialmente por giroscopios extremadamente
pequeños.

36.  Existen diferentes tipos y clases de robots, entre ellos con forma humana,
de animales, de plantas o incluso de elementos arquitectónicos pero todos
se diferencian por sus capacidades y se clasifican en 4 formas:
 Androides: robots con forma humana. Imitan el comportamiento de las
personas, su utilidad en la actualidad es de solo experimentación. El
principal limitante de este modelo es la implementación del equilibrio en
el desplazamiento, pues es bípedo.
 Móviles: se desplazan mediante una plataforma rodante (ruedas); estos
robots aseguran el transporte de piezas de un punto a otro.
 Zoomórficos: es un sistema de locomoción imitando a los animales. La
aplicación de estos robots sirve, sobre todo, para el estudio de volcanes y
exploración espacial.
 Poliarticulados: mueven sus extremidades con pocos grados de libertad. Su
principal utilidad es industrial, para desplazar elementos que requieren
cuidados.
 En ésta última se puede clasificar según su morfología en: Robots
angulares o antropomórficos, robots cilíndricos, robots esféricos o polares,
robots tipo SCARA, robots paralelos, robots cartesianos, entre otros.
TIPOS DE ROBOTS

37.  Existen diferentes definiciones de diseño para todos (DPT) (o diseño
universal, según el término utilizado en Estados Unidos). Diseño para
Todos en la Sociedad de la Información es el esfuerzo consciente y
sistemático de aplicar principios, métodos y herramientas de forma
proactiva, con el objeto de desarrollar productos y servicios de
Telecomunicaciones y de Tecnología de la Información (T&TI) que sean
accesibles y utilizables por todos los ciudadanos, evitando la necesidad de
adaptaciones posteriores o de diseños especializados” (Stephanidis et. al.,
2001).
EL PAPEL DE LA INFORMACIÓN EN EL
PROCESO DE DISEÑO

38. GRACIAS