jueves, 24 de julio de 2008

EL RELOJ DE SOL (RELOJ DE CUADRANTE ECUATORIAL)

EL RELOJ DE SOL (RELOJ DE CUADRANTE ECUATORIAL)
­-Construyendo relojes de Sol-

En la entrega anterior nos planteamos el reto de fabricar un reloj de sol de difracción empleando una lente de Fresnel, en esta entrega haremos un reloj de Sol de cuadrante ecuatorial.

De los relojes de Sol, quizás el más simples y fácil de hacer es el de cuadrante ecuatorial debido a los escasos cálculos necesarios para el desarrollo del mismo. Acá daremos los pasos a grosso modo para su fabricación tomando en cuenta que siempre, la imaginación de quien diseña es el límite en cuanto a formas se refiere.

El más simple de estos relojes ecuatoriales se fabrica a partir un círculo, dividiéndolo en dos parte iguales y graduando la mitad inferior del disco partiendo del centro del mismo en 12 partes iguales, cada división corresponde a una hora (15º) del día. En el centro de este disco y perpendicular a la superficie del mismo colocamos un alambre recto, que es el gnomon. Este reloj de Sol rudimentario lo inclinamos con respecto a la vertical la misma cantidad de grados que la latitud del lugar en que nos encontremos, por ejemplo, si estamos a 30º norte, nuestro cuadrante Solar debe estar inclinado con respecto a la vertical 30º al sur.

La imagen siguiente muestra las plantillas de nuestro pequeño proyecto Solar, en el cual el pié o soporte cumple la doble función de sostener el cuadrante paralelo al ecuador celeste y de gnomon. Este pié está diseñado de manera que su borde superior haga las veces de gnomon y es paralelo al eje de los polos, es decir, con respecto a la horizontal su ángulo corresponde a la latitud del lugar.

Las plantillas las pegamos sobre un cartón delgado para recortar de allí las partes que formaran al reloj.

Recortadas las piezas, los dos cuadrantes se unen entre sí para formar una sola unidad más rígida. En la parte inferior de los cuadrantes, en donde se colocará el pié, se practica una ranura con la profundidad exacta igual a la altura del pié en su punto medio, de igual manera, al pié se le realiza el corte pero con el espesor del cuadrante en su parte superior.


Terminadas las piezas, se procede con el ensamblaje del reloj.



Cuadrante frontal o cara Norte.



Cuadrante posterior o cara Sur.


Vista del cuadrante.



Vista lateral.

Obsérvese en la última imagen la inclinación del cuadrante Solar (con respecto a la vertical, el ángulo de inclinación es igual a la latitud del lugar, en este caso 8º Norte) y el borde superior del pié está perpendicular al cuadrante y centrado con el origen de las líneas indicadoras de las horas. Recordemos, que en este modelo, el borde superior del pié es el gnomon y debe quedar paralelo al eje del mundo.

Fabricado el reloj, podemos colocarlo en un lugar abierto y orientado de tal manera que el pié quede con la dirección del meridiano del lugar, es decir paralelo al eje de los polos. La hora nos la indicará la sombra que genera el borde superior del pié (gnomon) el cual se alinea con una de las divisiones indicadoras de la hora.


Hora Solar local: 11:00 AM

Entendiendo como funciona este tipo de reloj Solar, estamos en capacidad de hacer otros modelos proyectando el cuadrante ecuatorial sobre otro plano como por ejemplo el horizontal.


El reloj ecuatorial y el reloj de difracción.

En la entrega siguiente trataremos de hacer un reloj solar de cuadrante vertical, el cual posee un grado de dificultad mayor que el ecuatorial.

jueves, 17 de julio de 2008

EL RELOJ DE SOL (RELOJ DE DIFRACCIÓN)

EL RELOJ DE SOL (RELOJ DE DIFRACCIÓN)
­-Construyendo relojes de Sol-

El hombre, desde que es hombre ha sentido la inquietud y la necesidad de medir el transcurso del tiempo para regular el desarrollo de sus actividades cotidianas y en la medida que la humanidad avanza esta manía se ha incrementado a tal punto, que muchas de nuestras actividades se desarrollan en fracciones de segundo, no pudiéndonos imaginar un mundo sin relojes de alta tecnología.

Apartando esta obsesión por el tiempo y su medición exacta con errores de microsegundos, volvamos por un instante a uno de los métodos más antiguos, la medición del tiempo por medio del Sol.

¿Qué es un reloj de Sol? ………

La idea de utilizar el Sol como un elemento indicador de la hora se pierde en el tiempo y su fundamento originario está sustentado en la creencia de la marcha regular del Sol a través de la bóveda celeste y que el día puede ser fraccionado en partes iguales.

Los relojes de Sol se basan en su mayoría en la proyección de la sombra de un objeto sobre una superficie, registrándose en esta superficie el recorrido angular de la sombra que se produce en la medida que el Sol realiza su transito por el firmamento. El objeto que proyecta su sombra, normalmente una varilla, se le llama gnomon o estilete y la superficie sobre la cual se proyectará la sombra se denomina cuadrante Solar. El cuadrante Solar está graduado adecuadamente para permitir leer la hora con facilidad y en algunos casos indica la estación, el mes y el día.

De acuerdo a la disposición del cuadrante, los relojes Solares se pueden denominar:

De cuadrante ecuatorial.
De cuadrante horizontal.
De cuadrante vertical.
De cuadrante declinante.
De cuadrante esféricos.
Anulares.

No obstante existen algunas variantes de relojes de Sol cuya designación no se corresponde a la forma del cuadrante Solar, tal como los analemáticos, en cuales el gnomon no está fijo, sino que el mismo debe cambiar de posición de día en día para indicar la hora correcta. Están los acimutales, los cuales miden el acimut del Sol y de allí se desprende la hora. También se han desarrollados relojes de Sol sin gnomon, empleándose para su fabricación un lente de Fresnel, denominados en la red como relojes de difracción y los llamados digitales, los cuales proyectan directamente sobre el cuadrante la hora en forma de dígito.

De todos los diseños de relojes Solares, el reloj de Sol de cuadrante ecuatorial es quizás el más simple de todos, requiriéndose escasos cálculos para su diseño y de fácil fabricación.

Prácticamente todos los demás modelos de relojes Solares están basados en el de cuadrante ecuatorial, siendo la proyección de este último sobre las diferentes superficies lo que permite la construcción de los otros modelos.

El reloj de Sol de cuadrante ecuatorial recibe este nombre porque la superficie de proyección o cuadrante está paralela al plano ecuatorial y el gnomon perpendicular al mismo, de manera que éste está paralelo al eje de rotación, apuntando a los polos celestes.
Si imaginamos una vara que atraviesa a la tierra de polo a polo y en su plano ecuatorial imaginamos un disco graduado en 24 partes (la vara es perpendicular a este plano ecuatorial); en la medida que la tierra gira sobre su eje, esta vara proyectará su sombra sobre el plano ecuatorial siguiendo el movimiento relativo angular del Sol, de manera que cada 24 horas la sombra completará una vuelta y para cada hora la sombra se desplazará 15º, tal como si de un gran reloj se tratase.

Se puede demostrar fácilmente por medio de la geometría que este comportamiento de la sombra se puede reproducir en la superficie de la tierra si colocamos un disco graduado con su varilla perpendicular, orientada de manera tal, que la superficie del disco quede paralela al plano ecuatorial y la varilla apunte a los polos celestes. Esto se cumple independientemente del lugar (latitud y longitud) que se escoja sobre la tierra, siempre y cuando mantengamos la varilla paralela al eje del mundo y la superficie del disco graduado paralelo al plano ecuatorial. Estos son los relojes denominados de cuadrante ecuatorial.

RELOJ DE SOL DE DIFRACCIÓN.


Antes de desarrollar el reloj clásico de cuadrante ecuatorial haremos el curioso reloj de difracción, que a la final no es más que un reloj de cuadrante ecuatorial particular que emplea una lente de Fresnel. En este curioso artilugio se aprovecha el fenómeno de difracción que poseen estas lentes para indicar la hora por medio de una “aguja de luz” que parte del centro óptico de la lente en vez de emplear la sombra que proyectaría un gnomon sobre el cuadrante. Debido al fenómeno este reloj de sol no posee gnomon.

Una lente de Fresnel no es más que una lámina transparente sobre la cual se han grabado una serie de “prismas” concéntricos muy cercanos unos con otros de tal manera, que la desviación de los rayos de luz por cada prisma circular convergen en un punto común, comportándose como el foco de una lente convexa.

Las lentes de Fresnel se consiguen fácilmente en el mercado y de diversos tamaños. El que se empleó para este diseño fue uno de los que venden como lupas tipo tarjeta de crédito, con dimensiones de 83 mm de largo x 52 mm de ancho x 0,5 mm de espesor.

Disponiendo de la lente de Fresnel, lo que se necesita es hacer un marco que servirá de bastidor de soporte del lente, sobre este marco estarán indicadas las horas. De igual manera el marco-soporte debe disponer de un pié que permita mantener el plano de la lente (el cuadrante) paralela al ecuador celeste, es decir, con la inclinación correspondiente a la latitud del lugar, que en el caso de Ciudad Guayana es de 8,16º.

La imagen siguiente muestra las plantillas que se emplearon para fabricar el bastidor.


La forma de la plantilla puede ser cualquiera, el limite es la imaginación de quien diseña, pero en nuestro caso quisimos hacerla lo más sencilla posible siguiendo la forma de la lente de Fresnel. La distribución de lo números alrededor del cuadrante es la misma que para los relojes ecuatoriales normales con gnomon y las líneas indicadoras de la hora tienen como centro de origen el eje óptico de la lente, el cual es el centro de los prismas circulares concéntricos que forman a la lente de Fresnel, hay que se muy cuidadosos en determinar el centro óptico de la lente a la hora de realizar las plantillas pues la ubicación de este centro determinará en gran medida la exactitud del reloj en dar la hora solar local.


Estas plantillas impresas las podemos pegar en unos cartones delgados para luego recortarlos con un exacto y obtener las diferentes partes que nos permitirán fabricar el reloj. El separador es una pieza de unión entre los dos cuadrantes, de manera que nos permitirá colocar fácilmente la lente al mismo tiempo que sirve de elemento de centrado del lente con respecto a los cuadrantes.

Colocando el lente de Fresnel

Cara posterior del Reloj


Cara frontal del reloj.

Ensamblado el marco de soporte, colocamos la lente de Fresnel y salimos al exterior orientando el reloj al norte de la misma manera que se hace con un reloj de Sol ecuatorial normal, es decir con el gnomon (en nuestro caso sería el eje óptico de la lente) apuntando a los polos celestes.

Para leer correctamente la hora en este reloj hay que hacerlo mirando al lente directamente por su eje óptico, es decir perpendicular a la lente y alineado con el centro de los prismas concéntricos. Este sería el inconveniente principal de este interesante reloj de Sol.

Hora Solar: 11 de la mañana.

sábado, 28 de junio de 2008

PAUTAS PARA UNA PRESENTACIÓN EN POWERPOINT.

PAUTAS PARA UNA PRESENTACIÓN EN POWERPOINT.

Eventualmente nos vemos en la necesidad de elaborar una presentación en PowerPoint y no hallamos o no encontramos la manera de realizarla para que sea atractiva a nuestros oyentes. La necesidad de dominar este medio de comunicación es cada vez más apremiante y particularmente para aquellos de de alguna manera estamos obligados a las exposiciones en público como son los casos de los seminarios, las charlas, los cursos, promocionar un producto, una idea, o simplemente el dictar una clase.

Las novedades en el campo de los programas y los adelantos tecnológicos en las computadoras portátiles, han generado una nueva dinámica en mundo de las presentaciones en público. La tendencia es utilizar cada vez más estos poderosos recursos que la tecnología nos ofrece con todas sus facilidades y encantos. No obstante, eventualmente hemos presenciado oradores que utilizan estas técnicas de una manera desastrosa, con imágenes agresivas, recargadas, desaliñadas y sin vida, o que simplemente copió y pego (copy-paste) todo el material de la charla en su presentación PowerPoint. Peor aún, a veces los vemos leyendo unas fichas en la medida que pasa las diapositivas perdiéndose la dinámica de la exposición y el contacto visual con la audiencia.

Aunque la tecnología la tenemos al alcance de la mano y que estas son fantásticas, no debemos perder de vista que la charla o la presentación LA HACE LA PERSONA QUE EXPONE, no las proyecciones ni los recursos tecnológicos empleados; estos son SIMPLEMENTE UN APOYO de lo que se quiere comunicar.

Una presentación exitosa dependerá de muchas variables, que van desde el manejo del escenario por parte del modelador hasta del público asistente.

Si empleamos algún recurso tecnológico como el PowerPoint, esté nos puede facilitar o entorpecer la comunicación y una manera para que este recurso nos ayude con la actividad, es siguiendo algunas las pautas y nuestro sentido común.

Las siguientes son algunas de esas pautas a seguir:

SIMPLICIDAD: No sobrecargue la diapositiva que va a proyectar ni coloque información superflua que no aporte algo nuevo o adicional a la idea principal. No se deje llevar por la tentación de rellenar todos los espacios “en blanco” con logos o figuras… mientras menos “ruido” exista en nuestra lámina, mejor será la comunicación.

VISUAL: Las imágenes son un poderoso medio natural de comunicación, la imagen refuerza cualquier punto expuesto además de crear estados de ánimos o sentimientos en su audiencia. Emplee imágenes de CALIDAD en cuanto a definición y resolución, no emplee imágenes pixelizadas, producto de “estirar” una imagen pequeña de baja resolución.

CALIDAD: Las presentaciones efectivas dependen de la CALIDAD DE LA INFORMACIÓN expuesta y no tanto de la forma como ésta se presente.

NO LEA: No lea literalmente el texto proyectado, es un mal hábito difícil de dejar pero muy perjudicial para el expositor y la presentación. Deje que lo participantes lean por si mismos y luego realice sus comentarios.

CONTACTO VISUAL: No pierda el contacto visual con sus oyentes mientras realiza su presentación con esta nueva tecnología. Recuerde, la presentación la hace Usted.

LIMITE: Las láminas o diapositivas son sólo una ayuda visual o audiovisual. Muestre la información clave y amplíela oralmente.
Se recomienda:

· Seis puntos claves por lámina.
· Ocho palabras por punto.

REDUZCA AL MÍNIMO LOS TEXTOS Y CIFRAS: El atractivo de las presentaciones digitales es su capacidad de comunicar las ideas con textos muy reducidos, apoyando las observaciones y comentarios del expositor de una manera concisa.

REALICE LAS OBSERVACIONES OPORTUNAMENTE: No se adelante a la proyección, pues esto le resta encanto a la presentación. Cambie de diapositiva, deje que los participantes la asimilen y luego intervenga con los cometarios.

PAUSAS: Es una poderosa estrategia dejar la pantalla en blanco de vez en cuando, esto permite a los participantes asimilar y madurar lo expuesto además de llamar la atención, también estas pausas a pantalla en blanco sirven para desarrollar un intercambio verbal o realizar una sesión de preguntas y respuestas.

TRADUZCA: Evite a toda costa el empleo de textos o imágenes con textos en otro idioma, no hay nada más chocante para muchos participantes el enfrentarse a una proyección con palabras en un idioma que no se maneja.

CUIDE LA ORTOGRAFÍA Y LA REDACCIÓN: Nada más vergonzoso que los errores ortográficos resaltados por un participante durante la presentación.

JERGA: Al menos que su audiencia sea estrictamente profesional en el tema presentado, evite la jerga, emplee palabras sencillas y adecuadas. En caso de ser necesario, recuerde a la audiencia sutilmente el significado de algunas palabras o términos técnicos empleados.

ANIMACIONES: Sea juicioso en el uso de las animaciones en las diapositivas y en las transiciones entre lámina y lámina, el abuso de las mismas hacen fastidiosa la presentación.

IMÁGENES PREDISEÑADAS: Evite el empleo de las plantillas y los clip art prediseñados del PowerPoint, posiblemente su audiencia ya las conozca. Realice sus propias plantillas, SEA ORIGINAL. De esta manera se percibe una mayor preocupación de su parte por la preparación de la exposición.

EDITE: No pierda nunca la perspectiva de la audiencia. Después de confeccionar el borrador de su presentación con las diapositivas, proyéctalas e imagínese que es una de las personas que escuchan la presentación mientras la repasa. Si algo es poco interesante, distrae o confunde, corrígelo o elimínalo de inmediato sin pensarlo dos veces.

PRESENTACIÓN CON APUNTADOR: Emplee la opción “a doble pantalla” que dispone PowerPoint, de ésta manera dispondrás de un apuntador de apoyo muy discreto con notas de lo expuesto en la lámina.

MATERIAL DE APOYO: Distribuya las notas o el material escrito de apoyo al final de la presentación, no antes de la misma ya que serían un foco de distracción para los participantes.

Las pautas anteriores son producto de mi experiencia como expositor y de algunas investigaciones realizadas en este campo. Espero que sean útiles como lo son para mí.

domingo, 11 de mayo de 2008

SOBRE LA RESISTENCIA MECÁNICA DE LOS TORNILLOS DE ACERO

INDAGANDO SOBRE LA RESISTENCIA MECÁNICA DE LOS TORNILLOS DE ACERO.

Para el ingeniero de mantenimiento y diseño, al igual que para los técnicos de mantenimiento mecánico y eléctrico, es de suma importancia conocer las características mecánicas del acero de fabricación de los tornillos para determinar los pares de ajustes necesarios en las uniones apernadas o sus capacidades de carga para alguna aplicación en particular.

Es una pifia común el desconocimiento parcial o total de esta información por parte de nuestros técnicos de mantenimiento, creándose por esta causa una serie de acontecimientos y fallas que repercuten directamente sobre el proceso de producción e incluso llegando a establecer las condiciones para un accidente laboral.

Las características mecánicas de los aceros de los tornillos la podemos encontrar en el mismo tornillo. Lo que se requiere es el conocimiento básico sobre la interpretación de los símbolos y números empleados por los fabricantes para mostrar la información según la norma de fabricación del perno o de la tuerca.

En Venezuela coexisten principalmente dos sistemas, el imperial americano y el métrico europeo, este último ha migrado con éxito al sistema internacional o ISO. En ambos sistemas, los fabricantes de tornillería están obligados por las normas de fabricación suministrar los valores de resistencia mecánica del material, estampando en los tronillos y tuercas estos valores, los cuales pueden estar expresados por números como lo exigen las normas DIN/ISO o por símbolos como lo imponen las normas ISO y norteamericanas.

Los símbolos para la identificación del material se encuentran normalmente sobre la cabeza de los tornillos hexagonales o más raramente en una de las caras del hexágono (ISO).

Para los tornillos tipo “allen” la información se coloca en el borde superior o a un costado en la parte inferior de la cabeza cilíndrica.

En el caso de las tuercas, esta información puede estar en una de las caras o en una de las superficies de apoyo de la tuerca en la arandela.


En las tuercas métricas y con demarcación por medio de números, sólo se contempla el valor de la resistencia a la tracción del material, la cual debe de coincidir con la del tornillo.

Cuando la identificación del material que está estampada sobre el tornillo viene expresada por números, no es necesario disponer de tablas para determinar los valores de resistencia mecánica del acero del tornillo o de la tuerca, este es el caso de las normas DIN y de la ISO, aunque esta última contempla también un código encriptado.

La información numérica marcada en los tornillos de acuerdo a las normas DIN/ISO está formada por dos números separados por un punto. Por ejemplo 5.6. Estos números son la llamada “calidad” del material.

El primer número multiplicado por 100 nos está indicando LA RESISTENCIA A LA TRACCIÓN (R) del acero del tornillo expresado en Newton sobre milímetro cuadrado. El segundo número indica la relación entre el valor del PUNTO DE FLUENCIA PROPORCIONAL (Rp) y el valor de RESISTENCIA A LA TRACCIÓN, (Rp/R).

Para el caso anterior de 5.6 tenemos:

El 5 multiplicado por 100 nos da 500 N/mm2 de RESISTENCIA A LA TRACCIÓN, valor de “R” del acero.

El segundo número es .6, nos indica que el valor del PUNTO DE FLUENCIA PROPORCIONAL (Rp) es el 60% del valor de la resistencia a la tracción del acero del tornillo, que para el ejemplo es 300 N/mm2, valor que corresponde al 60% de 500 N/mm2, (500x0,6=300).

Otra manera de determinar el punto de fluencia es multiplicado el primer número por el segundo (5x6) nos da la décima parte del punto de fluencia del material, de manera que al multiplicar por 10 el resultado tenemos el valor DEL PUNTO DE FLUENCIA (Rp), que para el ejemplo es 300 N/mm2, (5x6x10=300).


Si tenemos un tornillo con calidad 8.8, los valores de resistencia mecánica son:

Resistencia a la tracción (R) es igual al producto: 8 x 100 = 800 N/mm2.

Punto de fluencia proporcional (Rp) es igual al 80% de la resistencia a la tracción; 800 x 0.8 = 640 N/mm2 de fluencia.

Cuando la calidad del tornillo está expresada con los símbolos según la ISO y tomando en cuenta que estos símbolos están formados por un punto y una o dos rayitas, para su interpretación es preferible recurrir al empleo de una tabla para obtener los valores de resistencia mecánica del acero de fabricación, a menos que nos memoricemos algunos tips. Los diferentes valores de resistencia y fluencia están expresados por la posición de las rayas con respecto al punto de la manera siguiente: si visualizamos un reloj de aguja en la cabeza del tornillo y el punto representa las 12, la raya nos da la “hora”, de manera que esa “hora” es el primer número que nos indica la resistencia a la tracción, por ejemplo, si la raya apunta a las tres (3), el primer número es 3, lo cual nos muestra el valor de tracción de 300 N/mm2, si es una sola rayita, el segundo número es .6, que nos indica la fluencia del material en función del valor de tracción como ya se expuso. Si aparecen dos rayitas, el segundo número es .8, para el caso de la calidad 10.9, la raya simple nos indica que el segundo número es .9, pero si son dos las rayitas, nos indica que el acero es martensitico.

En la tabla siguiente están los símbolos empleados por la ISO y su equivalente en el sistema numérico DIN/ISO, de este dato podemos determinar los valores de resistencia tal como se expuso mas arriba.

Los símbolos empleados en el sistema imperial americano, dan el “grado” del material. Los valores de fluencia y tracción están expresados por rayas en disposición radial para el caso de la norma SAE. Para las tuercas, la norma coloca un par de rayas o una pequeña raya y un punto en la zona de fricción o apoyo, el punto es la referencia y la posición de la raya determina el grado del material. La norma ASTM emplea caracteres alfanuméricos o rayas. En todos estos casos se requiere siempre de la tabla para poder conocer los valores de resistencia del acero con que fue fabricado el tornillo o la tuerca.

Vale señalar que los tornillos allen imperiales a diferencia de los métricos, se fabrican de un solo material y no poseen ninguna marca para identificar el acero.


Debe recordarse, que la tuerca a utilizar debe corresponder a la misma calidad o al mismo grado o en su defecto inferior y nunca con valores superiores al del tornillo.
La tabla siguiente es un extracto de los valores de tensión de rotura (R) y fluencia para algunos grados SAE de tornillería.


Una vez determinada las características mecánicas del acero del tornillo estamos en capacidad de establecer las fuerzas de apriete o calcular los pares de ajuste en función de la aplicación, o, la capacidad de carga para los tornillos cuando están sometidos a fuerzas cortantes, consiguiéndose con esto una garantía sobre la confiabilidad de nuestra unión apernada, garantía con la que no se cuenta cuando la tornillería es instalada sin considerar su calidad o grado y además es ajustada sin ningún criterio.

La intención de esta entrega no es la de exponer al detalle todas las posibles normas de identificación del material para los tornillos y tuercas, pero deja clara la interpretación básica para los casos más frecuentes que se presentan en el país. El mundo de las roscas, tornillos y tuercas es muy extenso y hasta complejo aunque a primera vista no lo pareciera; como muestra a lo dicho basta con estar al tanto de que no existe un acuerdo general o internacional sobre el ajuste o torqueado de los tornillos, existiendo una fuerte discusión al respecto, sin embargo se emplea casi de forma universal el método más cuestionado de ajuste, el método con torquímetro.

miércoles, 30 de abril de 2008

EL MICRÓFONO DE CARBÓN

EL MICRÓFONO DE CARBÓN

A los estudiantes del cuarto año diversificado del colegio donde estudia mi hija les pidieron la elaboración de un proyecto de física para presentarlo y exponerlo en el salón como parte integral de su formación. De todos los posibles proyectos que estudiamos, el que más le llamo la atención fue el micrófono de carbón granulado patentado por Edison, ya que el mismo es de fácil fabricación y con elementos caseros o de fácil consecución.

De muchacho, junto con mi hermano menor habíamos desarmado un micrófono de carbón de un teléfono de pulso y conseguimos que el micrófono era muy simple, una membrana metálica muy delgada para recibir la voz, el cuenco lleno trozos relativamente grandes de “carbón” y los contactos eléctricos, uno en la membrana y otro en el fondo del recipiente…. Con este micrófono hicimos varios experimentos que llenaron de satisfacción nuestras mentes juveniles, siendo el más interesante la modulación de la luz por medio del habla. Cosa que nos permitió vislumbrar la posibilidad de transmitir la voz por medio de la luz.

El principio de funcionamiento del micrófono de carbón es extraordinariamente simple y está basado en la idea de los contactos libres. Hugues descubrió (1.876) que colocando una barra de grafito sobre otras dos conectadas eléctricamente a un altavoz podía reproducir el sonido. Al hablar sobre esta barra libre, la misma por efecto de las ondas sonoras vibra, abriendo y cerrando el contacto, lo que genera aumentos y disminuciones en el paso de la corriente eléctrica a través del carbón de acuerdo a la presión ejercida por las ondas sonoras sobre la barra, estos cambios de corriente permiten que una corneta conectada al micrófono reproduzca los sonidos.

Con el tiempo, se fue mejorando el diseño hasta llegar a la patente introducida por Edison, el cual emplea carbón granulado como elemento responsable del “contacto abierto” que bajo los efectos de la voz se cierran y abren de acuerdo a la frecuencia recibida.

Como proyecto escolar, el micrófono de carbón granulado que hicimos es rustico y rudimentario, tan simple que no posee membrana, elemento que introduce cierto grado de dificultad en la realización de la experiencia y no por ello deja de ser didáctico.

Para este interesante proyecto escolar, los elementos que necesitamos son:

- Un vaso de plástico mediano, de los empleados en las fiestas infantiles.
- Una pila o batería de 9 Voltios.
- Una corneta o audífonos.
- Cables. (6 metros es buena longitud)
- Carbón (grafito) en barras.

Con respecto al “carbón” hay que dejar claro que no es cualquier tipo de carbón, pues el carbón vegetal no es apto para la realización del micrófono, los de origen mineral si lo son, no obstante es preferible emplear grafito, el cual se puede obtener a partir de las minas de los lápices o de los porta-minas. Otra fuente de grafito (denominado a veces carbón) son los electrodos de “carbón” que se emplean para picar metales con las máquinas de soldar. Este último elemento fue el que utilizamos para hacer el micrófono.

Debido a la baja impedancia del micrófono de carbón, no es necesario el empleo de amplificadores para hacerlo funcionar, otra de las razones para realizar el proyecto.

Las imágenes siguientes muestran los pasos para la realización del proyecto.


Moliendo las barras de grafito. Hay que dejar dos barras de grafito para utilizarlos de electrodo o contactos eléctricos del micrófono.



Materiales empleados.



Perforando vaso plástico. La perforación debe poseer un diámetro ligeramente inferior al de las barras o electrodos de carbón para que estos entren apretados y queden fijados al vaso.


Colocando las barras de grafitos o electrodos.


Aspecto final de los electrodos de grafito instalados en el vaso de plástico.



Agregando el carbón (grafito) granulado.


Vista de la cantidad de carbón granulado requerido.



Conectando uno de los electrodos del micrófono.



Conectando la corneta al “micrófono”.



Conectando la corneta a la pila de 9 Voltios.



Conectando la pila al electrodo libre del micrófono experimental. Con este último paso se cierra el circuito eléctrico.

Una vez terminada la conexión eléctrica se puede hablar dentro del vaso, las palabras serán reproducidas con bastante nitidez en la corneta. Hay que estar claros que la fidelidad de nuestro dispositivo rudimentario es muy pobre, sin embargo es lo sufrientemente buena como para tomar conciencia sobre la transmisión de la voz por medio de la electricidad, que es la base de la telefonía.

Durante las pruebas pudimos observar que el nivel de trituración del carbón y la cantidad del mismo en el recipiente es fundamental para el funcionamiento del micrófono, si el granulado es muy fino, como un polvo, el micrófono no es funcional y de igual manera si la cantidad de carbón cubre por completo a los electrodos tampoco funciona, también la cantidad de ruido de fondo producto de las chispas que se generan entre los granos de carbón es función de la cantidad y la granulación. Se pudo constatar también, que la intensidad del sonido influye sobre la calidad de la reproducción, que, buscando la manera de que el vaso vibre con más fuerza como por ejemplo, hablarle de lado pegando nuestros labios al lateral del vaso, mejora el sonido. Otro aprendizaje con este micrófono es que se requiere de una pila para su correcto funcionamiento, el empleo de los pequeños transformadores que entregan corriente directa (rectificada) como los cargadores de celular no permiten el funcionamiento del micrófono, ya que en la corneta se reproduce un fuerte zumbido, el zumbido de la corriente alterna por deficiencias en el filtrado…

Esta pequeña experiencia permite a los muchachos tomar conciencia de cómo se logran los grandes descubrimientos técnicos y científicos que posteriormente son perfeccionados, cosa que podemos hacer nosotros mismos si le dedicamos más tiempo a la hechura y a experimentación, como por ejemplo, colocarle una membrana para mejorar la calidad del audio, filtros para reducir el ruido de fondo, etc.

sábado, 19 de abril de 2008

INTERPRETANDO LA SIMBOLOGÍA PARA LA SOLDADURA SEGÚN LA NORMA AWS A 2.4 —SOLDADURA EN CANAL—

SOLDADURA EN “V”.

Apartando la soldadura a tope, una de las gargantas más empleada es la que corresponde a la soldadura en “V”, la cual obtiene su nombre por la forma geométrica de preparación del o de los bordes de de unión de las piezas a soldar.

Las soldaduras en “V” pueden ser de garganta simple o de doble garganta. Para el caso de la garganta simple, en el símbolo para definir el tipo de soldadura, se colocará la figura o símbolo que define el tipo de garganta y/o de soldadura requerida arriba o abajo de la línea de referencia, dependiendo si la soldadura se hará en el lado indicado por la flecha o por el otro lado, se aplican las reglas de representación ya mencionadas en la soldadura a filete.



Para la soldadura de doble garganta (aquella en donde los dos bordes de la pieza se prepara), la cual puede ser simétrica si se trata del mismo tipo de garganta o asimétrica cuando a cada lado de la pieza la garganta es de geometría diferente, el símbolo que define a la garganta se colocará arriba y debajo de la línea de referencia que indica el tipo de soldadura a utilizar para la unión soldada. Las figuras dan una idea de la simbología empleada.
De acuerdo a la norma, se puede diferenciar dos perfiles de canal en “V”, el canal en Bisel el cual puede verse como una media “V” y el canal en “V”. La figura siguiente muestra el canal en bisel simple y sus posible combinaciones.


Puede observarse, que el símbolo no indica en realidad la disposición de los biseles para formar la unión, bien sea en bisel simple o a bisel doble.

La soldadura en “V” propiamente dicha, denominada a veces “soldadura en doble bisel” puede observarse en la imagen que sigue.
La información completa requerida por el símbolo de la soldadura para definir la soldadura en bisel o en “V” queda expuesta en las figuras siguientes:
Recordando que “S” es la profundidad de la garganta, “(E)” la penetración de la soldadura, “R” la separación de las piezas en el pié o raíz y “A” el ángulo del bisel o el de la “V”.

Por ejemplo, el símbolo siguiente muestra la información completa para una soldadura asimétrica en doble bisel combinada con una en bisel.
La información mostrada es la siguiente:

Por el lado indicado por la flecha, es una soldadura en “V” o de doble bisel, con profundidad de bisel de 15 mm, profundidad de penetración o de soldadura de 20 mm, ángulo entre caras de 60º, separación de raíz de 5 mm. Por el otro lado de la unión soldada tendríamos una junta en bisel simple con profundidad de garganta de 20 mm, profundidad de soldadura de 25 mm y ángulo del bisel de 45º. Adicionalmente, el símbolo nos está indicando que se trata de una soldadura continua para la de doble bisel y discontinua, con longitud de cordón de 300 mm con separación entre cordón y cordón de 150 mm por el otro lado al indicado por la flecha.

Para acotar la longitud del cordón y/o el paso para los cordones discontinuos, se aplican las mismas normas ya mencionadas en la soldadura en filete.

Cuando la soldadura es de penetración completa y son de garganta en bisel y/o simétricas, la profundidad de la garganta “S” y la profundidad de la soldadura “(E)” pueden omitirse en el símbolo.

De igual manera, cuando la profundidad de penetración es igual o ligeramente mayor que la profundidad de la garganta “S”, no es necesario colocar el valor de penetración “(E)” en el símbolo de la soldadura, colocándose solamente el valor de “S”.

Si la soldadura requiere de un contorno especial después de depositado el material de aporte, se aplican los mismos símbolos y normas que ya se expusieron en la primera entrega y en la soldadura a filete.

En la próxima entrega se mencionara la soldadura en “U”, la cual es la empleada por excelencia en planchas y tubos de gran espesor, recordando siempre, que los detalles del símbolo tienen la misma interpretación que el resto de las uniones soldadas ya expuesto.