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INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com

TEMARIO AULA MAGNA BLOQUE 8. Temas 21, 22, 23, 24 y 25. Materias técnico científicas

Elaborado por XtasY_110. Administradora de futurosguardiasciviles.com Actualizado Mayo 2.013 2 BLOQUE 8. Materias técnico científicas


MATERIAS TÉCNICO CIENTIFICAS BLOQUE 8. Tema 21. ……………………………………………………………………… Pág. 05 Corriente eléctrica. Intensidad de corriente. Resistencia de un conductor. Trabajo realizado por una una corriente eléctrica. Generador de fuerza electromotriz ele ctromotriz y contraelectromotriz. Generalización de la Ley de Ohm. Asociación de componentes eléctricos. Magnetismo. Campo creado por una carga eléctrica en e n movimiento y por un elemento de corriente. Inducción electromagnética Tema 22. ………………………………………………………………………Pág. 30 Elementos de la comunicación. Espectro de frecuencias. Concepto de malla y canal de trabajo. Dificultades en el enlace en malla VHF y UHF. Servicios de usuario y modos de trabajo. Transmisores y receptores de radio AM y FM. Equipos repetidores. Las ondas electromagnéticas. Propagación y alcance. Las antenas. Fuentes de alimentación. Tema 23. ……………………………….………………………………….. Pág. 47 Introducción. Motores. El funcionamiento de los motores de explosión y diesel. Alimentación en motores de explosión y diesel. Sistema de transmisión. transmisión. 3 BLOQUE 8. Materias técnico científicas


Motor de dos tiempos. Sistema de lubricación y refrigeración. Sistema de dirección, Suspensión y frenos. Sistemas de encendido: Dinamo, alternador, batería, motor de arranque, distribución Tema 24. …………………………………………………………………… Pág. 71 Introducción a la informática. Funciones y fases de un proceso de datos. El ordenador y sus unidades de entrada, cálculo y salida. Concepto de programas y tipos. Sistema operativo. Almacenamiento de la información: fichero Tema 25. …………………………………………………………………… Pág. 94 Concepto de topografía. Elementos geográficos. Unidades de medida: Unidades lineales, unidades angulares, escala numérica y gráfica. Representación del terreno: Planimetría y altimetría, clases de terreno, accidentes del terreno, sistema de planos acotados, pendiente de dos puntos.

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TEMA 21. ELECTRICIDAD. CORRIENTE ELÉCTRICA Una corriente eléctrica consiste en el movimiento continuo y ordenado de partículas eléctricas (iones o electrones) a lo largo de un conductor o el paso continuo de electrones de un punto a otro, a través de conductores metálicos En el primer caso la corriente se llama iónica; y en el segundo, electrónica. Si las partículas eléctricas se mueven siempre en el mismo sentido, la corriente se denomina continua; si cambian periódicamente de sentido, alterna. Si tenemos en cuenta que la materia es neutra, deben existir dos tipos de carga eléctrica con propiedades opuestas. A uno de estos tipos de carga se le denomina positiva (El número de cargas positivas de un átomo es igual al número de electrones) y al otro negativa. La materia en estado normal posee la misma cantidad de carga positiva y negativa, por lo que su comportamiento, en condiciones normales, no revela la existencia de la carga eléctrica. “Cuerpos cargados con cargas del mismo signo se repelen, mientras que con cuerpos cargados con carga de distinto signo se atraen”. La fuerza de atracción debe depender de la distancia que separa las cargas, ya que a menor distancia, mayor es la fuerza que actúa, asimismo dependerá también de la cantidad de carga, ya que cuanto mayor es la carga, mayor es la fuerza que se ejerce. La electricidad que se obtiene mediante el frotamiento de los cuerpos se denomina estática. Para el estudio de los fenómenos eléctricos se utilizará el péndulo eléctrico. La unidad de carga eléctrica es aquella carga que, colocada en el vacío a un metro de otra carga igual, es repelida con una fuerza de 9.10 9 néwtones. La unidad de carga en el sistema internacional es el culombio. La Ley de Coulom dice: En el aire o en el vacío, la fuerza de atracción o repulsión que se ejerce entre dos cuerpos electrificados, es directamente proporcional a sus cargas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que la separa. F = k ± Q1 . Q2 d 2 Una carga -o cargas- es capaz de desplazarse libremente entre dos puntos de un campo eléctrico, siempre que entre esos dos puntos considerados exista una diferencia de potencial. 5 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Por tanto, para que se origine una corriente eléctrica en un conductor, es condición necesaria que entre sus extremos exista tal diferencia de potencia. Llamamos generador de corriente, a cualquier elemento capaz de mantener una diferencia de potencial entre los extremos del conductor. Existen diferentes tipos de generadores, el más sencillo es la pila eléctrica. Se define potencial eléctrico en un punto del espacio, como la energía potencial que adquiere la unidad de carga positiva, si la colocamos en ese punto, la unidad de potencia eléctrica en el S.I es el Julio/Culombio, que se conoce con el nombre de voltio. Antiguamente se creía que las "partículas eléctricas" que se movían eran positivas, y por eso se suponía que la corriente se desplazaba desde el polo positivo al negativo (sentido convencional). Hoy sabemos que son negativas (electrones). En consecuencia, el movimiento de estas cargas será desde el borne o polo negativo (sentido real de la corriente). Sentido de la corriente convencional

R

+

Flujo de electrones

-

Conceptos básicos. - Materia: Es todo lo que tiene peso y ocupa un lugar en el espacio. - Molécula: Es la mínima porción de una sustancia que conserva las propiedades características de esa sustancia. - Cuerpo Simple o elemento: Son aquellos cuyas moléculas están formadas por átomos de la misma clase. Ejemplo el cobre, níquel… - Cuerpos compuestos: Están formados por átomos distintos, los cuales al combinarse proporcionan dicho cuerpo. Ejemplo el agua, sal común… - Componentes del átomo: NUCLEO (protones + y neutrones) ORBITA (electrones -) - Fuerza centrífuga: La que tiende a sacar el electrón de la órbita (por su giro). - Fuerza centrípeta: La que mantiene atraídos hacia el núcleo los electrones. (por la atracción de protones y electrones). - Fusión nuclear: Se unen dos o más núcleos sencillos de átomos diferentes. 6 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com - Fisión o escisión nuclear: Se rompe el núcleo bombardeándolo con neutrones. - Campo eléctrico: Espacio que rodea a una carga eléctrica en el que se manifiesta las acciones de atracción o repulsión producidas por dicha carga se representa por líneas de fuerza. - Ionización: Proceso por el cual un átomo gana o pierde electrones. - Ion negativo o anión: Átomo con exceso de electrones. - Ion positivo o catión: Átomo con defecto de electrones.

INTENSIDAD DE CORRIENTE La corriente eléctrica es la circulación o traslado de cargas eléctricas de un punto a otro. De forma análoga que se estudia un río, donde lo que más interesa conocer es la cantidad de agua que fluye por unidad de tiempo. Y así decimos; el caudal de un río es de 60 metros cúbicos por minuto. De forma análoga, en toda corriente eléctrica interesa conocer la cantidad de electricidad que pasa por una sección del conductor en la unidad de tiempo, o bien como la cantidad de carga que atraviesa una sección del conductor por unidad de tiempo. Es lo que se llama intensidad de una corriente. Aunque la velocidad con que se desplazan los electrones a lo largo del conductor no es constante, debido a los continuos choques contra los iones metálicos que constituyen la estructura cristalina del metal, sí podemos afirmar que su velocidad media puede considerarse como constante. Esto trae como consecuencia, que para un conductor dado, cuyos extremos estén sometidos a una determinada diferencia de potencial, en intervalos tiempo iguales pasarán por una sección del conductor el mismo número de electrones; o dicho de otra manera, la misma carga eléctrica Q. Intensidad de una corriente es el cociente que resulta de dividir la carga que atraviesa una sección del conductor, entre el tiempo que tarda en atravesarla (la cantidad de carga que atraviesa una sección del conductor por unidad de tiempo) Matemáticamente: I = Q t = tiempo, Q= carga, I = Intensidad. t La unidad de la intensidad de corriente en el sistema S.I, es el culombio(C)/segundo(s) que recibe el nombre específico de amperio(A). 1A = 1C 1seg 7 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Las unidades de uso frecuente son también El Kiloamperio (KA) = 1000 Amperios. El miliamperio (mal) = 1/1000 Amperios o 10-3. Una corriente eléctrica tiene una intensidad de 1 amperio cuando por una sección del conductor pasa una carga de 1 culombio en 1 segundo. A partir de la expresión matemática de la intensidad de corriente, podemos deducir la carga que en un tiempo dado pasó por una sección del conductor: Q= I · t Ejemplo: Una plancha eléctrica está funcionando durante un cuarto de hora. Si la intensidad de corriente es de 5A, ¿qué cantidad de electricidad pasó por ella? Q = I · t = 5.900 = 4500 C (Recuerda que 1/4 de hora son 900 segundos) La intensidad de la corriente eléctrica se mide con un aparato llamado amperímetro. Los amperímetros se disponen en serie con el conductor para que así pase toda la corriente por ellos. Voltímetro Amperímetro Resistencia Generador

A la diferencia de potencial que existe entre los extremos de un conductor se la suele llamar también tensión o voltaje: se mide en voltios y el aparato empleado para medirla se denomina voltímetro. Los voltímetros se montan en paralelo con el conductor, como puedes observar.

RESISTENCIA DE UN CONDUCTOR. LEY DE OHM. La resistencia eléctrica, es la dificultad que presenta un cuerpo al paso de una corriente eléctrica. Hemos visto que para que se origine una corriente eléctrica en un conductor, es necesario que entre sus extremos exista una diferencia de potencial (o tensión). 8 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com a) Imagina que sometemos los extremos de un conductor a distintas condiciones de tensión. Observarás que obtienes en cada caso distintos valores de intensidad de corriente. Por ejemplo: en la experiencia realizada en nuestro caso se obtuvieron los siguientes resultados: Va – Vb I

(Va - Vb)/I

5V

1A

5

10 V

2A

5

15 V

3A

5

20 V

4A

5

b) Utilizando otro conductor distinto y sometido a las condiciones de tensión que en el caso anterior, se obtuvieron los siguientes resultados: Va – Vb

I

(Va - Vb)/I

5V

0,5A

10

10 V

1A

10

15 V

1,5 A

10

20 V

2A

10

V

V V=5 I

20 15

20 15

10

10

5

5

1

2

3

4

I

V = 10 I (amperios)

0´5

1


1´5 2

I

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Como ves, se cumple en cada experiencia que, para un conductor dado, el cociente que resulta de dividir la diferencia de potencial que existe en los extremos del conductor, entre la intensidad de corriente que circula por él, es constante. Esta constante además vemos que depende y es específica de cada conductor. Se la denomina resistencia eléctrica del conductor y físicamente representa la oposición que ofrece para que a su través circule una corriente eléctrica. Expresando matemáticamente lo expuesto, tendríamos: R = Va – Vb O también: I = Va - Vb I R Estas experiencias y otras paralelas permitieron a Ohm (1789 - 1854) enunciar la siguiente ley: “La intensidad de corriente que circula por un hilo conductor, es directamente proporcional a la diferencia de potencial que existe entre sus extremos, e inversamente proporcional a una cualidad del conductor denominada resistencia eléctrica del mismo.” (Ley de Ohm) Partiendo de la expresión inicial de la ley de Ohm, podemos deducir que la unidad de resistencia en el Sistema Internacional será voltios (V)/Amperios (A). Recibe el nombre de ohmios. “Un ohmio es la resistencia que ofrece un conductor, cuando al establecer entre sus extremos la diferencia de potencial de 1 voltio, circula por él una corriente de intensidad 1 amperio”. Ejemplo: Una plancha está enchufada a un enchufe de 120 V, e intensidad 5 A, ¿ cual es su resistencia? R = V / I = 120 / 5 = 24 ohmios

Factores de los que depende la resistencia de un conductor Experimentalmente se observa que: a) Sometiendo diversos conductores de igual naturaleza y sección pero de distinta longitud, a las mismas condiciones de tensión, la resistencia aumenta proporcionalmente a la longitud del conductor. b) Sometiendo diversos conductores de igual naturaleza y longitud, pero de distinta sección a las mismas condiciones de tensión, la resistencia disminuye al aumentar la sección del conductor.


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com c) Sometiendo diversos conductores de igual longitud y sección, pero de distinta naturaleza, a las mismas condiciones de tensión, la resistencia varía según la naturaleza de cada conductor. La resistencia de un conductor, es directamente proporcional a su longitud, e inversamente proporcional a su sección. La constante de proporcionalidad se denomina, resistencia específica o resistividad del conductor y depende exclusivamente de la naturaleza del mismo. Se define como la resistencia que ofrece un conductor de sección unidad por unidad de longitud. d) También se demuestra experimentalmente que la resistencia de un conductor varía, dentro de ciertos límites, proporcionalmente con la temperatura. Esta variación es nula para algunas sustancias. Así, por ejemplo, la resistencia de una bombilla de incandescencia se hace unas 10 veces mayor al estar encendida. En las proximidades del cero absoluto se anula prácticamente la resistencia de los conductores (estado de superconductividad). Conductancia: Es la mayor o menor facilidad que un conductor presenta al paso de la corriente, su unidad es el siemens (símbolo S) y se representa por G, por lo tanto es la inversa de la resistencia. También se le denominaba a la unidad mho, por ser inversa al ohm.

TRABAJO REALIZADO POR UNA CORRIENTE ELÉCTRICA. Cuando se desplaza una carga eléctrica entre dos puntos de un campo a distinto potencial se realiza un trabajo, cuyo valor viene expresado por la ecuación; W = Q (Va - Vb) Expresando Q en función de la intensidad de corriente y del tiempo: W = I (Va - Vb) · t Donde la intensidad se mide en amperios, la tensión en voltios, el tiempo en segundos y por tanto el trabajo en julios. Sustituyendo (Va - Vb) por su valor deducido de la expresión de Ohm, se tendrá esta otra expresión del trabajo: W = I (ir) t = I² · R · t Es importante señalar que el trabajo es una forma de energía, el trabajo y la energía se mide en las mismas unidades. Se puede definir a partir del trabajo, la 11 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com potencia de una corriente eléctrica, que es la razón entre el trabajo realizado por esa corriente y del tiempo empleado en realizarlo. P= W t Sustituyendo en esta expresión la ecuación obtenida para el trabajo, tendremos que la potencia será: P= I² · R · t = I²· R t Ley de Joule: “La energía perdida bajo formas eléctricas aparece íntegramente bajo forma calorífica”. Efecto Joule y sus aplicaciones La energía eléctrica, al igual que todas las formas de la energía, es susceptible de transformarse en energía de otro tipo, según sean las condiciones del circuito por donde pasa la corriente. Pero en general se convierte en calor, debido a los continuos choques que los electrones móviles realizan contra los iones metálicos del conductor, produciéndose un intercambio de energía cinética entre unos y otros, lo que se traduce en un aumento de temperatura del conductor. Para conocer el calor producido al paso de una corriente por un conductor bastará multiplicar la expresión del trabajo, por el equivalente térmico del trabajo. Según lo expuesto se tendrá: Calor= 0,24 W =0,24 Q (Va-Vb) calorías = 0,24 I (Va-Vb)·t =0,24 I 2 R·t calorías Las aplicaciones derivadas de la transformación de energía eléctrica en energía calorífica son muchas. Citaremos las más importantes: a) Fusibles: Son conductores de gran resistencia (hilos finos) y de bajo punto de fusión (ej. Plomo), los cuales se funden al pasar por ellos una corriente de intensidad superior a aquella para la que están calculados. Al fundirse interrumpen el paso de toda corriente por el circuito, protegiendo así, la línea y los aparatos instalados en ella. b) Calefacción eléctrica: Son aparatos destinados a transformar energía eléctrica en calorífica. Están constituidos por conductores de pequeña sección y largos; generalmente arrollados en espiral para que ocupen poco espacio. Su resistencia específica suele ser grande. Sus usos más frecuentes son: planchas, cocinas, estufas, calentadores, secadoras,...


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com c) Alumbrado eléctrico de incandescencia: Son aparatos que transforman energía eléctrica en calorífica y posteriormente en luminosa; constan de un filamento de gran resistencia y elevado punto de fusión encerrada en una ampolla de vidrio donde se hizo el vacío o se introdujo un gas inerte para evitar la combustión del filamento.

Conceptos básicos. Julio: Es la unidad derivada del (S.I), utilizada para medir energía, trabajo y calor. El trabajo necesario para mover una carga eléctrica de un coulomb a través de una tensión (diferencia de potencial) de un volt. Vatio: Es la unidad de potencia eléctrica. Es la potencia consumida en un circuito por el que circula una corriente de un amperio siendo la diferencia de potencial aplicada igual a un voltio. P = V · I. Caloría: Es la unidad de calor y equivale a la cantidad de calor necesaria para elevar a un grado centígrado la temperatura de un centímetro cúbico de agua. Energía: Es la capacidad para efectuar un trabajo. Trabajo: Es la producción de un movimiento venciendo la oposición de una fuerza. Potencia: Energía o trabajo desarrollado en la unidad de tiempo o sea un segundo. Kilovatio-hora: (Kwh), es la energía suministrada a un circuito que está consumiendo una potencia de un kilovatio durante una hora.

GENERADOR DE FUERZA ELECTROMOTRIZ Y CONTRAELECTROMOTRIZ Varias veces se ha dicho que para hacer posible el paso de una corriente eléctrica por un conductor, es preciso mantener en sus extremos una diferencia de potencial. Esto exige un consumo de energía la cual es suministrada por el llamado generador. Los generadores eléctricos son dispositivos capaces de transformar cualquier tipo de energía en energía eléctrica, y se manifiesta en el mantenimiento de una diferencia de potencial entre los polos del generador Experimentalmente se demuestra que todo generador se calienta al ser atravesado por una corriente. Esto demuestra, según la ley de Joule, que ofrece una cierta resistencia al paso de la corriente. Esta resistencia es característica de cada generador y se la denomina resistencia interna del mismo. 13 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Fuerza electromotriz En un generador existe una proporcionalidad directa entre la energía no eléctrica que consume y la carga eléctrica que suministra al circuito. Matemáticamente se expresa así: W= ∑Q O también: W=

∑I

t

Donde ∑ es una constante de proporcionalidad, denominada FUERZA ELECTROMOTRIZ (f.e.m), la cual depende de la forma y construcción del generador. De la expresión anterior se puede deducir que: ∑ =

W Q

De dicha expresión se deduce que las dimensiones de ∑ son las mismas que las de una diferencia de potencial. Por tanto, ambas magnitudes se medirán en las mismas unidades; es decir: en voltio. Sin embargo conviene tener en cuenta que son conceptos distintos: la fuerza electromotriz es, precisamente, la causa de que exista una diferencia de potencial en los extremos del conductor. Fuerza contraelectromotriz Los circuitos eléctricos además de los generadores, existen otros dispositivos, como motores, baterías los cuales aprovechan la energía eléctrica creada por el generador transformándola en otro tipo de energía. En estos elementos se cumple la proporcionalidad directa entre la energía que nos suministran y la carga eléctrica que los atraviesan. Matemáticamente lo expresamos así: W=∑' Q

O también: W = ΣI · t

Donde ∑ es una constante de proporcionalidad característica de cada dispositivo (motor, batería, voltímetro,...) denominada FUERZA CONTRAELECTROMOTRIZ.



GENERALIZACION DE LA LEY DE OHM. Tanto los generadores de energía eléctrica como los dispositivos que la consumen, tienen su propia resistencia óhmica interna, como sucede en cualquier conductor. Suponemos un circuito constituido por un generador caracterizado por su fuerza electromotriz y resistencia interna “r”; por un motor, caracterizado asimismo por su fuerza contraelectromotriz y resistencia interna “r'”, cuyos bornes están conectados a una resistencia pura “R” (resistencia exterior) R

E´

I

E I= ∑ E R

Según hemos visto el valor de la energía eléctrica suministrada por el generador al circuito durante un tiempo “t” viene dada por la expresión: W = EI· t Por otra parte, el valor de la energía eléctrica consumida por una resistencia viene dado por la expresión: I²· R·t Teniendo en cuenta que en el circuito hay tres resistencias óhmicas: la exterior “R” y las internas “r” y “r'”; y que el valor de la energía que, a su vez, absorbe el motor viene dada por “E'” i t, la energía total consumida valdrá: W =I² Rt + I² r t + I 2 r' t + E´ I t Como consecuencia del principio general de conservación de la energía se cumplirá que la energía consumida por el circuito habrá de ser igual a la energía suministrada por el generador, verificándose que: It = I² Rt + I² r t + I² r' t+ E ´I t It = I² Rt + I² rt + I²r´t + It Simplificando: = I R + I r + I r' + E´ de donde:

I = ∑ E ∑ ∑ ∑R

Caída de potencial Si conoces la f.e.m de un generador y mediante un voltímetro mides la deferencia de potencial que ha en sus bornes cuando el circuito está cerrado, observarás que la diferencia de potencial entre los bornes del generador es menor que su fuerza electromotriz. 15 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Esto te indica que hubo una caída de potencial que, evidentemente, es causada por la resistencia interna del generador. En efecto utilizando la ley de Ohm generalizada tenemos que: E=IR+Ir ¿Que representa el producto I R ? es precisamente la diferencia de potencial en los extremos de la resistencia R o resistencia exterior del circuito; Extremos que están situados en los bornes del generador. Y ¿qué representa el producto I r? La diferencia de potencial perdida a causa de la existencia de la resistencia interna del generador. Por eso, al producto I r se le denomina caída de potencial o caída de tensión. Según lo explicado: E= I R + I r = (Va - Vb) + I r Por tanto. Va - Vb = E

-Ir

La diferencia de potencial en los bornes de un generador es igual a su fuerza electromotriz menos la caída de tensión Ir.

ASOCIACION DE COMPONENTES ELÉCTRICOS a) Asociación de intensidades. Nudo. Ecuación de los nudos. Se denomina nudos a los puntos en que inciden más de dos conductores. Entre las intensidades que entran en el nudo y las que salen se puede plantear la ecuación: 1

4

2

3

I +I =I +I

Generalizando ∑Ie = ∑Is

Ie= Intensidades entrantes Is= Intensidades salientes.

Este planteamiento es razonable, ya que los electrones no pueden quedar acumulados o desaparecer.


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com b) Asociación de resistencias. Aunque parezca que varias resistencias se pueden contar de múltiples formas, éstas se reducen a dos: En serie y paralelo. Podemos señalar que la resistencia de un conductor es directamente proporcional a su longitud e inversamente proporcional a la sección del mismo, dependiendo a su vez de la naturaleza del conductor. Este resultado puede expresarse:

R= p l

s Donde “p” es una constante, característica de cada tipo de material, denominada resistividad, siendo “l” la longitud y “s” el tiempo. La resistividad es la resistencia que tiene un conductor cuya longitud y sección son la unidad. Su valor nos indica la calidad de una sustancia como conductor. Su unidad en el S.I es el Ohm . metro. Como norma general cuando disminuye la resistividad, aumenta la calidad de la sustancia como conductor. b1) Asociación en serie Las resistencias se conectan de modo que por todas ellas pasen la misma intensidad de corriente. Corresponde a una asociación tal como la de la figura. El objeto del cálculo es determinar una resistencia R capaz de sustituir al conjunto. I

R1 A

R2

R3

B

C

D

Al introducir una intensidad “I” se produce, según la ley de Ohm, una caída de tensión en cada resistencia, cumpliéndose que: VA - VD = ( VA - VB ) + ( VB - VC ) + ( VC - VD ) Sustituyendo cada uno de los sumandos por su valor: VA - VD=I RT

VA - VB =I R1

VB - VC =I R2

VC - VD=I R3

se obtiene el valor de la resistencia total: RT= R1 + R2 + R3

RT= Ri

b2) Asociación en paralelo. Las resistencias se colocan de modo que por cada una de ellas pasa una fracción de la intensidad total. La diferencia de potencial entre los extremos de


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com todas ellas tiene el mismo valor. Corresponde a una asociación tal como la de la figura.

A1

R1

B1

A2

R2

B2

A1

R3

B3

Para determinar la resistencia “R” del conjunto se le introduce una intensidad “I”, la cual se divide en I1, I2 e I3. Según lo visto para los nudos se puede plantear: I =I1 + I2 + I3 En cada resistencia se gasta el mismo potencial que en las restantes, ya que todos los puntos de notación A tiene el mismo potencial, pues la corriente, al pasar de A a A1, A a A2, ..., no gasta potencial al no haber resistencia entre ellos. Lo mismo ocurre con los puntos de notación B. Por consiguiente: VA = VA1 = VA2 = VA3 VB = VB1 = VB2 = VB3 VA - VB = VA1 - VB1 = VA2 - VB2 = VA3 - VB3 =V Sustituyendo en la ecuación de las intensidades la ley de Ohm, obtenemos: V = V + V+ V RT R1 R2 R 3 1 = 1 + 1 + 1 RT R1 R2 R3 Dando como resultado: 1 = ∑1 RT RI c) Asociación de generadores. c1) Asociación en serie Es la que resulta de unir entre sí y sucesivamente los polos de signo contrario de los diferentes generadores. E1 A

r1

E2 B

r2

E3 C

r3


D

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com La tensión de los generadores en serie, es igual a la suma de las tensiones de cada uno, y la resistencia interna total es igual a la suma de las resistencias internas de los generadores asociados. Por tanto:

ET = E1 + E2 + E3

ET =

Ei

rT = r1 + r2 + r3

rT =

ri

c2) Asociación en paralelo Vamos a suponer que los generadores son idénticos; sin esta condición no serían válidas las conclusiones que vamos a obtener. A1 A

A2

A3

B1 B2

A1 B

B3

E

B1

A

B

A2

E

B2

La diferencia de potencial entre los extremos del generador coincide con la tensión de los generadores, los cuales tienen igual tensión entre sí. Se cumple además que la inversa de la resistencia total es igual a la suma de las inversas de las resistencias.

MAGNETISMO Los primeros fenómenos magnéticos conocidos, estaban relacionados con los llamados imanes naturales. Desde épocas muy antiguas, que se remontan a la antigüedad griega, es conocido el hecho de que algunas sustancias, como la magnetita (es el imán por naturaleza). Tienen la propiedad de atraer al hierro no imantado, manifestándose esta propiedad más acusadamente en ciertas regiones del imán llamadas polos. A los materiales como el hierro, los atrae con más fuerza. Algunos materiales, como el cinc y el oro, son rechazados, aunque con poca fuerza, al someterlos a la acción de un potente imán. A estas sustancias se les llamó sustancias diamagnéticas, hay otras sustancias que son débilmente atraídas por imanes potentes, como es el caso del aluminio, y a las que se les denomina paramagnéticas, por último, las sustancias que son fuertemente atraídas por los imanes, como el hierro, reciben el nombre de ferromagnéticas. Los chinos en el año 121 de nuestra era, ya conocían el hecho de que una barra de hierro colocada cerca de un imán natural adquiría y conservaba las 19 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com propiedades de éste y que si se suspendía libremente era capaz de orientarse en la dirección N - S terrestre. El uso de los imanes como medio de facilitar la navegación (brújulas) se remonta hacia el siglo X u XI. Con objeto de estudiar estos fenómenos, que no pueden ser considerados como consecuencia de acciones gravitatorias o electrostáticas, se constituyó una parte de la Física que se denominó MAGNETISMO, suponiendo en un principio que no tenía relación alguna con los fenómenos eléctricos. En 1772, hay un intento de relacionar ambas materias como consecuencia de los estudios realizados por Beccaria de Mondovi y publicados en su obra " Dell`electrismo artificiale" donde desarrolla una teoría relativa a circuitos eléctricos capaces de engendrar magnetismo en los imanes. Sin embargo, hasta 1819 no se demostró que existía relación entre los fenómenos eléctricos y magnéticos. En este año el físico danés Oester (1770-18851) observó que una aguja magnética se desvía al encontrarse en la proximidad de un conductor por donde circula una corriente, experiencias posteriores realizadas por Faraday, Henry y Ampêre demostraron la interacción existente entre corrientes e imanes, dando origen a esta rama de la Física llamada actualmente ELECTROMAGNETISMO. El electromagnetismo es la rama de la física que estudia los fenómenos que produce una corriente eléctrica al circular por un conductor y que produce en sus proximidades la aparición de manifestaciones magnéticas parecidas a las originadas por los imanes naturales. Campo magnético De la misma manera que una masa origina un campo gravitatorio y una carga eléctrica en reposo, un campo eléctrico, un imán o una corriente eléctrica perturban el espacio que las rodea dando origen a un campo magnético, el cual puede hacerse "visible" por la presencia de fuerzas actuantes sobre agentes de prueba tales como: limaduras de hierro, agujas imantadas, corrientes eléctricas, etc. Según esto: CAMPO MAGNÉTICO es aquella región del espacio donde se hacen visibles los efectos magnéticos. O mejor aún, aquella región del espacio donde se ejerce una fuerza sobre un imán o sobre una corriente eléctrica colocada en ella. El campo magnético podemos materializarlo mediante una serie de líneas que indican la dirección de la fuerza en cada punto del campo y que se llaman líneas magnéticas de fuerza, o líneas de fuerza. Al hablar del campo gravitatorio terrestre se define la intensidad del campo en un punto como la fuerza que la tierra ejercía sobre la unidad de masa colocada en dicho punto, de igual forma, se define la intensidad del campo magnético en un 20 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com punto como la fuerza ejercida sobre la unidad de flujo magnético colocada en dicho punto. Experiencia de oersted La primera experiencia que señaló la idea de que el magnetismo debía estar íntimamente relacionado con los fenómenos eléctricos fue realizada por el físico danés Oested en 1919. Oested situó una brújula en las proximidades de un hilo conductor. Al hacer circular una corriente eléctrica continua por el hilo, la brújula se orientó perpendicularmente al hilo. La experiencia de Oested puso de manifiesto que las corrientes eléctricas (cargas en movimiento) producen sobre la brújula los mismos efectos que se observarían al acercar a ésta un imán. Parece, pues, que cargas eléctricas en movimiento, producen los mismos efectos que los imanes. Lineas de conducción. Al igual que sucedía en el campo eléctrico, el campo magnético suele representarse mediante líneas de "fuerza" que dentro del imán, se denominan líneas de inducción. En un principio, podemos definir las líneas de inducción como las trayectorias descritas por un polo norte puntual al moverse libremente bajo la sola acción del campo. Teniendo en cuenta el hecho conocido de que "polos del mismo signo se repelen y de distinto signo se "atraen" es fácil comprender que las líneas de inducción "salen" por el polo norte del imán y "entran" por el polo sur. Intensidad del campo magnético. Inducción magnética. Flujo magnético. La intensidad del campo magnético (H) en un punto, es la fuerza que soportaría la unidad de un polo aislado en ese punto. La unidad en el CGS de intensidad de campo magnético es el Gauss. La intensidad del campo magnético en un punto, es igual a un Gauss, cuando considerando en dicho punto una superficie de un centímetro cuadrado (perpendicular a la dirección de las líneas de fuerza), sólo es atravesada por una línea de fuerza; por lo tanto mide la concentración de líneas de fuerza. En un imán la zona de los polos tiene mayor intensidad de campo magnético (líneas más concentradas) que en las zonas más distantes. 21 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Toda carga eléctrica en movimiento produce, además del campo eléctrico, un campo magnético caracterizado asimismo por las líneas de inducción y por una magnitud vectorial B, denominada inducción magnética o densidad de flujo magnético. Por lo tanto al campo magnético en el interior del imán se le llama inducción magnética (B). Su unidad es el Gauss (CGS) y el Tesla (SI). Las líneas de fuerza del interior del imán las llamaremos ahora líneas de inducción. Densidad de flujo B, se llama también inducción magnética, es el número de líneas de inducción que atraviesan la unidad de superficie situada perpendicularmente a la dirección de dichas líneas. Flujo magnético a través de una superficie S situada en un campo magnético, es el número de líneas de inducción que atraviesan dicha superficie. En principio, esta definición del flujo encierra la siguiente dificultad: como por cada punto del campo puede pasar una línea de inducción, sea cual fuere el valor de la superficie, pasarán por ella infinitas líneas, con lo cual el flujo será siempre infinito. Este inconveniente se evita adoptando el convenio de que por unidad de superficie colocada perpendicularmente a las líneas de inducción pasen tantas líneas como indique el valor de B. Por tanto, el flujo a través de una superficie S colocada perpendicularmente al campo vendrá dado por: O =B.S

de donde B =

O

.

S

Unidades de flujo magnético y de inducción magnética. Las unidades del flujo magnético y de la inducción magnética (campo magnético), dependen del sistema de unidades elegido. En el sistema Giorgi la unidad del flujo magnético es el weber y por tanto la de la inducción magnética: Como

B= O S

La unidad de inducción magnética será: weber/m² también llamada tesla. En el sistema cegesimal electromagnético, la unidad de flujo se denomina maxwell y su equivalente con el weber es la siguiente: 1 weber = 108 maxwell 22 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com La unidad de inducción magnética en este sistema, se denomina Gauss y equivale a 1 maxwell por centímetro cuadrado. 1 tesla= 1 weber/ m² =108 maxwell/ 104 cm² = 10 4 Gauss

CAMPO CREADO POR UNA CARGA ELÉCTRICA EN MOVIMIENTO Y POR UN ELEMENTO DE CORRIENTE. Las experiencias descritas anteriormente nos demuestran que toda carga eléctrica en movimiento crea un campo magnético. Los estudios y observaciones experimentales realizados por Oested, Biot y Savart, y por Ampêre, demuestran que la inducción magnética del campo originado por una carga móvil depende: - Directamente proporcional al valor de la carga que se mueve velocidad.

a su

-Del seno del ángulo que forman la dirección de la velocidad con que se mueve la carga y el radiovector que va desde dicha carga al punto del campo que se considere. - Inversamente proporcional al cuadrado del módulo del radiovector citado. - Por otra parte, el vector B. o vector de inducción magnética, es perpendicular al plano determinado por los vectores “r” y “v” y dirigido según indica el producto vectorial vxr. B

Gráficamente lo representaríamos así :

Q

r

v Matemáticamente, el módulo de B vendría dado por la expresión: B = k Q v sen E r 2 La constante “K” es una constante que depende de las unidades que se elijan para definir el campo. En el S.I, se elige para “K” el valor 1/ 10 -7 U.I. 23 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Al igual que ocurría en el campo eléctrico, el medio juega un papel importante. En el campo magnético, este papel es mucho más difícil de entender que en el campo eléctrico, donde el medio siempre suponía una disminución en la intensidad de la interacción. Respecto al campo magnético, podemos distinguir tres tipos de sustancias, cuyo comportamiento es muy diferente: - Sustancias diamagnéticas, como el oro o la plata. La permeabilidad magnética es menor o igual a la del vacío, y, por tanto, el campo en su interior es ligeramente inferior al que existe en el vacío. - Sustancias paramagnéticas, como el cromo o el manganeso. Por tanto, el campo en su interior es ligeramente superior al que existe en el vacío. - Sustancias ferromagnéticas, como el hierro, en que la permeabilidad magnética es mucho mayor que la del vacío, en su interior, la intensidad del campo magnético es muchísimo mayor que en el vacío. Campo eléctrico creado por una corriente rectilínea Acabas de ver que la experiencia de Oersted pone de manifiesto la existencia de un campo magnético creado por una corriente, en este caso rectilínea. Para hacer visibles las líneas de fuerza, o de inducción, del campo magnético creado por esta corriente, se esparcen pequeñas limaduras de hierro sobre una cartulina colocada en un plano perpendicular al conductor. Observarás que las limaduras se distribuyen según las líneas de inducción, formando una serie de circunferencias concéntricas. El sentido de las líneas de inducción del campo magnético creado por una corriente rectilínea coincide con el giro de un sacacorchos que avanza en el sentido que lo hace la corriente eléctrica. ±



Campo magnético creado por un solenoide. Una bobina o solenoide, es un conjunto de espiras en el mismo sentido y puesta una a continuación de otra, los campos de cada espira se suman en el interior y se anulan en el espacio que separan una espira de otra. De nuevo, podemos obtener la imagen del campo que crea un conjunto de espiras, situando pequeñas brújulas alrededor del solenoide y haciendo pasar una corriente por el mismo. Es de esperar que si en lugar de una única espira, situamos varias, el campo resultante de todas ellas sea la suma de cada uno de los campos individuales. Al construir un solenoide formado por N espiras, cabe esperar que en los puntos del interior del solenoide, el campo resulte tanto mayor, cuantas más espiras coloquemos por unidad de longitud, esto es, cuanto más apretadas se coloquen las espiras. El solenoide resulta ser, por tanto, un dispositivo excelente para obtener en su interior campos magnéticos intensos y prácticamente uniformes. Electroimán y relé El campo magnético creado por un solenoide o bobina, depende fundamentalmente del número de vueltas o espiras de la bobina y de la intensidad de la corriente que circula por ella. Ahora bien, si se introduce dentro de un solenoide una barra de hierro dulce, la intensidad del campo magnético aumenta de un modo notable; dándose además la circunstancia que únicamente existe campo magnético si pasa corriente por el solenoide. Este dispositivo se llama electroimán y es, por tanto, un imán temporal. Las aplicaciones técnicas de los electroimanes se basan en los llamados circuitos de relé, en los que un sistema se comporta o no como imán actuando a voluntad sobre un interruptor. Esto permite controlar otro circuito independiente del que actuamos. Definimos como permeabilidad magnética, a la facilidad que presenta una sustancia a ser atravesada por las líneas de fuerza, y el coeficiente de permeabilidad de un material, es la relación que existe entre el número de líneas de fuerza que atraviesa un centímetro cuadrado de sección con una bobina con núcleo de ese material y el número de líneas correspondiente al caso de ser núcleo de aire.



INDUCCION ELECTROMAGNÉTICA Fenómenos de inducción. Imagina un circuito inerte conductor homogéneo, sin ningún generador en comunicación con él, en el cual se intercala un galvanómetro para detectar la existencia de posibles corrientes eléctricas. Si se acerca o se aleja un imán a este circuito inerte, se observa en él el paso de una corriente eléctrica. Se produce también esta misma corriente si, estando fijo el imán, es el conductor el que se acerca o aleja. También se puede observar este fenómeno si en vez de disponer de un imán se trabaja con un solenoide por el que circula una corriente de intensidad constante. También puede originarse una corriente en un circuito inerte sin existir movimiento relativo entre el solenoide y el conductor, Basta que por el solenoide circule una corriente de intensidad variable, lo que se consigue por medio de un reóstato. Finalmente, sin movimiento relativo y sin variación de la intensidad, se produce también una corriente eléctrica en el circuito inerte con sólo mover rápidamente un trozo cualquiera de hierro entre el imán y el circuito inerte. Fuerza electromotriz inducida. En las experiencias anteriores, tan distintas entre sí, hay algo común a todas ellas: la producción de una corriente eléctrica cuyo origen tiene que ser, asimismo, el mismo en todas ellas. Ahora bien, las experiencias citadas presentan como característica común, que en todas ellas se produce una variación del flujo magnético a través de la superficie que limita el conductor inerte. Por tanto, hemos de deducir que la causa de la fuerza electromotriz y de la corriente eléctrica producidas en el circuito inerte, es la variación del flujo magnético a través de la superficie limitada por el conductor. Según esto, definiremos: “Siempre que varíe el flujo magnético a través de un circuito cerrado se originará en él una fuerza electromotriz inducida”. O también: 26 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com “Fuerza electromotriz inducida, es la fuerza electromotriz producida en un circuito inerte mediante la variación del número de líneas de fuerza magnéticas que atraviesan la superficie limitada por él. “ El circuito inerte recibe el nombre de inducido. El cuerpo que crea el campo magnético se denomina inductor, puede estar constituido: por un imán permanente; por un electroimán; por una bobina recorrida por una corriente alterna o por una bobina recorrida por una corriente continua que es interrumpida miles de veces por segundo. Valor de la fuerza electromotriz inducida. Se ha determinado experimentalmente que el valor de la fuerza electromotriz inducida, depende de la variación del flujo, a la que es directamente proporcional, y del tiempo transcurrido en producirse dicha variación, al que es inversamente proporcional; verificándose que: ∑ = - ∆ O = ∆O =VARIANTE DE FLUJO ∆T

La razón del signo (-), en esta expresión es la siguiente: Si convencionalmente tomamos como positivas aquellas fuerzas electromotrices que dan lugar a corrientes que se mueven según las agujas del reloj, vemos que estas corrientes se producen precisamente cuando hay una variación de flujo decreciente, es decir: negativa, como se puede observar en las figuras. Si la variación de flujo fuese positiva, se ve fácilmente que la fuerza electromotriz es negativa. Utilizando el sistema internacional de unidades (SI), el valor de la fuerza electromotriz inducida vendrá expresado en voltios, si el flujo se mide en webers y el tiempo en segundos. En resumen: El valor de la fuerza electromotriz inducida es independiente de las causas que provocan la variación de flujo, y solamente depende de la mayor o menor rapidez con que varía el flujo a través de la superficie limitada por el circuito. Corriente eléctrica inducida. Ley de LENZ. Corriente eléctrica inducida, es la producida en un circuito inerte cerrado mediante la variación de flujo magnético, a través de la superficie limitada por él. Esta corriente dura mientras varíe el flujo, a través de la superficie limitada por el conductor.


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com El sentido de la corriente inducida es tal, que ésta tiende mediante sus acciones electromagnéticas, a oponerse a la causa que la produce. Ejemplo: Acercando el polo norte de un imán al conductor, se produce en él una corriente inducida cuyo sentido hará que esta cara del circuito sea otro polo norte que rechazará el imán, oponiéndose así a su acercamiento, pues esta es la causa de la corriente inducida Autoinducción. Corrientes auto inducidas. Imaginemos un circuito constituido por un solenoide, una resistencia variable y un generador de corriente continua. Si por medio del reóstato modificamos la intensidad de la corriente que pasa por el solenoide, el flujo que lo atraviesa debido al campo magnético que se origina, variará también. Consiguientemente se inducirá en el propio circuito una fuerza electromotriz que, según la ley de Lenz, tiende a oponerse a la causa que la origina: en este ejemplo, a la variación de la corriente. Este fenómeno se denomina autoinducción y a la fuerza electromotriz así originada, fuerza electromotriz autoinducida. Autoinducción es el fenómeno en virtud del cual una corriente de intensidad variable, llamada corriente principal, crea en su mismo circuito, por inducción, otra corriente denominada corriente autoinducida o extracorriente. Valor de la fuerza electromotriz autoinducida. La variación del flujo magnético a través del propio circuito, producida por una corriente de intensidad variable, es directamente proporcional a la variación de dicha intensidad de corriente. Coeficiente de autoinducción o inductancia. Si en la expresión anterior suponemos que I=1amperio y que t =1segundo, resulta que e=L. Es decir: El coeficiente de autoinducción de un conductor es numéricamente igual a la fuerza electromotriz producida por autoinducción en él, cuando es recorrido por una corriente cuya intensidad varía, aumentando o disminuyendo, 1 amperio en cada segundo. El coeficiente de autoinducción de un conductor depende de su forma geométrica y de sus dimensiones. Así, por ejemplo, la autoinducción de un conductor rectilíneo es casi nula; y la de este mismo conductor arrollado en espiral es muy grande, sobre todo si se introduce en su interior un núcleo de hierro cerrado. Cuanto mayor sea el número de espiras de un carrete y cuanto mayor sea el área de su sección y menor su longitud, mayor será su coeficiente de autoinducción. El coeficiente de autoinducción se mide en henrios. Un henrio es la 28 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com autoinducción de un conductor en el que una corriente cuya intensidad varía 1 amperio cada segundo, produce por autoinducción una fuerza electromotriz de 1 voltio. Sentido de la corriente autoinducida. Según la ley de Lenz la extracorriente de cierre es de sentido contrario al de la corriente principal, tendiendo a debilitarla; en cambio, la apertura es del mismo sentido, tendiendo a reforzarla. Las extracorrientes de cierre y apertura en circuitos con muchas espiras y núcleos de hierro son muy grandes, pues es muy grande la variación de flujo magnético a través de estos circuitos.



TEMA 22. COMUNICACIONES ELEMENTOS DE LA COMUNICACION. La finalidad de todo sistema de transmisión, es la de transmitir señales entre dos puntos distantes entre sí con la mayor calidad posible, para poder transmitir mensajes produciéndose la comunicación. Todo sistema de comunicación presenta el funcionamiento siguiente: una fuente de información (por ejemplo, el cerebro) escoge el mensaje deseado (por ejemplo, una palabra), de entre una serie de mensajes posibles; un emisor (por ejemplo los diferentes sonidos producidos por las cuerdas vocales), transforma en señal dicho mensaje que en ese momento es enviado por el canal de comunicación, el aire, al receptor (por ejemplo, el oído de otra persona) que a su vez transporta la señal recibida al cerebro y este traduce el mensaje. Cuando la distancia que separa al emisor del receptor aumenta, se necesita un medio capaz de servir como soporte a la transmisión. El ingenio humano desarrolla diversas maneras de comunicarse, ya desde la antigüedad, cuando la distancia se hace insuperable con la voz: el humo, los tambores… Mas adelante, con el descubrimiento de la escritura como soporte del mensaje, nace el correo, que prestó y presta un gran servicio a la comunicación de nuestra sociedad. Sin embargo el medio para transportar la información sigue siendo rudimentario y con muchas limitaciones. Por eso, cuando hablamos de telecomunicación desaparecen muchas de esas limitaciones (espacio, tiempo, capacidad informativa, falta de reciprocidad simultánea.). Entendemos por Telecomunicación, todo proceso que permite a un corresponsal hacer llegar a otra u otras informaciones (signos, señales, escritos, imágenes, sonidos o informaciones de cualquier naturaleza), por medio de hilos, radioelectricidad, medios ópticos u otros sistemas electromagnéticos. El primero de los grandes inventos fue el teléfono, por Alexander Grahan Bell, en 1876. Pocos años después en 1887, Heinrich Hertz consiguió la primera transmisión-recepción en ondas de radio. En diciembre transatlántica.

de

1901,

Marconi

había

logrado


una

comunicación

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Puede afirmarse telecomunicaciones.

que

la

telegrafía

es

el

primer

sistema

de

El telégrafo inventado por Samuel Finley Morse, consistía en pasar una corriente eléctrica por un electroimán que accionaba una pluma y esta dejaba unas marcas en unas cintas de papel. Cada letra del alfabeto se indicaba mediante una combinación de puntos y líneas. El telégrafo sólo podía ser usado por gente experta en traducir velozmente los puntos y líneas en palabras con sentido, hasta que Emile Baudot (1843-1903) realizó un aoarato capaz de convertir de manera automática los códigos de transmisión, lo que dio lugar al Teletipo, cuyo diseño y manejo es similar a la máquina de escribir. El telégrafo, teléfono y teletipo realizan las comunicaciones por cable. La radiotelegrafía usa el Código Morse pero emitiéndose por ondas. La unión entre las telecomunicaciones y la informática ha dado origen la telemática. La Telefonía Móvil Automática (tma), tiene por finalidad el utilizar un teléfono sin que haya conexión física. El servicio Telefax es un servicio público de transmisión de información Alfa numérica y gráfica que no requiere transcripción Un Módem es un equipo destinado a posibilitar la conexión entre un ordenador y un terminal a través de la línea telefónica. Para enlazar estos equipos necesitamos dos Módem, uno para cada terminal y su función es convertir señales digitales en analógicas y viceversa. Los sistemas de radio láser de microondas permiten la conexión entre dos puntos fijos, mediante ondas electromagnéticas. Los satélites artificiales permiten enlaces intercontinentales salvando los inconvenientes de los enlaces terrestres.

ESPECTRO DE FRECUENCIAS. Fue el Comité Consultivo Internacional de Radiodifusión (C.C.I.R), quién dividió la rama de frecuencias en ocho grupos según la longitud de ondas: - Ondas miriamétricas (VLF) de 0´01Mhz a 0´03 Mhz. Son ondas de Muy baja frecuencia, son ondas de propagación por tierra se utilizan para en laces de radio a gran distancia. 31 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com - Ondas kilométricas (LF) de 0´03 Mhz a 0´3 Mhz. Son ondas de baja frecuencia, y menos estables que las ondas miriamétricas, se emplean para enlaces de radio a gran distancia y ayuda a la navegación. - Ondas hectométricas (MF) de 0´3 a 3Mhz. Las ondas de frecuencia media, se emplean sobre todo para radiodifusión. También nos encontramos en esta banda la “onda pesquera”. En esta zona existe un espacio reservado de la RED Radiotelegráfica de la Guardia Civil, que trabaja entre 2´2Mhz y 2´4 Mhz por la noche. - Ondas decamétricas (HF) de 3 Mhz a 30 Mhz. Son ondas de alta frecuencia, su propagación es ionosférica, se emplean en comunicaciones de todas clases a media y larga distancia. También en este espectro hay una zona que ocupa la red radiotelegráfica de la Guardia Civil que trabaja entre 4 y 6 Mhz. - Ondas métricas (VHF) de 30 a 300 Mhz Son ondas de muy alta frecuencia, su propagación es directa, se emplea en enlaces de radio a corta distancia así como en emisiones de radiodifusión en frecuencia modulada (88 a 188 Mhz). La red radiotelefónica de la Guardia Civil, está entre 75 Mhz y 85 Mhz. - Ondas decimétricas (UHF) de 300 a 3000 Mhz. Son ondas de altísima frecuencia, su propagación es exclusivamente directa, con posibilidad de enlaces por reflexión con satélites artificiales. - Ondas centimétricas de 3000 a 30.000 Mhz. Son ondas de super alta frecuencia, su propagación es igual que la de las ondas decimétricas, se utilizan para en laces de radio y radar. - Ondas milimétricas (EHF) de 30.000 a 300.000 Mhz. Son ondas de extremadamente alta frecuencia, su propagación es igual a las ondas decimétricas y centimétricas. Se utilizan en enlaces de radio y radar.


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com ESPECTRO DE LAS ONDAS HERZIANAS Frecuencia

Longitud onda

de Denominación métrica

Denominación Abreviatura normal internacional

10 KHz a 30 30 Km a 10 Ondas KHz Km Miriamétricas

Frecuencias muy bajas

VLF

30 Khz a 300 10 Km a 1 Km Ondas KHz kilométricas

Frecuencias bajas

LF

300 Khz a 3 1 Km a 100 Ondas MHz Km Hectométricas

Frecuencias medias

MF

3 MHz a 30 100 m a 10 m Ondas MHz Decamétricas

Frecuencias altas

HF

30 MHz a 300 10 m a 1 m MHz

Ondas Métricas

Frecuencias muy altas

VHF

300 MHz a 3 1 m a 10 cm GHz

Ondas Decimétricas

Frecuencias Ultras altas

UHF

3 GHz a 30 10 cm a 1 cm GHz

Ondas Centimétricas

Hiperfrecuencias SHF

30 GHZ a 300 1 cm a 1 mm GHz

Ondas Milimétricas

EHF Frecuencias Extremadament e Altas

CONCEPTO DE MALLA Y CANAL DE TRABAJO. Se llama canal de trabajo, al par de frecuencias asignados para establecer la comunicación entre dos o más equipos. Se entiende por malla, al conjunto de estaciones de radio que enlazan habitualmente entre sí, utilizando un mismo canal de trabajo. Se llaman corresponsales a cada una de las estaciones que forman la malla y central Directora a la responsable de una correcta explotación de ésta. Una o varias mallas forman una Red . La red radiotelefónica de la Guardia Civil está articulada en mallas provinciales y trabaja en la banda de VHF y en Frecuencia modulada (FM).


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Cada malla tiene asignado un canal de trabajo diferente de las limítrofes para evitar interferencias de unas mallas con otras. Los equipos utilizados por los corresponsales pueden ser: •

Fijos: Cuando es utilizada con carácter permanente en determinada.

una ubicación

•

Móvil: Se utilizan en movimiento o mientras esté detenida en puntos no determinados (Vehículos).

•

Portátil: Es un equipo que posee antenas y fuentes de energía incorporadas en él (radioteléfono de mano).

DIFICULTADES EN EL ENLACE EN MALLA DE VHF Y UHF. La comunicación en una malla de VHF y UHF está determinada en gran parte por el comportamiento de las ondas al propagarse. otro:

Veamos de cuantas formas puede llegar una señal de radio de un equipo a a) Rayo Directo: Cuando no hay obstáculos entre uno y otro. Hay visibilidad entre ambos equipos y no se atenúa. b) Rayo Reflejado: La señal recibida procede de una reflexión en cualquier obstáculo y nos llega más o menos atenuada. c) Rayo Refractado: La señal procede del cambio de dirección sufrido por el rayo directo al intentar atravesar las distintas capas atmosféricas.

Si bien más adelante hablaremos más detenidamente del comportamiento de las ondas en función de sus frecuencias, diremos que una comunicación en VHF y UHF se va a sustentar en la onda directa. La onda directa es fácilmente absorbida por los obstáculos que se va a encontrar en su camino, creando zonas sin cobertura llamadas zonas de sombra. Para lograr unas transmisiones idóneas en la red de VHF nos sustentaremos en repetidores. Los repetidores son equipos transmisores-receptores que automáticamente vuelven a radiar la señal que reciben, después de haberla sometido a un proceso de amplificación.


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com El conocimiento de las características de los equipos radiotelefónicos, de sus posibilidades y de la forma de la propagación de las señales emitidas, nos pondrán en condiciones de saber buscar siempre la posibilidad de enlace y salvar algunas dificultades. Cuatro son los factores que más influyen en un radio enlace: 







Situación del equipo sobre el terreno: Es lógico pensar que cuanto más libres y despejado de obstáculos no encontremos, menos se atenuará nuestra señal y más alcance tendrá. Si el equipo fuera instalado en un vehículo, y tuviéramos obstáculos que nos entorpezcan el enlace, podríamos desplazarnos en busca de un lugar más idóneo, más alto y despejado que nos permita una buena comunicación. Tipo de antena usada: siendo este elemento el encargado de radiar y recibir las ondas podemos deducir que de su calidad dependerá mucho el rendimiento de esa radiación y por tanto el enlace. Sensibilidad del receptor : es la facilidad de un receptor para recibir una señal por débil que sea, reproduciendo fielmente el mensaje. Es una característica de fabricación. Potencia del emisor : se mide en vatios. En radiotelefonía de VHF y UHF no es excesivamente alta la potencia de transmisión, pues igual alcance tendría prácticamente (rayo directo) un equipo de 15 W que otro de 50W, y este último consumiría mucho más y ocuparía más sitio.

Por último definiremos interferencia, al efecto de una energía no deseada debida a una o varias emisiones, radiaciones, inducciones o sus combinaciones sobre la recepción en un sistema de radicomunicación, que se manifiesta como degradación de la calidad o pérdida de la información.

SERVICIOS DE USUARIO O MODOS DE TRABAJO. Las redes radiotelefónicas permiten hacer distintas clases de comunicaciones. Cada una tiene sus características, sus ventajas e inconvenientes y su oportunidad de utilización. Para un mejor aprovechamiento de la red es necesario conocer estas modalidades. Los tipos de modalidades son: Simplex, Duplex y Semiduplex. a) Comunicación Simplex: Es el sistema más simple que puede configurarse dentro del conjunto de redes de comunicación, en este tipo de comunicación no se emplea repetidor, ya que las señales van directamente de una antena a otra y usan una sola frecuencia, la misma para transmisión y para recepción. 35 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Sólo puede transmitir uno de los equipos a la vez. Para hablar, el usuario debe pulsar un conmutador (PTT) y soltar cuando quiere escuchar. b) Comunicación Semiduplex : Es un sistema que usa DOS frecuencias por canal. En este sistema se pueden emplear repetidores. NO se puede hablar simultáneamente. Esta modalidad permite más cobertura al poder emplear repetidores. c) Comunicación Duplex : Las características son las mismas que en Semiduplex pero la diferencia está en que aquí SI se puede hablar simultáneamente (como si habláramos por teléfono). Se usan dos frecuencias (una para TX y otra para RX) y también se pueden usar repetidores. Empleo de las distintas modalidades a) Comunicación Simplex: Al no emplear repetidores su alcance queda muy reducido, es ideal para redes pequeñas, en este modo todos los corresponsales se oyen entre sí. b) Comunicación en Semiduplex: En este sistema la base emite con una frecuencia que puede ser captada por todas las unidades y estas lo hacen con otra que sólo puede ser captada por la base. Este sistema no permite la comunicación entre unidades móviles como ocurre con el sistema Simplex. Este sistema trabaja con transmisión en una sola dirección cada vez. La central se comporta como un equipo más. El repetidor trabaja con las frecuencias invertidas respecto a la Central y corresponsales. Con repetidor hemos ganado gran cobertura y ahora permite comunicarse todos los equipos entre sí. c) Comunicación Duplex: También se pueden emplear repetidores asegurándose igual alcance que en el caso de las Semiduplex. Uso de la red radiotelefónica. En una red de radiotelefonía la comunicación deber ser comprensible y breve. Se expresarán las ideas con un mínimo de palabras necesarias para que se entienda el mensaje. Antes de emitir cualquier llamada es necesario observar si con ello no vamos a interferir otra comunicación en curso. Hemos de señalar que la palabra “recibido“, expresa que la comunicación se ha escuchado y entendido, los indicativos son palabras, cifras, o grupos de letras y cifras que se utilizan para identificación de las estaciones.


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com A veces es necesario transmitir mensajes conteniendo palabras o nombres en idiomas extranjeros que no resultan difíciles de entender; para ello se puede emplear el alfabeto internacional o CODIGO ICAO, ideado por la Organización Mundial de Aviación Civil (ICAO), y que emplea palabras que presentan menor confusión en todos los idiomas. CODIGO FONETICO ICAO (International Civil Aeronautical Organnization) A ALFA B BRAVO C CHARLIE D DELTA E ECHO(Eco) F FOXTROT G GOLF H HOTEL I INDIA J JULIETT K KILO L LIMA M MIKE

N NOVEMBER O OSCAR P PAPA Q QUEBEC R ROMEO S SIERRA T TANGO U UNIFORM V VICTOR W WHISKEY X X-RAY Y YANKEE Z ZULU

El Código Q, fue inventado en los primeros años de la radio para eliminar el grave problema que suponía la diversidad de idiomas. Partiendo de un origen básicamente marítimo, pronto su utilidad se manifestó rápidamente en comunicaciones aéreas. Se trata de un Código puramente radiotelegráfico y no radiofónico pero ha transcendido su uso a comunicaciones habladas. El empleo de Código Q tiene su principal ventaja, aparte de la idiomática en el caso de las comunicaciones internacionales, en la síntesis de frases completas. Veamos algunas de las expresiones más frecuentes: CQ: Llamada general a todos los equipos. QTH: Situación (Deme su QTH). QSL: He recibido el mensaje. QRM: Recibo con perturbaciones. QSL: Acuso de recibo de mensaje… 37 BLOQUE 8. Materias técnico científicas


TRANSMISORES Y RECEPTORES DE RADIO AM Y FM. Generalidades La información que vamos a transmitir se denomina onda moduladora, y el soporte sobre el que se va a transportar onda portadora. La modulación es la variación instantánea de la portadora a ritmo de la variación de la señal moduladora. Hay tres tipos de modulación: De amplitud, de frecuencia y de fase. - Modulación en amplitud (AM) o Amplitud Modulada: Es la variación de la amplitud de la onda portadora en función de la moduladora. - Modulación de frecuencia (FM) o Frecuencia Modulada: Es la variación de la frecuencia de la onda portadora al ritmo de variación de la frecuencia y amplitud de la señal moduladora. En este caso la amplitud de la portadora se mantiene constante una vez modulada. - Modulación de Fase (PM):Es la variación de la fase de la portadora al ritmo de la amplitud y frecuencia de la moduladora. Al producirse la modulación se generan nuevas frecuencias llamadas bandas laterales. La frecuencia más alta se llama banda lateral superior y la más baja banda lateral inferior. Estas dos bandas laterales abarcan una zona del espectro de frecuencias que se llama ancho de banda. Cuanto mayor es la amplitud de la señal moduladora, más bandas laterales se manifiestan La desviación de frecuencia (f) es la variación máxima de frecuencia que podemos obtener en un determinado sistema. Si aumenta la amplitud de la onda moduladora, aumenta la desviación de frecuencia y con ello el ancho de banda; de este modo si se dejara que aumentar indefinidamente cada emisora ocuparía un ancho diferente. Los organismos internacionales la han fijado en 75 Kc /s a ambos lados de la portadora. El índice de modulación (m), es la relación entre la desviación de frecuencia y la frecuencia moduladora aplicada La demodulación, consiste en separar la onda portadora de la moduladora mediante un dispositivo demodulador. (detectores y discriminadores).


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Transmisiones Podemos señalar que los transmisores van a tener la característica y función de convertir la información que se quiere transmitir en señal de radiofrecuencia modulada, y mediante una línea de transmisión se aplicará a la antena para que la irradie en forma de ondas electromagnéticas. Básicamente un transmisor consta de un micrófono (genera moduladora), un amplificador de baja frecuencia, un oscilador local, que genera la portadora, un modulador, amplificador de potencia y antena.

Amplificador B.F

Modulador

MICRO

Amplificador de Potencia

Oscilador local

- Micrófono: Convierte las variaciones de la voz en variaciones de corriente eléctrica, generando una onda moduladora (información). - Amplificador de baja frecuencia: Debido a que las señales que produce el micrófono son muy débiles deben de ser amplificadas. - Oscilador local: Es el que general la onda de radiofrecuencia que no servirá de portadora. - Modulador: Es un dispositivo donde se produce la modulación de la portadora por la moduladora. - Amplificador de potencia: La portadora ya modulada es muy débil para emitirla, así que sufrirá una gran amplificación antes de ser radiada por el sistema de antena.


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Receptores Definiremos los receptores de radio como aparatos que captan mediante antenas señales de radio frecuencia y extraen la información de la señal recibida.

Mezclador

Amplificador de baja frecuencia

mi xer Amplificador

Amplificador.

Radio frecuencia.

Frecuencia intermedia

Detector(AM) o discriminador (fm)

altavoz

Oscilador local RECEPTOR BASICO.

El receptor recibe por la antena una señal de radiofrecuencia modulada, que se amplifica. En el mezclador la señal amplificada se mezcla con la frecuencia del oscilador local. Aparece así una frecuencia más baja (Frecuencia Intermedia “FI”), con la misma modulación. La señal de FI se amplifica y va al detector donde se filtra y elimina la portadora, quedando entonces sólo la moduladora. Esta señal se amplifica todavía más y pasa al altavoz que transforma las variaciones eléctricas en ondas de sonido. En un receptor de F.M el detector se llama discriminador Las características de mayor importancia en un receptor son: - Sensibilidad: Es la tensión de señal que debe aplicarse a la antena para que el receptor proporcione una salida normal. Se expresa en microvoltios o decibelios. - Selectividad: Determina la medida en que el receptor es capaz de distinguir entre la señal deseada de otras mas o menos diferentes. - Fidelidad: Es la capacidad de reproducir la información sin distorsión. - Factor de ruido: Determina la mínima señal que puede recibirse sin que quede enmascarada por el ruido del receptor. Se conoce con el nombre de desvanecimiento o fading, el fenómeno de cambio de intensidad de la señal captada en la antena receptora aunque la intensidad de la señal en la antena emisora se mantenga constante. Este fenómeno se observa cuando al oír una emisora radiofónica se producen altibajos en la recepción. 40 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com La ventaja de FM (frecuencia modulada), sobre AM es la inmunidad frente a ruidos y parásitos; receptor más sensible y buen rendimiento del emisor.

EQUIPOS REPETIDORES Una red radiotelefónica en VHF debe sustentarse para mantener la estabilidad del enlace en la transmisión por rayo directo. Pero también sabemos que el rayo directo esta sujeto a las atenuaciones que sobre él producen los obstáculos naturales. Para salvar estos inconvenientes se recurre al empleo de los repetidores. Un repetidor es un equipo transmisor receptor que funciona de forma automática y es capaz de recibir y transmitir simultáneamente una onda de radio. El repetidor consta de un receptor y de un transmisor que van a trabajar simultáneamente. Cuando el receptor recibe una señal extrae la información (moduladora) y la pasa al transmisor. Para que se active el transmisor cuando recibe una señal, el receptor comanda a éste. Toda señal que llegue al repetidor en buenas condiciones será radiada también en buenas condiciones y, por contrario, la señal que llegue al repetidor en malas condiciones, también será radiada en malas condiciones. Para una buena comunicación es muy importante conocer la situación del repetidor al objeto de buscar una buena posición de cara a él. Cuando no sustentamos en un repetidor la frecuencia de recepción es diferente a la de transmisión y en el repetidor están invertidas respecto a los equipos corresponsales Tx Rx

B A

Corresponsal 1

Rx B Tx A

Tx B Rx A

Repetidor

Corresponsal 2

Cuando un repetidor termina de recibir, seguirá transmitiendo durante unos instantes (décimas de segundo). Si transmitimos con un radioteléfono momentos después de soltar la tecla oiremos un sonido denominado “cola del repetidor “, esto nos puede servir para saber si estamos bajo su cobertura.



LAS ONDAS ELECTROMAGNETICAS. PROPAGACION Y ALCANCES. Las ondas electromagnéticas, radioeléctricas o hertzianas son de origen eléctrico. La denominación de Hertzianas se debe a su descubridor, Heinrich Hertz. Las ondas electromagnéticas se propagan a través del vacío, sólo las superficies conductoras le oponen un obstáculo y se comportan respecto a ellas como reflectores. El número de ondas completas que se producen en cada segundo reciben el nombre de frecuencia (f). La unidad de frecuencia se expresa en herzios o ciclos por segundo, si bien en radio frecuencia se usan múltiplos como Kiloherzios (khz) y Megahercios (Mhz) e incluso Gigaherzios (Ghz). También es válido decir kilociclos (Kc), Megaciclos (Mc) y Gigaciclos (Gc). Ciclo, es una onda completa y periodo a la duración de un ciclo o al tiempo que tarda una onda en recorrer una distancia igual a su longitud de onda. La propagación se realiza a una velocidad igual que la de la luz 300.000 Km/s. Si consideramos la distancia entre la cresta de una onda y la cresta de la siguiente; esta es la longitud de onda y se representa por: λ

= V/f

V = Velocidad de la luz. F = Frecuencia en herzios o ciclos por segundo. λ Ejemplo: ¿Cual es la longitud de onda correspondiente a una frecuencia de 5 Mhz? λ

=V/f

= 300.000.000 / 5.000.000 = 60 metros.

Se notará a la vista en el ejemplo anterior que si aumentamos la frecuencia disminuye la longitud de onda. Por esa razón a las radiofrecuencias más altas se les denomina comúnmente ondas cortas, y las radiofrecuencias más bajas se les conoce como ondas largas. El estudio de la onda electromagnética nos muestra que está formada por dos componentes, que son, un campo eléctrico, y un campo magnético. El campo eléctrico nos determina la polarización de la onda. El tiempo que necesita una onda para recorrer una distancia igual a su longitud de onda recibe el nombre de periodo.


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com La propagación de una onda electromagnética que procede de una antena emisora, se expande en todas direcciones y en línea recta, parte de ellas se propagan siguiendo la superficie terrestre (ondas de tierra), y otra parte se propaga hacia la vertical en dirección al espacio (onda espacial). En las ondas terrestres, éstas pueden ser directas (osea que no hay obstáculo alguno entre emisor y receptor) y reflejadas (cuando la onda directa es reflejada por cualquier obstáculo). Las ondas espaciales se propagan verticalmente hacia el espacio exterior y podemos subdividirlas en: Troposféricas e Ionosféricas. Estas ondas son reflejadas de nuevo hacia la tierra. Las refracciones Troposféricas dependen de las condiciones meteorológicas (humedad y temperatura). Cuando hay mucha diferencia de humedad y temperatura se dispersan las ondas, llamándose esta propagación por dispersión. Las ondas se propagan aprovechando fenómenos de reflexión y refracción en la ionosfera, el rayo sufre una curvatura que según el ángulo de incidencia y la frecuencia de la onda puede originar su vuelta a tierra. La difracción de una onda se produce cuando la energía se propaga cercana a objetos sólidos, y a través de los cuales no puede pasar. La difracción aumenta al crecer la longitud de onda. Veamos el comportamiento de la onda espacial y terrestre según la frecuencia: En el segmento de las ondas largas (VLF), la onda de la tierra tiende a propagarse contorneando los obstáculos terrestres y de este modo alcanza grandes distancias en condiciones de mucha estabilidad. La onda espacial se pierde y no es aprovechada. En el segmento de las ondas medias (MF), la onda terrestre es absorbida por los obstáculos naturales más rápidamente que las anteriores. Sin embargo por la noche la onda espacial es reflejada hacia abajo por lo que puede alcanzar varios millares de kilómetros. En el caso de las ondas cortas (HF), la onda de tierra es absorbida rápidamente por los obstáculos del suelo pero la onda espacial tiende a refractarse con gran facilidad en una capa ionizada, de tal forma que varios miles de kilómetros más allá de donde se extinguió la onda directa, aparece la onda espacial que puede incluso reflejarse de nuevo. En el segmento de las ondas ultracortas (VHF), las cosas suceden de forma muy diferente, pues en su uso se emplea la transmisión por onda directa sin que intervenga el fenómeno de la refracción. Puede reflejarse en obstáculos que reúnan ciertas características, pero quien asegura la comunicación es la onda directa. 43 BLOQUE 8. Materias técnico científicas


LAS ANTENAS. La antena puede definirse como un conductor o sistema de conductores utilizados para radiar o recibir energía electromagnética. Las diversa propiedades de las antenas son las mismas tanto si dichas antenas se utilizan para transmisión como si se utilizan para recepción. Esto es lo que se entiende por reciprocidad de las antenas. Cuanto más eficiente es una antena para transmitir, en la misma forma será más eficaz para recibir. Los principales componentes de los sistemas de antenas son: - Elemento radiante o receptor , esta es la parte del sistema de antena que, en una instalación de transmisión convierte la corriente de radio frecuencia en campos electromagnéticos y que se encarga de lanzar al espacio estos campos. En una instalación de recepción es la parte de sistema de antena que recoge parte de la energía electromagnética radiada y la convierte en corriente de radiofrecuencia. - Línea de transmisión, un elemento radiante o receptor, va conectado a su transmisor o receptor por una línea de interconexión, llamada línea de transmisión, para unir estas partes del sistema. La misión de la línea de transmisión consiste en recoger la energía del lugar donde se produce y llevarla al lugar donde hay que utilizarla realizando esto con el mínimo de pérdidas. La línea de transmisión empleada deber tener una impedancia característica perfectamente definida, para su adaptación de cara a transmitir la máxima energía. Se utilizan diversos tipos: Línea de dos hilos, línea coaxial, par apantallado, guía de ondas, etc… - Otros elementos: Los dispositivos de igualamiento de impedancia, como bobinas, condensadores o resistencias, y los dispositivos de conmutación de antena. Características de las antenas. - Impedancia: Es un factor que necesariamente se debe conocer, por que permite su adaptación a la impedancia del emisor asegurando así la máxima transferencia de energía. - Ganancia: Es el número de veces que es mayor el campo electromagnético producido por dicha antena en la dirección más favorable con respecto al producido por otra antena tomada como modelo. Se mide en decibelios. - Ancho de Banda: La banda de paso de una antena es el dominio de frecuencia dentro del cual opera satisfactoriamente.


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com - Longitud de antena: A frecuencias mas altas la longitud es menor, la difusión de una radiación optima se obtiene con una antena de media longitud de onda o múltiplo entero - Directividad: La dirección horizontal en la que se produce la radiación de la antena. - Polarización: Es la dirección que tiene el campo eléctrico de la onda electromagnética generada. Puede ser horizontal o vertical. - Angulo de Radiación: Es el ángulo vertical en el que una antena emite o recibe la máxima intensidad del campo eléctrico. Efecto del suelo. La tierra se comporta como un espejo para cualquier antena y también radia. Una antena de un cuarto de longitud de onda conectada al suelo se comporta como una de media onda (antena de hertz). Según una antena comprenda partes verticales horizontales, oblicuas, sus propiedades colectoras o radiantes no se manifiestan equivalentes para una misma longitud de hilo desarrollado. El medio más empleado para aumentar la altura eficaz de una antena vertical es conectar en su extremo un desarrollo horizontal en forma de L invertida, de T, de disco… Onda incidente. Es la que llega al elemento radiante procedente del generador de RF. Ondas estacionarias (ROE). Son las ondas que no se propagan y retornan al generador de radiofrecuencias. Clases de antenas. Existen actualmente muchísimos tipos de antenas, así podemos distinguir: 

Antenas de dipolo simple.



Antenas verticales.



Antenas de cuadro.



Antenas triangulares.



Antenas Yagy…



FUENTES DE ALIMENTACIÓN. Las fuentes de alimentación, son aquellas que van a suministrar la energía necesaria tanto a los transmisores como a los receptores para que pueda desarrollar fielmente sus cometidos. La fuente de alimentación es la etapa encargada de transformar la corriente alterna de la red en un a corriente continua, que sea capaz de alimentar sin sobrecargarse las distintas etapas que constituye el trasnmisor-receptor. Para que una fuente de alimentación trabaje en condiciones idóneas debe tener una impedancia equivalente a la del conjunto del circuito transmisor, el régimen de consumo de un equipo no es continuo pues varía con la emisión. En las fuentes de alimentación podemos distinguir las siguientes partes: 

Transformador de alimentación.



Rectificador de corriente.



Filtro paso bajo ( Condensadores y bobinas),



Etapa estabilizadora de tensión (Regulador).



Protección contra sobre tensiones y sobre corrientes.

El consumo de energía sería mayor en transmisión que en recepción. Tenemos otras fuentes de energía como las pilas y acumuladores para equipos portátiles. Los equipos móviles aprovechan la batería del vehículo sobre el que están instalados. Los acumuladores son recargables y están fabricados con níquel, cadmio y otros de metal-hidruro. En una red de comunicaciones es muy importante que el suministro de alimentación sea ininterrumpido aún cuando haya cortes de corriente; para ello pueden disponer de baterías de emergencia y grupos electrógenos.



TEMA 23. MECÁNICA INTRODUCCION La palabra automóvil designa a los vehículos que se desplazan por el terreno mediante la fuerza suministrada por un motor de combustión interna o de explosión, llamado así porque en su interior se quema o hace explotar el combustible. Cuando el combustible empleado es la gasolina, esta pasa a de un depósito a un aparato llamado carburador, donde se pulveriza y mezcla con aire, y esta mezcla es la que entra en los cilindros del motor, para explotar dentro de ellos por medio de una chispa eléctrica (encendido). Las explosiones son extraordinariamente violentas y calientan tanto que pondrían al rojo vivo los metales del motor, inutilizándolo, si no se enfriase mediante un sistema de refrigeración, casi siempre por circulación de agua alrededor de los cilindros. Cuando el combustible es gasoil (más denso), en este caso no se emplea el carburador ni el aparato de encendido, si no que entra solamente aire en los cilindros y en momentos oportunos se inyecta directamente a ellos el gasoil produciéndose la explosión, son los llamados motores diesel. El automóvil está constituido por el chasis que es el armazón y conjunto mecánico del vehículo y la carrocería. Elementos que componen el chasis: a.- Un bastidor compuesto de: 1) Motor. 2) Transmisión. 3) Dirección. 4) Frenos. b.- Los ejes delanteros y traseros y las ruedas. c.- La suspensión que une las ruedas al eje o bastidor.



MOTORES El alma del automóvil es el motor, gracias a él, el automóvil puede moverse. Podemos diferenciar tres tipos de motores: a.- Motores de explosión. b.- Motores diesel. C.- Motor eléctrico. a) Motores de Explosión. Son aquellos motores que se emplean en los automóviles de gasolina. En ellos la mezcla aire gasolina se realiza en el carburador, la ignición se produce mediante una chispa eléctrica que es producida por las bujías. Son aquellos motores donde la combustión se produce al comprimir con moderación en el cilindro aire previamente mezclado con una cantidad adecuada de combustible (gasolina) vaporizado o gaseoso, donde se inflama por medio de una chispa eléctrica. Por tanto este tipo de motores debe su impulso a un aumento instantáneo de la presión semejante al de una explosión, por este motivo reciben el nombre de explosión. A la capacidad de esfuerzo del motor se le denomina fuerza motriz y se mide en caballos. b) Motores Diesel Son aquellos en los que la mezcla aire-carburante se realiza en los cilindros, para su combustión en el momento de la inyección. La compresión se fuerza lo suficiente para que la temperatura resultante pueda inflamar el combustible (gasoil). El funcionamiento de estos motores depende del mantenimiento de una presión constante durante los periodos de inyección del combustible y de combustión, no necesitando bujías. Fueron inventados por el alemán Rodolphe Diesel en 1892. c) Motores eléctricos. Son aquellos motores cuyo funcionamiento se basa en una baterías que son las que le suministran la energía necesaria para que se ponga en movimiento, debido a lo limitado de sus cargas, el funcionamiento del mismo en el tiempo o su autonomía es bastante reducido hasta que nuevamente sea recargada. 48 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Elementos que componen el motor de explosión. a.- Los cilindros: Es una cavidad cilíndrica, metálica en la que se produce la explosión de la gasolina y el movimiento de los pistones. Se encuentran dentro del bloque motor o de cilindros. La explosión de la mezcla de combustible (gasolina) y aire que hace que el automóvil pueda moverse, se realiza en los cilindros del mismo. En el interior de cilindro se realiza la explosión, y dentro de él se va a deslizar el pistón en su movimiento alternativo, de ahí que las paredes del cilindro estén cuidadosamente pulimentadas para disminuir los rozamientos. En el bloque motor van labrados los cilindros, alrededor de los cuales existen unos huecos llamados camisas de agua , por los que circula una corriente de agua que roba el calor en el interior del cilindro en el momento de la explosión. La parte inferior del bloque se llama cárter superior o bancada a la que se une el cigüeñal. Las camisas son forros que se introducen en el cilindro para en caso de avería se puedan cambiar, si no están en contacto con el agua se llaman camisas secas y si están en contacto con el agua se denominan camisas húmedas. La culata sirve de tapa a la parte superior del bloque de cilindros y va unido a éste por una junta; de este modo quedan unidos los conductos de lubricación y enfriamiento (refrigeración). La culata está provista de una cámara de explosión frente a cada cilindro en cuyo fondo se asientan las válvulas de admisión y escape, las cámaras comunican mediante conductos despejados con los colectores de admisión y escape. En ella van alojadas las bujías. La cámara de compresión o explosión es donde quedan encerrados los gases cuando el pistón está en el punto muerto superior.. En los motores de varios cilindros es corriente fundirlos todos en una sola pieza denominada bloque. La potencia de los motores de explosión viene medida por su cilindrada (medida en centímetros cúbicos). Las camisas tienen la ventaja de que en caso de avería grave evitan la sustitución completa del bloque del motor. Los cilindros van colocados en el bloque en línea, en V (inclinado respecto de los otros), o en líneas opuestas (a ambos lados del bloque). Al diámetro interior que tiene el cilindro se le denomina calibre (se expresa en milímetros). La mezcla de gasolina y aire se efectúa en el carburador, desde el cual se inyecta en el cilindro. Si los automóviles tuvieran un solo cilindro, se producirían fuertes sacudidas al pasar de una fase a otra del ciclo. Para evitarlo los automóviles 49 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com van provistos de varios cilindros (2, 4, 6, 8, 12) que confieren uniformidad y suavidad a la marcha, porque pueden regular la secuencia de las explosiones. Conceptos. Carrera del pistón: ES la distancia entre el punto muerto superior y el punto muerto inferior dentro del cilindro. Cilindrada: Es el volumen que desaloja el pistón al bajar del punto muerto superior al punto muerto inferior. Se calcula multiplicando la superficie de la cara superior del pistón ( calibre ) por la carrera y por el número de cilindros. b.- Pistón. Es la pieza metálica y cilíndrica que se desplaza con movimiento alternativo y rectilíneo (arriba y abajo) cuando se produce la explosión de la mezcla en el interior del cilindro. También es llamado émbolo. Los pistones tienen forma de vaso invertido, en su parte central hay un orificio que lo atraviesa que sirve para alojar al eje del pistón, llamado vulgarmente bulón por el cual se articula a la biela. El pistón se compone de cabeza o corona y falda. El bulón es un eje de acero duro al que se sujeta el pie de biela. El recorrido del pistón en su movimiento se denomina carrera. El pistón durante su desplazamiento, debería ajustarse perfectamente a todo alrededor del cilindro para que no hubiera fuga de gases que hicieran perder fuerza a la compresión y a la explosión; pero como esto produciría un rozamiento muy fuerte, se deja un ligero huelgo entre el pistón y el cilindro, y se recurre para evitar las fugas a la colocación de segmentos. El punto más alto que alcanza el pistón en su movimiento se denomina “ PMS- punto muerto superior” y al más bajo “PMIpunto muerto inferior”. c.- Cámara de explosión o de compresión. Es el espacio donde quedan reducidos los gases al final de la compresión o el espacio que queda en la parte superior del pistón cuando ocupa el PMS. Como hay interés en que el grado de compresión sea lo más elevado posible en beneficio del rendimiento del motor, y esto aumenta la temperatura de la explosión ya por sí elevadísima, se usan bastante las culatas de aluminio. d.- Bielas. Es una pieza de metal que une al pistón con el cigüeñal. Transforma el movimiento rectilíneo en movimiento circular y viceversa. Son componentes de acero y aunque de una sola pieza, en lo fundamental se distinguen en ella tres partes: 50 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com a) Pie. b) Cuerpo. c) Cabeza. El pie de la biela abraza al bulón, la cabeza de la biela gira sobre el codo del cigüeñal y consta de dos partes, la inferior es la llamada sombrerete El Cuerpo de Biela casi siempre tiene forma de H o de doble T. e.- Cigüeñal o árbol motor: Es un eje que, mediante unas bielas, está conectado a los pistones de los cilindros. Sirve para convertir el movimiento rectilíneo del pistón en giratorio. El cigüeñal recibe el impulso de las explosiones de cada cilindro, impulso que lo hace girar con el volante motor. Del giro del cigüeñal sacan su movimiento, por intermedio de engranajes o cadenas, los órganos de la distribución, encendido y engrase y en la misma forma los de refrigeración y la dinamo. El cigüeñal gira sobre cojinetes unidos al cárter superior, cuyo número va a depender de la potencia y calidad del motor. El lugar de los apoyos donde descansa el cigüeñal se denomina bancada o cárter superior. Para que el motor funcione por si mismo es necesario que explote la mezcla de aire y gasolina; y como para esto antes tiene que realizarse la admisión y la compresión, lo que exige el desplazamiento de los pistones hasta que uno de los cilindros se ponga en explosión, es necesario hacer girar desde fuera el cigüeñal por medio del motor de arranque, como se verá al tratar del equipo eléctrico del automóvil. En los motores de cuatro tiempos, el cigüeñal gira 2 veces por explosión y una sola en motores de dos tiempos. f.- Damper. Es un dispositivo que absorbe las vibraciones del cigüeñal y que se monta en el extremo del mismo, opuesto al del volante, dentro o casi siempre fuera del cárter. g.- Segmentos. Son aros o anillos elásticos, de diámetro algo mayor que el cilindro, con una hendidura que les permite contraerse cuando el pistón se monta y se mete en el cilindro.


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Se hacen de material menos duro que el del bloque para que en el frotamiento con las paredes de los cilindros sean los segmentos los que se desgasten. Se alojan en el pistón; dos o tres en su parte alta, llamados segmentos de compresión (impiden fugas). Para que el lubricante que sube del cárter, engrasando las paredes entre el pistón y el cilindro, no pase a la cámara de explosión, se emplea un segmento rascador de aceite (segmento de engrase). h.- Cárter. El cárter superior sirve de apoyo al cigüeñal y encierra los demás órganos del motor a los que protege del polvo y del agua. Está dividido en dos partes: a.- Cárter superior o bancada. b.- Cárter inferior. El cárter superior forma casi siempre cuerpo con los cilindros, fundiéndose de una pieza con el bloque del motor. El cárter inferior sirve de depósito de aceite, además de la boca de llenado de lubricante y de los tapones de vaciado, va provisto de un respiradero que lo pone en comunicación con el aíre libre. El cárter superior o bancada lleva los cojinetes de apoyo del cigüeñal que queda colgado de aquel y es la pieza por donde se apoya el conjunto motor. i.- Volante de inercia. El volante regulariza el movimiento del motor y consiste en una rueda pesada, de fundición de acero, que se monta en el extremo del cigüeñal y suaviza el flujo de energía del motor, girando uniformemente con el cigüeñal. Sobre la llanta del volante suelen ir grabadas unas referencias que se utilizan para el reglaje de la distribución y del encendido, y para que pueda engranar con el piñón del motor eléctrico de arranque, el volante lleva por el contorno un aro dentado. En el volante se inserta un engranaje en su periferia (corona dentada), que inicia el movimiento del cigüeñal tras el encendido el motor de arranque. Elementos que componen el motor diesel. De las condiciones de trabajo que se requiere a un motor diesel, debemos deducir la robustez que caracteriza a estos motores, es decir la precisión mecánica, la calidad de los materiales… 52 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Así podemos distinguir en los motores diesel: a.- El cigüeñal. Es generalmente de acero forjado, está apoyado generalmente entre codo y codo, a causa de los importantes esfuerzos que debe realizar tiene un gran número de apoyos. En uno de los extremos del cigüeñal se disponen manivelas para mover el compresor y las bombas de barrido, cuando estos órganos existen en el motor, y entonces en el extremo opuesto se coloca el volante. b.- Las bielas. Transmiten el movimiento del pistón al cigüeñal. La cabeza de biela está articulada por un sombrerete y los semicojinetes formando articulación sobre la muñequina o codo del cigüeñal. c.- Los cilindros. Los cilindros son casi siempre amovibles, del tipo de camisa húmeda o de forro seco con objeto de hacer sus paredes más resistentes. El aíre se comprime fuertemente a una presión de 35/40 kilogramos por centímetro cuadrado. Son de mayor volumen que los de gasolina pues interesa mayor entrada de aire, lo mismo ocurre con las válvulas de admisión que también son de mayor tamaño. d.- Pistones. Son los órganos vitales del motor y en los motores diesel tienen que tener unas características fundamentales como: 

Forma del fondo y de la cabeza, que depende del sistema de inyección utilizado.



Altura del eje.



Disposición de los segmentos.

Dadas la alta compresión con que se trabaja, el sellado o cierre que deban hacer los segmentos debe ser muy hermético, y por ello se ponen más que en los motores de gasolina. Debido a las altas presiones y a las condiciones térmicas que soportan, es necesario un espesor de cabeza superior a los pistones de los motores de explosión. Los pistones de los motores diesel rápidos, son generalmente de fundición, cometida a tratamientos térmicos especiales o de aluminio especial resistente al fuego. También se hacen con la parte superior ligeramente hueca. 53 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com e.- Culata. Es la cubierta metálica que forma la tapa superior del bloque de motor. En ella se encuentran los sistemas de admisión y escape de los gases. Es el lugar del motor donde se instalan los inyectores. f.- Volante. Es una rueda pesada y fija al cigüeñal, consigue que el motor siga una marcha regular y suave a partir del tiempo de expansión hasta llegar al mismo tiempo en el ciclo inmediato. g.- Embolos o pistones. El émbolo, con sus segmentos hace estanco al cilindro y transmite la presión del gas a la biela. La sección superior del émbolo se denomina “corona o cabeza” y la sección inferior “falda”. El émbolo absorbe el calor del gas, calor que debe de ser eliminado cuando la temperatura del metal pase de ciertos límites de seguridad. Similitud y diferencias entre motores de explosión y diesel. 1.- Similitudes. Ambos tipos de motores utilizan combustibles líquidos, en ciertos casos especiales pueden también emplear el mismo combustible, ya que motores de explosión han sido diseñados para usar queroseno o gasoil como los motores diesel. La gasolina usada casi generalmente en los motores de explosión, así como el queroseno, gasoil y fueloil se extraen del petróleo natural y se distinguen por su volatilidad, que es la mayor o menor facilidad de transformarse los combustibles líquidos en gases. Ambos tipos de motores son de combustión interna, esto es, queman el combustible en el interior de sus cilindros. La mayoría de los motores de explosión y muchos de los motores diesel trabajan a cuatro tiempos con las fases de aspiración (émbolo abajo), compresión (émbolo arriba), expansión (émbolo abajo), y expulsión (émbolo arriba). 2.- Diferencias. El motor diesel carece de sistema auxiliar de encendido, como así mismo de bujías para producir la chispa encendedora, sistema que es alimentado por electricidad o alta tensión, mediante un delco y un a batería de acumuladores. Nada de esto precisa el motor diesel, por que el combustible se inflama simplemente al ponerse al contacto con el aire muy caliente que ha sido intensamente comprimido en el cilindro. 54 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com El motor diesel empieza por alimentar en su cilindro solamente aíre, que es comprimido antes de entrar el combustible dentro del cilindro, mientras que en el motor de explosión se realiza una mezcla de gasolina aire en el exterior del cilindro, en el carburador, antes de introducirse en el cilindro por la válvula de admisión en el tiempo de aspiración, para arranque en frío se usan bujías de calentamiento. Los motores diesel aplican una mayor compresión que los motores de explosión. La relación de compresión que en estos últimos puede aplicarse está muy limitada, ya que en ésta tanto el aire como el combustible son comprimidos, cilindros más voluminosos y válvulas de admisión mayores. Los motores diesel emplean combustibles líquidos menos volátiles que la gasolina, y estos combustibles más pesados generalmente, son más baratos que la gasolina. Los motores diesel utilizan bombas inyectoras para el combustible y pulverizador, para que su introducción se realice en forma de pequeñas partículas. En los de explosión la mezcla combustible-aire se realiza en el carburador. Los motores diesel debido a tener que trabajar a mayores presiones, son más pesados que los de explosión del mismo tamaño, por lo que sus elementos tienen que ser más robustos y de mayores dimensiones.

FUNCIONAMIENTO DE LOS MOTORES DE EXPLOSIÓN Y DIESEL (TIEMPOS). Funcionamiento de los motores de explosión (Tiempos) El motor de explosión en su funcionamiento consta de 4 movimientos, pues la explosión de la mezcla de gasolina y aire dentro del cilindro se realiza en 4 fases o tiempos: - Admisión. - Compresión. - Explosión. - Escape. - Tiempo de Admisión: El pistón alojado en el cilindro baja y aspira la mezcla (gasolina-aire), a través de la válvula de admisión, la mezcla entra en el cilindro. - Tiempo de compresión: El pistón que está abajo del cilindro, sube nuevamente y comprime la mezcla aspirada en el tiempo de admisión. Las válvulas de admisión se encuentran cerradas. La temperatura que se soporta en esté momento viene a ser de unos 400 ºC. 55 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com - Tiempo de explosión: Antes de que baje nuevamente el pistón, salta una chispa en la bujía, produciendo la explosión de la mezcla comprimida, empujando con fuerza el pistón hacia abajo, girando el cigüeñal, que es lo que se aprovecha para mover el vehículo. Esta fuerza que se produce en la explosión que desplaza la biela hacia abajo y hace que gire el cigüeñal se le denomina par motor . Es el único tiempo que desarrolla trabajo, por eso la carrera del pistón se llama carrera motriz. - Tiempo de Escape: El pistón sube nuevamente arrastrando y expulsando al exterior a través de la válvula de escape los gases producidos por la explosión. A partir de este momento el proceso descrito en estas cuatro fases empieza de nuevo (admisión, compresión, explosión y escape). Debemos destacar que la transformación de la energía se realiza en los cilindros (cámaras cerradas por arriba por la culata y por abajo por la cabeza del pistón), donde se explota la mezcla (cámara de compresión o explosión). El movimiento del pistón es lineal (de arriba abajo y viceversa), el cual se transforma en circular (rotatorio de ruedas) por el mecanismo biela-cigüeñal. En la parte superior del cilindro está la cámara de compresión, donde encajan las válvulas accionadas por la distribución, encargadas de permitir el paso de la mezcla y la salida de los gases al exterior (tiempos de admisión y escape respectivamente). Una gasolina no adecuada impide una correcta explosión y disminuye el rendimiento de los motores. La característica más importante de este combustible es su poder antidetonante, expresado por el llamado índice de octanos, establecido al comparar el carburante con dos hidrocarburos puros, el isoctano, que no detona fácilmente (de índice 100), y el heptano, cuya reacción es inversa. Las gasolinas para automóviles son de dos clases, según el índice de octano que tienen: normal (entre 80 y 90) y super-carburante, llamada familiarmente > súper < (entre 90 y 100). Funcionamiento de los motores diesel (Tiempos). Al igual que en el motor de explosión existen 4 tiempos, este se aplica también al motor diesel y corresponde igualmente a cuatro carreras del pistón, es decir dos vueltas al cigüeñal. Así podemos señalar: - Tiempo de admisión: Se produce la aspiración y llenado del cilindro con aire puro. El émbolo está en la parte superior del cilindro. La válvula de admisión está abierta. Cuando el émbolo haya descendido hasta el fondo en su carrera (punto muerto inferior), se cierra la válvula de admisión, quedando lleno de aire el cilindro.


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com - Tiempo de Compresión: Todas las válvulas están cerradas y el volumen de aire no puede escaparse, siendo comprimido en un espacio reducido. La temperatura sube aquí hasta los 550ºC. - Tiempo de Expansión o combustión: El aire está tan caliente que se enciende el combustible que se ha inyectado en el interior del cilindro. El combustible se inflama rápidamente por estar bien mezclado con el aire caliente. Aumenta la temperatura lo que subirá aún más la presión. Esta presión ejercida sobre la parte superior del émbolo empujará, hacia abajo en este tiempo de combustión. Antes de que el émbolo llegue al fondo la válvula de escape se abre y expulsa los gases que ya han perdido mucha presión y temperatura. - Tiempo de Escape: Como hemos dicho antes al abrirse la válvula de escape, los gases que están en el cilindro son evacuados. El émbolo ahora llegará a la cima y todos los gases serán expulsados del cilindro.

ALIMENTACIÓN EN MOTORES EXPLOSION Y DIESEL Alimentación en motores de explosión El sistema de alimentación es aquel que suministra al motor del vehículo la mezcla aire-combustible para que se produzca su funcionamiento. El elemento principal en el sistema de alimentación es el carburador , cuya función es mezclar la gasolina y el aire donde llega, por una parte la gasolina del depósito del vehículo y por otra el aire desde el exterior debidamente filtrado (filtro de aire). Composición: Un carburador elemental consta de: - Cuba. - Surtidor. - Difusor o venturi. La cuba es el depósito del cual se alimenta el carburador, cuyo nivel se mantiene constante por un flotador y una válvula de aguja, con el del surtidor. El movimiento de los pistones provoca una succión, que con el difusor, aumenta la velocidad del aire produciéndose la mezcla carburada (gasolina57 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com aire).Para lograr una mayor mezcla carburada en el cilindro, se produce el reglaje de admisión, que consiste en adelantar el instante de apertura de la válvula de admisión y retrasar su cierre. El carburador va unido a los cilindros del motor a través del colector de admisión. La válvula de mariposa (pieza del carburador que controla las cantidades de mezcla que entra en el cilindro), accionada por el acelerador, variará la cantidad de mezcla introducida en los cilindros. Además en el carburador existen otros elementos: a) Economizador: es aquel elemento que empobrece la mezcla. b) Ralentí : Hace que el motor no se pare cuando no se acelera. Es el ritmo de revoluciones del motor cuando el conductor no pisa el pedal del acelerador. c) Estarter : aumenta la proporción de gasolina, enriqueciendo la mezcla en el cilindro. Se recurre a él para facilitar el arranque del motor cuando las temperaturas son bajas. d) Estrangulador : Es aquel elemento que disminuye la proporción del aire. La proporción aire-gasolina será de diez mil litros de aire por 1 de gasolina. Alimentación de los motores diesel. En el sistema de alimentación de los motores diesel, no hay en cambio carburador que prepare la mezcla, ni sistema de encendido que la inflame; el motor aspira aire puro, que en el segundo tiempo del ciclo, se reduce a tan alta compresión que se calienta lo bastante para que al inyectarle el combustible (gasoil), éste se inflame por sí solo y se vaya quemando. En el motor diesel la mezcla de combustible con el aire, se realiza al mismo tiempo que su combustión y por lo tanto antes de que se queme bien el combustible la mezcla no ha terminado de efectuarse, lo cual requiere la presencia de un exceso de aire. En el motor diesel entre el momento en que se inicia la inyección del combustible y el instante en que comienzan a apreciarse los efectos de su inflamación con un aumento de presión, existe un cierto intervalo de tiempo llamado “ retardo del encendido”, éste disminuye cuando la densidad de la carga de aire o su temperatura aumentan.



SISTEMA DE TRANSMISION. Es el sistema de encargado de trasladar el movimiento del motor (giro del cigüeñal) a las ruedas, teniendo por misión: a) Modificar la relación de transmisión entre el cigüeñal y las ruedas. b) Liberar el giro del cigüeñal del sistema de transmisión. c) Hacer que las ruedas puedan girar a distinta velocidad en las curvas y giros. La transmisión está compuesta por los siguientes elementos: - Embrague: Es un dispositivo que acopla el motor al mecanismo de transmisión. Está colocado entre el motor y la caja de velocidades, por medio del mecanismo del embrague puede aislarse el motor del cambio o no. El embrague se maniobra por medio de un pedal, que es el de la izquierda de los que hay en el interior de vehículo. Entre los tipos de embrague tenomos los embragues mixtos, los embragues electromagnéticos, los embragues de fricción. - Caja de cambios: Sirve para aprovechar la potencia máxima de motor, sirve para transmitir mayor o menor velocidad de giro al árbol de transmisión y, por él, las ruedas, recibiendo el movimiento por el eje primario. Está situado entre el embrague y las ruedas propulsoras. Es un mecanismo que permite al conductor seleccionar, mediante un movimiento de palanca, las velocidades adecuadas. Consta de una serie de ruedas dentadas de distinto tamaño que, al engranarse entre sí, giran a distinta velocidad. - Árbol de transmisión: El árbol de transmisión recibe el movimiento de giro del eje secundario. El árbol de transmisión se une al eje secundario de la caja de cambios y al puente trasero mediante juntas cardán y flexibles. Acopla la caja de cambios con la del diferencial (conjunto de engranajes que adecua la fuerza del motor a la distinta velocidad que requieren el par de ruedas interior y exterior al tomar las curvas). - Grupo cónico diferencial: Es aquel que transforma el giro longitudinal del árbol de transmisión en giro transversal de los palieres desmultiplicando constantemente el giro del árbol. Se compone de piñón de ataque, corona, satélites y planetarios, manteniendo constante la suma de velocidades angulares para que las ruedas motrices puedan girar a diferentes velocidades. Normalmente los coches tienen cuatro o cinco velocidades, además de la marcha atrás. La primera marcha sirve para arrancar y ascender pendientes 59 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com pronunciadas, el motor gira más rápidamente que el árbol de transmisión. La segunda y la tercera marcha permiten que el vehículo alcance suavemente su marcha normal. También aquí es más veloz el giro del motor que el del árbol de transmisión. En la cuarta y quinta marcha ambas se equiparan. En la marcha atrás el motor y el árbol de transmisión giran en sentidos opuestos. Algunos vehículos actuales están dotados de transmisión automática, que consiste en una serie de mecanismos que relacionan por sí mismos las marchas adecuadas con la potencia del otro y el estado del terreno. Los sistemas de transmisión variarán en los vehículos, según sea el motor delantero (tracción- propulsión) o motor trasero (propulsión).

MOTOR DE DOS TIEMPOS Al igual que en los motores diesel o de explosión de cuatro tiempos hay en cada cilindro cuatro carreras del pistón, en los motores de dos tiempos, estas cuatro fases o periodos se conservan, pero sólo se realizan con dos carreras del pistón: a) Compresión-admisión. b) Trabajo y escape. En cuanto a sus características debemos decir que el motor de dos tiempos no tiene a diferencia de los motores de cuatro tiempos, mecanismos de distribución, así que aquí no hay engranaje, árbol de levas, válvulas… El motor típico de dos tiempos no precisa de concurso de válvula alguna para efectuar las diferentes fases que comprenden su ciclo (nos referimos a las válvulas de vástago accionada por el árbol de levas), efectuando su respiración a través de las lumbreras. El cárter no se suele emplear como depósito de aceite, pues aquí el engrase es totalmente distinto, pues en vez de llevar el aceite en el cárter y mandarlo por tuberías a otros elementos, el aceite se mezcla con la gasolina y es introducido en el cárter por aspiración. En los motores de dos tiempos es corriente el uso de cojinetes de bolas, rodillos o agujas en la cabeza de biela. Son motores con menor rendimiento que los de cuatro tiempos y debido al corto tiempo de que dispone para refrigerar la cámara de explosión, es frecuente observar la quemadura de la cabeza de los émbolos, segmentos… 60 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Poseen unas ventanas o lumbreras practicadas en la superficie interna de los cilindros las cuales los ponen en comunicación con la fuente de carga (carburador) o con el exterior (tubo de escape). Su utilización actualmente se basa en motocicletas.

SISTEMA DE LUBRICACIÓN Y REFRIGERACIÓN Sistema de lubricación o engrase. En el motor existen una serie de piezas en continua fricción entre sí (rozamiento) que si no fuera por la lubricación (engrase) se originaría un desgaste prematuro, así como una elevación de temperatura que produciría la fusión de las superficies en contacto (gripage). Existe todavía rozamiento con producción de calor, pero la temperatura y la fuerza absorbida no pasan de limites tolerables, por tanto el aceite debe de ser de calidad tal que resista las fuertes temperaturas del motor sin que se queme y sin que se rompa la película por las presiones de trituración de los cojinetes El aceite además de lubricar las partes en rozamiento como las paredes del cilindró, cabeza y pie de biela…, sirve como refrigerante, tanto por el calor que se lleva al circular constantemente por el motor, como por el que transmite a la circulación del agua (de la cabeza del pistón al bloque), además el aceite sirve para hacer estancas las juntas “ sellando”, las inevitables y necesarias holguras, como las que se producen entre el pistón, segmentos y cilindros impidiendo el paso de gases de la explosión al cárter. Funcionamiento La bomba aspira aceite del depósito (cárter) y lo manda a presión filtrado y limpio a las piezas en movimiento de motor, la presión adecuada que debe dar la bomba para las necesidades del motor será de 1 Kg/cm² en ralentí y 4 a 5 Kg / cm². Podemos señalar que las partes a lubricar en un motor son: - Paredes del cilindro, pie de biela en su articulación al bulón o en la de éste sobre los cojinetes del émbolo, cabeza de biela, sobre el codo del cigüeñal, cojinetes de cigüeñal y árbol de levas, balancines, engranajes, etc. Los tipos de bomba de aceite existentes son: - De engranaje. - De rotor. - De embolo. 61 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com - De paleta. Entre los sistemas de presión utilizados podemos distinguir: - Engrase a presión ( es el sistema generalmente usado). - Engrase a presión total. - Engrase por cárter seco. ( Poco empleado en automóviles, se usa más bien en motores de avión y motocicletas). El manómetro. El manómetro señala la presión con que se impulsa el aceite, pero no el nivel del mismo en el cárter inferior, su función es indicar al conductor mediante una lámpara testigo o espía que se enciende en color rojo, cuando no hay suficiente presión de engrase. Válvula de descarga. La válvula de descarga permite: A) Descargar al cárter el sobrante del aceite, cuando el aumento de velocidad hace excesivo la presión. B) Regular la presión ajustándola al estado de las holguras del motor. Esta válvula va situada a la salida de la bomba en un punto próximo de la canalización. Ventilación. Consiste en sacar fuera del cárter los vapores de agua y gasolina a medida que se presentan y mantener la presión homogénea en el interior del cárter. Filtrado del aceite. El filtrado del aceite del cárter se hace a través de los filtros de aceite, que son depuradores especiales que se colocan bien en la tubería general filtrando toda circulación o en una tubería derivada, con objeto de despojar al aceite de la mayor cantidad posible de carbonilla y limaduras metálicas, que resultan de frote de unas piezas con otras. Con los aceites de larga duración (de 5 a 10.000 Km) se deben renovar al mismo tiempo aceite y filtro. Entre los tipos de aceites podemos distinguir los normales, los multigrados, los sintéticos, etc. Pero claro con la ventilación del cárter o el filtrado de aceite no basta para mantener en buen estado un aceite, por eso debemos de cambiarlo generalmente como ya hemos expuesto entre los 5.000 y 10.000 km. Actualmente con los aceites sintéticos estos kilometrajes pueden alargarse. 62 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Sistema de refrigeración. Cuando se pone en funcionamiento un motor, éste alcanza unas temperaturas elevadísimas de orden de los 2.000ºC pudiendo llegar a producir gripajes entre sus componentes. El procedimiento empleado generalmente de refrigeración es por agua. Los tipos de refrigeración empleados son: a) Por aire: El aire refrigera directamente el motor. b) Por agua: El aire refrigera el agua, que refrigera el motor, cuyo sistema ha de regular la temperatura del motor mediante la regulación de la temperatura del agua, en torno a los 85 º C. Elementos del sistema de refrigeración: A) Cámara de refrigeración: Son cavidades alrededor de los cilindros y culata por donde circula el agua. B) Radiador: Elemento donde el agua se enfría después de refrigerar el motor, se compone de varios tubos, por los que pasa el agua, que se enfría mediante corriente, pudiendo ser: - Tubulares. - De panal. - De láminas de agua. C) Ventilador: Activa la corriente de aire que pasa a través del radiador al exterior. D) Bomba de agua: Es aquella que hace circular el agua por el sistema de refrigeración, fuerza la circulación del agua. E) Manguitos de unión entre radiador y bloque de motor: Hacen que la unión no sea rígida. Circulación del agua. Puede asegurarse la circulación del agua por dos procedimientos: - Por circulación por bomba: donde la corriente del agua es activada por una bomba intercalada en el circuito que ella recorre. - Por circulación por termosifón: es producida por el diferente peso de agua caliente y fría.


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com El termostato tiene como función regular la temperatura del motor, actuando sobre la circulación del agua, el termostato debe de estar del todo abierto al llegar el agua a los 80 ºC, si el agua tiende a enfriarse y baja de 70 ºC, el termostato se encoge y va cortando la circulación para mantener la temperatura. En épocas de frío, cuando se baja de los 0ºC es necesario tener precaución para que no se nos congele el agua del sistema de refrigeración y aumente su volumen, se rajen las camisas de agua, la culata, la bomba del agua o del radiador, para eso la mejor solución son los anticongelantes que llevan incorporados inhibidores. El líquido anticongelante sólo se cambiará si pierde sus propiedades. En caso de perdidas se debe añadir agua pura o líquido refrigerante. Definimos el anticongelante como un producto químico que disminuye la temperatura de congelación del agua en el sistema de refrigeración. Conclusión. En verdad, la refrigeración del motor se hace con aire, pero en vez de enviarlo directamente a los cilindros, se utiliza el agua como intermediario aprovechando que, por su facilidad en calentarse y enfriarse, resulta más cómoda su circulación alrededor del bloque para refrigerar éste y luego enfriarla a su vez en la amplia superficie de aireación del radiador, muy superior a la que podrían presentar los cilindros si se expusieran directamente al aire. Funcionamiento. La bomba fuerza el agua a circular entre el radiador y las cámaras de refrigeración (motor). Recibe el movimiento del cigüeñal por medio de una correa que, generalmente a su vez mueve el generador de corriente (dinamo o alternador).

SISTEMA DE DIRECCION, SUSPENSIÓN Y FRENOS Sistema de suspensión. El sistema de suspensión es el destinado a evitar que las irregularidades del terreno no se transmitan bruscamente al interior del vehículo. El sistema de suspensión une el chasis del vehículo con las ruedas, teniendo los siguientes componentes: - Muelles: se deforman debido a las irregularidades del terreno. - Amortiguadores: son los encargados de disminuir (absorber) las oscilaciones de los muelles, absorbe las sacudidas del vehículo, existiendo varios tipos: 64 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com - Los de fricción (ya poco usados). - Los hidráulicos, hidráulicos, que a su vez pueden dividirse en giratorios, de pistón o telescópicos (los más usados). - Ballestas: Ballestas: Los amortiguadores se sujetan por abajo al apoyo de la ballesta, las ballestas constan de una serie de láminas de acero resistentes y elásticas, la primera es la hoja maestra. maestra. Las hojas se unen unas con otras por medio del “perno capuchino”, manteniéndose alineadas sin poder abrirse en abanico por abrazaderas. - Barras estabilizadoras: estabilizadoras: Son aquellas que tienden a mantener el vehículo horizontalmente. Suspensión por ruedas independientes. Las suspensiones independientes generalizadas y las traseras independientes (muy empleadas), contribuyen a mejorar la comodidad, el contacto de las ruedas con el suelo (adherencia) y la seguridad. Las ruedas no se comunican mutuamente las vibraciones y choques que sufren; permanecen más en contacto con la superficie, cualquiera que sea la oscilación del bastidor. Suspensión conjugada. Son aquellas que enlazan las ruedas delanteras y traseras (generalmente las de un mismo lado), en sus oscilaciones. Sistema de dirección. Debemos señalar que la función de la dirección es orientar las ruedas directrices (delanteras). La dirección tiene que ser suave y segura, siendo el sistema más empleado el de cremallera y el de piñón. Una dirección es estable, cuando en recta, al soltar el volante no se desvía sensiblemente sensiblemen te el coche a la derecha ni a la izquierda, y cuando después de un viraje el coche tiende al volver por sí mismo a la marcha recta. El sistema de la dirección ha de cumplir el fundamento de llevar ambas ruedas debidamente orientadas sobre sus trayectorias curvas, pues por ser menor el radio de la rueda interior que la de la exterior, la primera tiene que abrirse más que la segunda, debiendo estar el centro de los arcos descritos por las ruedas delanteras sobre la prolongación del eje trasero. El volante o mecanismo que manda la dirección se puede colocar a la izquierda o a la derecha del coche.


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Funcionamiento. El piñón gira con el eje de la dirección, moviendo una cremallera por medio de rótulas y bieletas, disminuyendo el esfuerzo de conductor. Después de haber accionado la dirección, ésta ha de volver a su posición inicial. Dirección asistida. La función de la dirección asistida es el mover el mecanismo de la dirección del automóvil con el menor esfuerzo físico por parte del conductor, haciendo fáciles las viradas especialmente cuando hay que aparcar o salir con maniobras. Como fuentes de energía pueden utilizarse: - El vacío de admisión (apenas usado). - El aire comprimido. - La fuerza hidráulica. Sistema de frenos. El sistema de frenado es el que se encarga de disminuir progresivamente la velocidad del vehículo o que se detenga cuando está en movimiento o de mantenerlo inmovilizado. En el sistema de frenado distinguimos: - Freno de servicio: servicio: El que acciona el pié, presionando el pedal correspondiente (central), es conocido como freno de pie. - Freno de socorro: circuito socorro: circuito auxiliar, en caso de avería del de servicio. - Freno de disco: El disco: El que actúa mediante pastillas que presiona un disco metálico, que gira solidario con las ruedas. - Freno de estacionamiento: El estacionamiento: El que sirve para asegurar la inmovilidad del vehículo al estar ya detenido, o para impedir que retroceda al arrancar en pendiente. Se acciona a mano, por eso se le conoce como freno de mano. - Freno hidráulico: El hidráulico: El accionado por un líquido a presión, por lo general aceite, que transmite a las ruedas la presión del pedal. - Freno neumático: El neumático: El que ejerce la acción de frenado cuando el pistón del cilindro de freno se mueve bajo la presión atmosférica derivada del vacío creado en el otro extremo. - Freno de tambor: El tambor: El que detiene el vehículo por medio de zapatas que presionan sobre un tambor que gira solidario con las ruedas. 66 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com En los frenos de de tambor, las las ruedas del del coche llevan llevan un tambor metálico, provisto a su vez de zapatas de amianto o de otro material muy resistente al calor (compuestos resinosos), así cuando el conductor frena, las zapatas presionan contra el tambor y éste a su vez sobre las ruedas. En los frenos hidráulicos al pisar el pedal del freno se bombea un líquido a través de una tubería sobre los bombines de las ruedas, éstos al recibir el liquido, oprimen las zapatas contra un tambor que gira solidario contra las ruedas. Al igual que los frenos como elementos de seguridad del automóvil, tenemos a los neumáticos, como única parte del vehículo que contacta con el suelo y garantiza la estabilidad. Existen dos tipos de neumáticos, los de trenzado cruzado, que llevan capas de un tejido de cuerdas cuerdas entrecruzadas en diagonal y los radiales, que tienen tienen estas capas situadas en perpendicular respecto a la pestaña de la rueda.

SISTEMAS DE ENCENDIDO: DINAMO, ALTERNADOR, BATERIA. MOTOR DE ARRANQUE. DISTRIBUCIÓN. Debemos señalar que los órganos de sistema del circuito de encendido o ignición, trabajan para conseguir que salte una chispa (bujías) en el interior de la cámara de combustión, para que se produzca la inflamación de la mezcla airegasolina. Podemos establecer establecer varios sistemas sistemas de de encendido, así tenemos: - El de magneto. Tiene la ventaja de ser independiente de la batería del alumbrado eléctrico, en los vehículos de tracción mecánica. - El de batería y de dinamo: Es aquel que toma la corriente eléctrica de la batería y la transforma en corriente de alta tensión en su bobina. A estos sistemas se ha agregado el que utiliza el alternador en lugar de la dinamo y el encendido electrónico. El sistema de encendido por la dinamo y batería es el más antiguo, comprende esencialmente la dinamo, la batería, la bobina de inducción y el alternador. - Sistema eléctrico:


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Es un encendido provisto de distribuidor o delco (dispositivo que distribuye por turno en cada cilindro la descarga eléctrica de alto voltaje producido por la bujía, recibe su movimiento giratorio del árbol de levas, porque cada uno de los movimientos de estas – producidos por el árbol - abre y cierra los platinos), con sus contactos en el ruptor (interruptor del delco que da paso alternativo a la corriente) o platinos y su bobina de encendido. Dinamo. Es un elemento generador de corriente eléctrica, es un órgano generador de corriente eléctrica en el automóvil por transformación de la energía mecánica recibida del motor del coche. Su principal misión es reponer la corriente gastada de la batería, así como la de suministrar directamente la corriente necesaria para los demás órganos en funcionamiento. Es un generador que entrega al circuito exterior corriente continua. Este generador entrega su fuerza electromotriz y la corriente en su caso, siempre en el mismo sentido, o sea, con fuerza electromotriz o corriente continua. En las dinamos para automoción se emplea la excitación en derivación o paralelo, que consiste en conectar el circuito inductor en paralelo con el colector. Entre la dinamo y la batería es necesario disponer un interruptor de corriente llamado disyuntor, que impide que la corriente vaya de la batería a la dinamo y se descargue. En la mayoría de los vehículos, la tensión producida por la dinamo es de 6 a 12 voltios. Alternador. Es un generador de corriente eléctrica. Los alternadores corrientes utilizados en automoción, son trifásicos (tienen tres grupos de arrollamientos, cada uno de los cuales colabora en el trabajo de generar corriente eléctrica). Constitución: a.- El alternador tiene una parte fija denominada estator fijo, en el que se induce la corriente alterna ( inducido). b.- Y una parte móvil denominada rotor, que es el inductor de campo magnético.


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com El alternador es más pequeño y produce corriente a más bajas resoluciones que la dinamo, rinde más y se desgasta menos. En el alternador la función del disyuntor la hace el rectificador o los diodos. La batería. Es un elemento del automóvil que no general electricidad pero que sí la almacena. La corriente eléctrica generada por los elementos generadores de corriente (dinamo, alternador), es almacenada por la batería, que será de donde se saque cuando el coche esté parado para iniciar su funcionamiento. Establecemos la capacidad de una batería, como la cantidad de electricidad que es capaz de suministrar desde el estado de plena carga, hasta que se encuentre completamente descargada. Partes fundamentales de una batería: 

Placas.



Recipiente.



Separadores.



Electrolito.



Conexiones.

Para reponer la energía de la batería que consume el automóvil, se recurre a un generador de energía movido por el cigüeñal mediante una correa que a su vez mueve la bomba del agua, como hemos expuesto el generador de corriente puede ser de dos clases: ♦

Dinamo: produce corriente continua.

♦

Alternador: produce corriente alterna.

Motor de arranque. Los motores de combustión interna no pueden arrancar por sí mismos, para poner en marcha un automóvil es necesario hacerlo por algún medio mecánico. Para su arranque se suele utilizar un motor eléctrico alimentado por la batería, denominado motor de arranque. El motor de arranque es un motor eléctrico auxiliar, que se pone en marcha cuando el conductor hace girar la llave del contacto, porque con esta maniobra libera la energía acumulada en la batería, es decir en el almacén de electricidad que necesita el vehículo.


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com El par que desarrolla el motor eléctrico a velocidad nula, recibe el nombre de “par de arranque “. La mayor parte de los motores de arranque empleados en automoción son del tipo de conexión en serie y normalmente tienen 4 polos. El sistema BENDIX, es el sistema universalmente utilizado en los motores de arranque de los automóviles, es un dispositivo de inercia en el que el sistema del motor de arranque hace girar el motor de explosión y no a la inversa. Sistema de encendido. Tiene por misión suministrar la corriente eléctrica de alto voltaje que debe provocar la chispa que inflame la mezcla aire-combustible. La bobina es la encargada de inducir una alta tensión ( de 10.00 a 20.000 voltios). Los platinos o bien el encendido electrónico interrumpirá la alimentación del primario de la bobina para que se induzca una alta tensión en el secundario. El ruptor (parte giratoria) impulsado por el eje de levas mediante engranajes, repartirá la tensión a cada bujía sincronizadamente con el tiempo de explosión de cada cilindro. Todo ello se encuentra dentro del distribuidor o delco. Por tanto su movimiento tiene que ir sincronizado con el árbol de distribución, recibiendo de él su movimiento giratorio, por que cada uno de los movimientos de éstas – producidos por el árbol – abre y cierra los platinos.



TEMA 24. INFORMÁTICA INTRODUCCIÓN A LA INFORMÁTICA Sistema informático: Sistema de procesamiento de la información basado en ordenadores (Ordenador: Máquina capaz de aceptar datos a través de un medio de entrada, procesarlos automáticamente bajo el control de un programa previamente almacenado, y proporcionar la información resultante a través de un medio de salida). Esta información que se procesa puede ser superflua o incompleta, o poco clara, o demasiado voluminosa, o llegar demasiado tarde para ser aprovechada (es decir, puede no ser del todo útil). Una "buena" información tendría las siguientes cualidades: • Precisión. • Exactitud. • Oportunidad. • Integridad. • Significatividad. Se llama informática a la ciencia del tratamiento automático y racional de la información. La palabra informática resulta de la unión de las palabras información y automática. La ciencia informática trata: • Desarrollo de nuevas máquinas es decir nuevos ordenadores y otros elementos relacionados con ellos. • Desarrollo de nuevos métodos automáticos de trabajo que en informática se llaman sistemas operativos. • Construcción de aplicaciones informáticas que reciben el nombre de programas o paquetes de aplicación. El ordenador es una máquina electrónica capaz de realizar una gran cantidad de operaciones y lógicas a una gran velocidad y con gran exactitud, siempre que se le den las órdenes adecuadas. Se llama parte física de un sistema informático a la constituida por los elementos materiales. Y se llama parte lógica al conjunto de órdenes que controlan el trabajo que realiza el ordenador. A la parte física se le llama hardware y a la parte lógica se le llama software. 71 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Se denomina sistema informático al conjunto de elementos necesarios para la realización y utilización de aplicaciones informáticas, entendiendo por aplicaciones informáticas a la agrupación de programas de ordenador cuyo fin es la ejecución de un trabajo. Elementos constitutivos de un sistema informático, son tres: • Parte física. • Parte lógica. • Personal informático. La parte física la constituyen todos los elementos materiales que se emplean en el tratamiento automático de la información, es decir el hardware. La parte lógica la constituyen el conjunto de órdenes que controlan el trabajo que realiza el ordenador, en general el software. El personal informático son las personas encargadas de controlar y manejar las máquinas, es decir no sólo el usuario. La evolución histórica del tratamiento y recogida de la información, puede tener su punto de partida con el ábaco, que consistía en una tabla de madera con bolas que se desplazan por unas finas barras, las bolas de cada barra tienen un determinado valor, lo cual facilitaba las operaciones de cálculo. Otro gran paso fue la máquina de calcular automática, que sumaba y restaba, compuesta por ruedas dentadas. Pascal introduce el principio de cálculo, que consiste en representar cada número decimal a través de una rueda dentada de 10 posiciones (0, 1, 2. 3. 4, 5. 6. t, 8, y) y un tambor mecanizado capaz de girar la rueda siguiente cuando la actual alcanza la última posición (9). Así se podía sumar y restar. E1 siguiente avance, fue la máquina multiplicadora, basada en la técnica utilizada por Pascal, pero capaz de realizar las cuatro operaciones aritméticas básicas, Suma, resta, multiplicación y división. Posteriormente se paso a la máquina de tipo electromecánico, esta máquina realizaba cálculos a partir de tarjetas de cartón perforado, utilizaba impulsos eléctricos y el movimiento de ruedas mecánicas. El perfeccionamiento de las máquinas electromecánicas, dieron paso a la construcción de máquinas de se basaban en el tratamiento digital de los datos (MARK-I); es un punto de inflexión en la evolución del tratamiento de la información, a partir de aquí se habla de generaciones. Estas Generaciones se diferencian por la evolución de los componentes del ordenador y del tratamiento de los datos. • 1ª Generación: Abarca el periodo de 1946 a 1955. En esta primera generación los ordenadores estaban compuestos por válvulas de vacío y relés 72 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com electromagnéticos. La explotación de los datos es secuencias, hasta que no finaliza un proceso no se comienza otro. La información se introducía en el ordenador a través de tarjetas perforadas por medio de un programa cargador. • 2ª Generación: Abarca el periodo 1955 a 1964. Se caracteriza por la utilización de transistores y memorias de ferrita. Los datos son explotados de forma secuencial o por lotes, utilizando un ordenador auxiliar para realizar las operaciones de entrada y salida de los datos. • 3ª Generación: Abarca el periodo de 1964 a 1970. Aparece la utilización del sistema integrado en una única pieza, que consiste en la conexión de miles de transistores en un solo chip. Los datos se tratan mediante lotes de carga continua. Consiste en dividir la memoria del ordenador para que en ella puedan existir varios programas, pero se procesarán de uno en uno, pero otro programa puede realizar al mimo tiempo operaciones de entrada y salida. Es lo que se conoce como Multitarea. • 4ª Generación: Abarca el periodo de 1970 a 1980. Se utilizan circuitos de mayor integración (LSI, Large Scale of Integration), que reducen su tamaño, se utiliza la memoria de semiconductores. En el tratamiento de los datos aparece el Multiproceso (varios procesos a la vez), el tiempo real (respuesta en el menor tiempo posible) y el tiempo compartido (varios usuarios utilizan el mismo ordenador). • 5ª Generación: Comienza en 1981 y abarca hasta nuestros días. Aparece el primer ordenador personal (PC) y comienza la evolución real de la informática. La integración de los circuitos cada vez a mayor nivel, el uso generalizado de los ordenadores debido a sus precios cada vez más asequibles, el avance continúo de prestaciones. Aparecen las primeras redes. Los ordenadores de esta generación deben de ser capaces de resolver problemas muy complicados, algunos de los cuales requieren toda la experiencia, capacidad de razonamiento e inteligencia de las personas para ser resueltos. Deben de ser capaces de trabajar con grandes subconjuntos de los lenguajes naturales y estar asentados en grandes bases de conocimientos. A pesar de su complejidad los ordenadores de esta generación se están diseñando para ser manejados por personas no expertas en informática. Para conseguir estos fines tan ambiciosos estos equipos no tendrán un único procesador, sino un gran número agrupado en tres subsistemas fundamentales: un sistema inteligente, un mecanismo de inferencia y una interfaz de usuario inteligente.



FUNCIONES Y FASES DE UN PROCESO DE DATOS. Los datos son un conjunto de hechos, es decir unidades individuales de información. Estos datos pueden ser: -Numéricos: Dentro de estos tenemos, Reportes de ventas, cifras de los inventarios, notas en los exámenes, etc. -No Numéricos: dentro de estos tenemos, Nombres y direcciones de los clientes, las fotografías, los dibujos, los mapas, etc. El "procesamiento de datos" es el manejo de estos datos en una forma más útil. Incluye operaciones por medio de una maquina (ordenador) o manualmente, como cálculos numéricos, clasificación y transmisión de datos de un lugar a otro, etc. Los sistemas de procesamiento de datos se pueden clasificar de la siguiente manera: • Sistema de procesamiento de datos por tarjetas perforadas. (1980 se utilizo en Estados Unidos). • Sistema de procesamiento electrónico de datos (1940). Este ha pasado por diversas etapas de desarrollo o generaciones y ha hecho obsoleto al sistema de procesamiento de datos por tarjetas perforadas. La "información" es definida como los datos ya procesados. Fases de un proceso de datos. El procesamiento de datos tiene seis fases: 1. Origen. Consiste en recoger los datos iniciales. Un registro original de datos recibe el nombre de "documento fuente". Ejemplo: Pruebas calificadas de los estudiantes. Debe observarse que si se presenta alguna duda acerca de la nota final de un estudiante se puede regresar a los documentos originales (hojas de exámenes) y observar si se ha cometido algún error durante el procesamiento. 2. Entrada. Los datos iniciales de entrada se clasifican en forma conveniente para su procesamiento, dependiendo esto de la maquina que se emplee. Por ejemplo: Cuando se usan dispositivos electromecánicos, los datos de entrada se perforan en tarjetas y en las computadoras electrónicas los datos se registran en discos o cintas. 74 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com 3. Procesamiento. Durante el proceso se ejecutarán las operaciones necesarias para convertir los datos en información significativa. Cuando la información esté completa se ejecutará la operación de salida, en la que se prepara un informe que servirá como base para tomar decisiones. 4. Salida. Se recopila los resultados obtenidos en el proceso. La forma de los datos de salida depende del empleo que se les vaya a dar a estos. Por ejemplo: Un resumen impreso de ventas para la gerencia o simplemente datos que se deben almacenar para procesamientos posteriores. 5. Distribución. Los registros de los datos de salida se denominan "Documentos de informe o reporte". Por ejemplo: Las hojas que se envían a registro técnico. Los documentos de información pueden llegar a ser documentos fuente para futuros procesamientos. 6. Almacenamiento. Los resultados del proceso se almacenan para utilizarlos posteriormente como datos de entrada. Un conjunto unificado de datos en almacenamiento se denomina "archivo". "Una base de datos" es un conjunto estructurado de archivos. Operaciones en el procesamiento de datos 1. Registro. Tiene que ver con la transferencia de los datos a alguna forma de o documento normalizado en todo el ciclo de procesamiento. Ejemplo: un profesor anota en su lista los puntos obtenidos por los estudiantes y al terminar el semestre calcula las notas finales y las anota en su lista. Recibe un acta y coloca ahí las calificaciones finales, las registra en la hoja de calificaciones que se envía al estudiante y luego hace entrega del acta a la oficina respectiva. 2. Duplicación. Consiste en reproducir los datos en muchos documentos o formas. Ejemplo: se puede registrar un informe mecanografiándolo y al mismo tiempo sacar copias con papel carbón. En otro caso digitándolo en la computadora luego imprimir y fotocopiar en documento.


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com 3. Verificación. Consiste en comprobar cuidadosamente los datos para evitar cualquier error. Ejemplo: los informes escritos a máquina se pueden volver a leer para corregirlos. 4. Separación. Se separa los datos en varias categorías. Ejemplo: un grupo de cuestionarios para los estudiantes, se pueden separar según el sexo o por cursos. 5. Clasificación. En la organización de los datos en un orden especifico. Ejemplo: los nombres de la lista telefónica se han clasificado en orden alfabético. En este caso, los datos son clasificados sin separar. La clasificación también se puede efectuar después de la separación. Otro ejemplo: un archivo de registro de empleados contiene nombre, número del seguro social y lugar de trabajo. Si hay que clasificar el archivo de acuerdo con el orden alfabético de los nombres, al "campo del nombre" se le denomina "CLAVE". 6. Intercalación. Se toman dos o más conjuntos de datos que han sido clasificados con la misma clave y se resumen para formar un solo conjunto de datos. Por ejemplo, Dos paquetes de tarjetas clasificadas numéricamente, las mismas que se están intercalando y archivando en el paquete combinado durante el paso de las tarjetas. Si las tarjetas tienen el mismo número, una sub-regla determina cual se debe archivar. Cuando un paquete queda vacío las tarjetas del otro se colocan al final del paquete combinado. 7. Cálculo. La palabra cálculo se refiere al cómputo, cuenta o investigación que se hace de algo por medio de operaciones matemáticas. El concepto también se utiliza como sinónimo de conjetura. Es la ejecución de cálculos numéricos sobre los datos. 8. Recuperación. La recuperación de datos hace referencia a las técnicas empleadas para recuperar archivos que han sido perdidos o eliminados de algún medio de almacenamiento.



EL ORDENADOR Y SUS UNIDADES DE ENTRADA, CALCULO Y SALIDA. Los ordenadores necesitan para su funcionamiento programas. Sin un programa un ordenador es completamente inútil. Para escribir estos programas necesitamos usar un determinado lenguaje de programación. Idea: Los lenguajes de programación permiten escribir programas y comunicarnos correctamente con el ordenador. Ordenador (PC): Dispositivo electrónico capaz de procesar la información recibida, a través de unos dispositivos de entrada (input), y obtener resultados que serán mostrados haciendo uso de unos dispositivos de salida (output), gracias a la dirección de un programa escrito en el lenguaje de programación adecuado. Hardware: componentes físicos que constituyen el PC junto con los dispositivos que realizan las tareas de E/S. Programa: conjunto de instrucciones, escritas en un determinado lenguaje de programación, que controlan el funcionamiento de un ordenador. Software: conjunto de programas escritos para un ordenador. Componentes de un Ordenador 4 componentes básicos: • Unidades de almacenamiento (memoria) • Unidad Central de Proceso (CPU) o procesador • Unidad de entrada/salida (E/S) • Buses


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com La configuración de un equipo o lo que es lo mismo su potencia y conjunto de unidades periféricas, vendrá marcada por las necesidades a cubrir. Todas las instalaciones se ajustan al siguiente esquema. INPUT (programa de datos) UNIDAD DE

CPU (ordenador) (ordenador)

UNIDADES DE

ESPERA

PROCESO

OUTPUT UNIDAD DE SALIDA

MEMORIA

Input o Unidad de entrada Toda la información que procede del exterior llega al ordenador a través del INPUT. Nos proporciona el medio para que podamos introducir o escribir en la CPU programas, programas, datos o informaciones informaciones exteriores. El procesador o CPU Podemos considerarlo como el elemento básico de trabajo en el centro del ordenador, ya que controla todas sus actividades a la vez que suministra la capacidad de llevar a cabo los cálculos. En un microordenador, el procesador es un chip único (microprocesador). Contiene los circuitos lógicos que permiten realizar las diversas actividades de cálculo. Controla el funcionamiento de todas las unidades funcionales. La CPU consta de las siguientes unidades: a.- La memoria central o internan internan (almacena información). información). b.-

La unidad aritmético lógica (unidad de cálculo del ordenador), ordenador ), el desarrollo de un proceso de datos se realiza mediante un algoritmo que después se codifica en lenguaje simbólico.

c.- Unidad de de control (controla y dirige el proceso de datos). datos). Memoria Es el lugar donde se almacenan los programas o la secuencia de instrucciones que le dice la CPU que es lo que tiene que hacer.


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Aquí se escriben los datos que hay que procesar almacenándose hasta que tengan que ser utilizados. La memoria memoria se utiliza para introducir datos datos desde el exterior y dejarlos registrados, registrados, por tanto en la memoria se puede: a.- Introducir información. b.- Extraer la información. informació n. La unidad básica de información que se transmite de o hacia la memoria se denomina “palabra”. Cada palabra es un conjunto ordenado de elementos básicos de información o bits. La memoria está dividida en celdas elementales de igual número de bits. Cuando se graba o escribe una celda con un dato o instrucción, la información que poseía anteriormente se sustituye por la introducida, por tanto vemos como que la escritura en la memoria es destructiva, hecho que no ocurre con la lectura que no se destruye. Los registros son soportes temporales de la información que circula por el ordenador o pequeña memoria unitaria, una celda elemental, que puede recibir información, conservarla temporalmente o transmitirla a otro lugar del ordenador, según sean las órdenes del CPU. El soporte físico del software los constituye, la memoria principal y la auxiliar. La unidad aritmética lógica es el órgano del ordenador encargado de efectuar operaciones aritméticas (restas, divisiones.) y lógicas ( comparar ), todas estas operaciones se realizan con datos o información que previamente ha estado almacenada en la memoria, consta de: registros y de circuitos operacionales o calculador. Podemos establecer dos tipos de memoria fundamentales: fundamentales: a.- ROM. b.- RAM. Aunque podemos establecer otros dos tipos: c.- EPROM. d.- PROM.


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Rom Es una memoria de lectura solamente, los datos que aquí se contienen son permanentes y no pueden borrarse, por tanto la información que aquí se tiene consiste en gran parte, en programas que son siempre necesarios para el ordenador, almacena las instrucciones necesarias para que el ordenador se ponga en funcionamiento. Esta memoria ha sido grabada en origen por el fabricante de ahí que no pueda modificarse, no es volátil, es decir, la información no se pierde aunque se apague el ordenador. Ram Es una memoria de acceso al azar o aleatorio. Los programas de cada usuario y los datos se almacenan en él, su contenido puede cambiarse (cambiar unos programas por otros). Suelen denominarse también memorias de lectura / escritura, ya que en ellas se puede leer o escribir información indistintamente, así como borrar, volver a escribir información, etc. Esta memoria es muy volátil, es decir, la información almacenada se pierde cuando se apaga la máquina. Nos da una idea de la memoria principal, empleándose en su medida medida el “byte” y sus múltiplos: múltiplos: Bit

= Unidad elemental.

1 byte

= 8 bits.

1 kilobyte

= 1 Kb

= 1024 bytes.

1 Megabyte = 1 Mb

= 1024 Kb.

1 Gigabyte = 1 Gb

= 1024 Mb

1 Terabyte = 1TB =

103 GB

Eprom Es una memoria reprogramable sólo de lectura. Son memorias de tipo PROM, que pueden borrarse y volverse a grabar. Prom Es una memoria programable sólo de lectura. Son de tipo ROM, suministradas vírgenes para que el usuario las programe según el trabajo que desarrolle. 80 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Partes del ordenador. Podemos distinguir en un ordenador el HARDWARE y el SOFTWARE, que podemos decir que son conceptos contrapuestos. Hardware. Podemos considerarlo el soporte físico de un ordenador, o el conjunto de elementos físicos (electrónicos, mecánicos de soporte…), de carácter técnico que forman parte de un ordenador. Software. Hace referencia a toda la parte inmaterial incorporada al equipo que permite su funcionamiento ajustado a las necesidades del usuario, la parte mas conocida del sofware son los programas de trabajo. Es el soporte lógico de un ordenador, son los programas que dirigen el funcionamiento del ordenador. Dentro del Hardware ya hemos estudiado la unidad de imput, el procesador, la memoria, la unidad de output… El código binario. El sistema de numeración apto para el cálculo y tratamiento de datos es el binario, construyéndose los equipos con diseño de circuitos basados en la estructura matemática de Boole. La mayoría de los códigos numéricos empleados por los ordenadores, están basados en el sistema binario de numeración que sólo emplea los dígitos 0 y 1, que por representar un dígito binario se denomina en nuestra disciplina “ bit”, nomenclatura recogida del ingles por contradicción de la palabras “ binary digit “. El bit, es el elemento de información más pequeño, es una unidad independiente de información. El conjunto de 1024 bytes forman Kilobyte

la unidad de memoria llamada Kb o

Los periféricos: Unidades de entrada y Salida Todo equipo de proceso de datos está compuesto por la Unidad Central del Proceso (CPU) y las unidades periféricas, que realizan la función de comunicación con el mundo exterior, en ambos sentidos, de entrada y de salida, así tenemos: 81 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com a.- Unidades de entrada. Son aquellas unidades que su función es introducir información en el ordenador, podemos distinguir las siguientes unidades de entrada: • Teclado: dispositivo, en parte inspirado en el teclado de las máquinas de escribir, que utiliza una disposición de botones o teclas, para que actúen como palancas mecánicas o interruptores electrónicos que envían información a la computadora. El teclado tiene entre 99 y 147 teclas aproximadamente, y está dividido en cuatro bloques: 1) Bloque de funciones: Va desde la tecla F1 a F12, en tres bloques de cuatro: de F1 a F4, de F5 a F8 y de F9 a F12. Funcionan de acuerdo al programa que esté abierto. Por ejemplo, en muchos programas al presionar la tecla F1 se accede a la ayuda asociada a ese programa. 2) Bloque alfanumérico: Está ubicado en la parte inferior del bloque de funciones, contiene los números arábigos del 1 al 0 y el alfabeto organizado como en una máquina de escribir, además de algunas teclas especiales. 3) Bloque especial: Está ubicado a la derecha del bloque alfanumérico, contiene algunas teclas especiales como ImprPant, Bloq de desplazamiento, pausa, inicio, fin, insertar, suprimir, RePág, AvPág, y las flechas direccionales que permiten mover el punto de inserción en las cuatro direcciones. 4) Bloque numérico: Está ubicado a la derecha del bloque especial, se activa al presionar la tecla Bloq Num, contiene los números arábigos organizados como en una calculadora con el fin de facilitar la digitación de cifras. Además contiene los signos de las cuatro operaciones básicas: suma +, resta -, multiplicación * y división /; también contiene una tecla de Intro o Enter. • El ratón o Mouse: es un dispositivo apuntador utilizado para facilitar el manejo de un entorno gráfico en un ordenador. Generalmente está fabricado en plástico y se utiliza con una de las manos. Detecta su movimiento relativo en dos dimensiones por la superficie plana en la que se apoya, reflejándose habitualmente a través de un puntero o flecha en el monitor. • El joystick: es un dispositivo de control de dos o tres ejes que se usa desde un ordenador o videoconsola hasta un transbordador espacial o los aviones de caza, pasando por grúas. Se suele diferenciar entre joysticks digitales (que leen cuatro interruptores encendido/apagado en cruceta situada en la base más sus combinaciones y los botones de acción) y joysticks analógicos (que usan potenciómetros para leer continuamente el estado de cada eje, y además de botones de acción pueden incorporar controles deslizantes), siendo estos últimos más precisos. 82 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com • Lápiz óptico: es un periférico de entrada tomando en la forma de una varita fotosensible, que puede ser usado para apuntar a objetos mostrados en un televisor de CRT o un monitor, en una manera similar a una pantalla táctil pero con mayor exactitud posicional. Este periférico es habitualmente usado para sustituir al mouse o, con menor éxito, a la tableta digitalizadora. • El micrófono: El micrófono es un transductor electroacústico. Su función es la de traducir las vibraciones debidas a la presión acústica ejercida sobre su cápsula por las ondas sonoras en energía eléctrica, lo que permite por ejemplo grabar sonidos de cualquier lugar o elemento. • Webcam: es una pequeña cámara digital conectada a un ordenador la cual puede capturar imágenes y transmitirlas a través de Internet, ya sea a una página web o a otra u otras computadoras de forma privada. • Escáner : se utiliza para introducir imágenes de papel, libros, negativos o diapositivas. Estos dispositivos ópticos pueden reconocer caracteres o imágenes, y para referirse a este se emplea en ocasiones la expresión lector óptico (de caracteres). El escáner 3D es una variación de éste para modelos tridimensionales. Clasificado como un dispositivo o periférico de entrada, es un aparato electrónico, que explora o permite "escanear" o "digitalizar" imágenes o documentos, y lo traduce en señales eléctricas para su procesamiento y, salida o almacenamiento. • Escáner de código de barras: Escáner que por medio de un láser lee un código de barras y emite el número que muestra el código de barras, no la imagen. b.- Unidades de Salida. Son aquellas unidades cuya función es sacar fuera del ordenador la información o datos de la CPU, podemos distinguir las siguientes unidades de salida: • Monitor: En ocasiones llamadas también CRT o tubo de rayos catódicos. Se trata simplemente de la pantalla incorporada al ordenador y que es similar a la de un televisor. Existen bastantes características a tener en cuenta con respecto a la pantalla. Dos le las más importantes son la resolución y el color. La resolución es el número máximo de píxeles que pueden ser mostrados en cada dimensión, es representada en filas por columnas. Está relacionada con el tamaño de la pantalla y la proporción. Respecto al color cabe señalar que cada píxel de la pantalla tiene interiormente 3 subpíxeles, uno rojo, uno verde y otro azul; dependiendo del brillo de cada uno de los subpíxeles, el píxel adquiere un color u otro de forma semejante a la composición de colores RGB.


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Pixel: es la menor unidad homogénea en color que forma parte de una imagen digital, ya sea esta una fotografía, un fotograma de vídeo o un gráfico) El control del monitor se lleva a cabo a través de la tarjeta de vídeo. Los tamaños comunes de pantalla suelen ser de 15, 17, 19, 21 pulgadas. • Altavoz : es un transductor electroacústico utilizado para la reproducción de sonido. Uno o varios altavoces pueden formar una pantalla acústica. • Auriculares: son transductores que reciben una señal eléctrica originada desde una fuente electrónica (como por ejemplo una radio o reproductor de audio) que por su diseño permiten colocar cerca de los oídos unos altavoces para generar ondas sonoras audibles. • Impresora: es un dispositivo periférico del ordenador que permite producir una gama permanente de textos o gráficos de documentos almacenados en un formato electrónico, imprimiéndolos en medios físicos, normalmente en papel, utilizando cartuchos de tinta o tecnología láser. En cuanto al tipo de impresoras podemos establecer: a) Impresoras de laser: Las impresoras de láser e impresoras térmicas utilizan este método para adherir tóner al medio. Trabajan utilizando el principio de Xerografía que está funcionando en la mayoría de las fotocopiadoras: adhiriendo tóner a un tambor de impresión sensible a la luz, y utilizando electricidad estática para transferir el tóner al medio de impresión al cual se une gracias al calor y la presión. Las impresoras láser son conocidas por su impresión de alta calidad, buena velocidad de impresión y su bajo costo por copia; son las impresoras más comunes para muchas de las aplicaciones de oficina de propósito general. Son menos utilizadas por el consumidor generalmente debido a su alto coste inicial. Las impresoras láser están disponibles tanto en color como en monocromo. b) Impresoras de inyección de tinta: Las impresoras de inyección de tinta (Ink Jet ) rocían hacia el medio cantidades muy pequeñas de tinta, usualmente unos picolitros. Para aplicaciones de color incluyendo impresión de fotos, los métodos de chorro de tinta son los dominantes, ya que las impresoras de alta calidad son poco costosas de producir. Virtualmente todas las impresoras de inyección son dispositivos en color; algunas, conocidas como impresoras fotográficas, incluyen pigmentos extra para una mejor reproducción de la gama de colores necesaria para la impresión de fotografías de alta calidad (y son adicionalmente capaces de imprimir en papel fotográfico, en contraposición al papel normal de oficina). Las impresoras de inyección de tinta consisten en inyectores que producen burbujas muy pequeñas de tinta que se convierten en pequeñísimas gotitas de 84 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com tinta. Los puntos formados son el tamaño de los pequeños pixels. Las impresoras de inyección pueden imprimir textos y gráficos de alta calidad de manera casi silenciosa. Existen dos métodos para inyectar la tinta: 1. Método térmico. Un impulso eléctrico produce un aumento de temperatura (aprox. 480 °C durante microsegundos) que hace hervir una pequeña cantidad de tinta dentro de una cámara formando una burbuja de vapor que fuerza su salida por los inyectores. Al salir al exterior, este vapor se condensa y forma una minúscula gota de tinta sobre el papel. Después, el vacío resultante arrastra nueva tinta hacia la cámara. Este método tiene el inconveniente de limitar en gran medida la vida de los inyectores, es por eso que estos inyectores se encuentran en los cartuchos de tinta. 2. Método piezoeléctrico. Cada inyector está formado por un elemento piezoeléctrico que, al recibir un impulso eléctrico, cambia de forma aumentando bruscamente la presión en el interior del cabezal provocando la inyección de una partícula de tinta. Su ciclo de inyección es más rápido que el térmico. c) Impresoras de tinta sólida: Las impresoras de tinta sólida, también llamadas de cambio de fase, son un tipo de impresora de transferencia termal pero utiliza barras sólidas de tinta en color CMYK (similar en consistencia a la cera de las velas). La tinta se derrite y alimenta una cabeza de impresión operada por un cristal piezoeléctrico (por ejemplo cuarzo). La cabeza distribuye la tinta en un tambor engrasado. El papel entonces pasa sobre el tambor al tiempo que la imagen se transfiere al papel. Son comúnmente utilizadas como impresoras en color en las oficinas ya que son excelentes imprimiendo transparencias y otros medios no porosos, y pueden conseguir grandes resultados. Los costes de adquisición y utilización son similares a las impresoras láser. Las desventajas de esta tecnología son el alto consumo energético y los largos periodos de espera (calentamiento) de la máquina. También hay algunos usuarios que se quejan de que la escritura es difícil sobre las impresiones de tinta sólida (la cera tiende a repeler la tinta de los bolígrafos), y son difíciles de alimentar de papel automáticamente, aunque estos rasgos han sido significantemente reducidos en los últimos modelos. Además, este tipo de impresora solo se puede obtener de un único fabricante, Xerox, como parte de su línea de impresoras de oficina Xerox Phaser. Previamente las impresoras de tinta sólida fueron fabricadas por Tektronix, pero vendió su división de impresión a Xerox en el año 2000. d) Impresoras de impacto: Las impresoras de impacto se basan en la fuerza de impacto para transferir tinta al medio, de forma similar a las máquinas de escribir, 85 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com están típicamente limitadas a reproducir texto. En su momento dominaron la impresión de calidad. Hay dos tipos principales: 1. Impresora de margarita llamada así por tener los tipos contenidos radialmente en una rueda, de ahí su aspecto de una margarita. 2. Impresora de rueda llamada así por tener todos los tipos contenidos en una esfera. Es el caso de las máquinas de escribir eléctricas IBM Selectric. Las impresoras golpe o impacto trabajan con un cabezal en el que hay agujas, estas agujas golpean una cinta, similar al de una máquina de escribir, que genera la impresión de la letra. e) Impresoras matriz de puntos: En el sentido general, muchas impresoras se basan en una matriz de píxeles o puntos que, juntos, forman la imagen más grande. Sin embargo, el término matriz o de puntos se usa específicamente para las impresoras de impacto que utilizan una matriz de pequeños alfileres para crear puntos precisos. Dichas impresoras son conocidas como matriciales. La ventaja de la matriz de puntos sobre otras impresoras de impacto es que estas pueden producir imágenes gráficas además de texto. Sin embargo, el texto es generalmente de calidad más pobre que las impresoras basadas en impacto de tipos. Algunas sub-clasificaciones de impresoras de matriz de puntos son las impresoras de alambre balístico y las impresoras de energía almacenada. Las impresoras de matriz de puntos pueden estar basadas bien en caracteres o bien en líneas, refiriéndose a la configuración de la cabeza de impresión. Las impresoras de matriz de puntos son todavía de uso común para aplicaciones de bajo costo y baja calidad como las cajas registradoras. El hecho de que usen el método de impresión de impacto les permite ser usadas para la impresión de documentos autocopiativos como los recibos de tarjetas de crédito, donde otros métodos de impresión no pueden utilizar este tipo de papel. Las impresoras de matriz de puntos han sido superadas para el uso general en computación. f) Impresoras de sublimación de tinta: Las impresoras de sublimación de tinta emplean un proceso de impresión que utiliza calor para transferir tinta a medios como tarjetas de plástico, papel o lienzos. El proceso consiste usualmente en poner un color cada vez utilizando una cinta que tiene paneles de color. Estas impresoras están principalmente pensadas para aplicaciones de color de alta calidad, incluyendo fotografía en color, y son menos recomendables para texto. Primeramente utilizadas en las copisterías, cada vez más se están dirigiendo a los consumidores de impresoras fotográficas. 86 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com • Plotter: es una máquina que se utiliza junto con el ordenador e imprime en forma lineal. Se utilizan en diversos campos: ciencias, ingeniería, diseño, arquitectura, etc. Muchos son monocromáticos o de 4 colores (CMYK), pero los hay de ocho y doce colores. Actualmente son frecuentes los de inyección, que tienen mayor facilidad para realizar dibujos no lineales y policromos, son silenciosos, más rápidos y más precisos. Las dimensiones de los plóteres no son uniformes. Para gráficos profesionales, se emplean plóteres de hasta 157 cm de ancho, mientras que para otros no tan complejos, son de 91 a 121 cm. • Proyector: Un proyector de vídeo o vídeo proyector es un aparato que recibe una señal de vídeo y proyecta la imagen correspondiente en una pantalla de proyección usando un sistema de lentes, permitiendo así mostrar imágenes fijas o en movimiento. Todos los proyectores de vídeo utilizan una luz muy brillante para proyectar la imagen, y los más modernos pueden corregir curvas, borrones y otras inconsistencias a través de los ajustes manuales. Los proyectores de vídeo son mayoritariamente usados en salas de presentaciones o conferencias, en aulas docentes, aunque también se pueden encontrar aplicaciones para cine en casa. La señal de vídeo de entrada puede provenir de diferentes fuentes, como un sintonizador de televisión (terrestre o vía satélite), un ordenador personal… c.- Unidades de entrada y de salida. Podemos diferenciar: • Dispositivos o unidades de almacenamiento de datos: son componentes que leen o escriben datos en medios o soportes de almacenamiento, y juntos conforman la memoria o almacenamiento secundario de la computadora. CD,DVD, Memory cards, Disco Duro Externo, Disco duro, Pendrive USB. • Modems: es un dispositivo que sirve para llamada moduladora mediante otra señal llamada portadora

enviar

una

señal

• Routers: es un dispositivo que proporciona conectividad a nivel de red o nivel tres en el modelo OSI. Su función principal consiste en enviar o encaminar paquetes de datos de una red a otra, es decir, interconectar subredes, entendiendo por subred un conjunto de máquinas IPque se pueden comunicar sin la intervención de un router (mediante bridges), y que por tanto tienen prefijos de red distintos. • Pantallas táctil: es una pantalla que mediante un toque directo sobre su superficie permite la entrada de datos y órdenes al dispositivo, y a su vez muestra los resultados introducidos previamente; actuando como periférico de entrada y salida de datos, así como emulador de datos interinos erróneos al no tocarse efectivamente.


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com • Tarjetas de red: es un periférico que permite la comunicación con aparatos conectados entre sí y también permite compartir recursos entre dos o más computadoras (discos duros, CD-ROM, impresoras, etc).

CONCEPTO DE PROGRAMA (SOFTWARE). TIPOS. El programa de un ordenador lo podemos definir como la secuencia de pasos o instrucciones, escritos en un determinado lenguaje de ordenador y encaminado a realizar un trabajo concreto Por eso un ordenador es algo completamente inútil sin un programa, sin un conjunto de instrucciones que controlen el funcionamiento del ordenador, instrucciones que representen, de forma inteligible para el ordenador, un algoritmo. La realización de un trabajo por parte de un equipo presupone el de un programa adecuado. La mayoría de las veces ocupará diferentes tareas cada una a resolver por un programa concreto. Cada programa es introducido, desde una unidad de entrada y almacenado en la Memoria Principal, donde la unidad de control pasará a recogerlo, instrucción por instrucción. Dentro de las fases del programa tenemos la fase de montaje, de pruebas y de explotación. Al conjunto de programas destinados a solucionar los diferentes trabajos de un problema generalmente específico es lo que se conoce con el nombre de “Sistema”. En los programas compilados, es necesario añadir al programa objeto algunas rutinas del sistema de ello se encarga el programa montador denominado “Linker”. Actualmente existen multitud de paquetes de programas de aplicación a los ordenadores, estos paquetes de software se pueden clasificar en: ♦

Diseño Gráfico: AutoCad, AutoDESk, Corel 6 y Corel 7…

♦

Bases de datos: Open Acces, Dbase… Son programas que facilitan la gestión de los ficheros.

♦

Hojas de calculo: Symphony, Lotus 123…

♦

Tratamiento de textos: Wordperfect, WordStar… 88 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

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Herramientas informáticas: Norton, PcToois.

Lenguaje. Un programa de ordenador se escribe siguiendo unas reglas de codificación que, en su conjunto, reciben el nombre de lenguaje, los lenguajes de programación se clasifican en tres grandes grupos, según sea el grado de proximidad al modo de expresarse el ordenador: a.- Lenguajes maquina. b.- Lenguajes ensambladores o de bajo nivel. c. Lenguajes de alto y medio nivel. Un programa de un ordenador está escrito en un lenguaje especial de ordenador. Existen multitud de lenguajes utilizados a fin de escribir programas para ordenadores. El lenguaje de ordenador más simple y universal es el lenguaje maquina, que consiste en dígitos binarios (0 y 1). Entre los diferentes tipos de lenguaje de alto nivel podemos distinguir: a.- Fortran: Debemos considerarlo como el primer lenguaje de alto nivel que se conoció, se dio para aplicaciones científicas, para resoluciones de problemas científicos y de ingeniería que requieran difíciles cálculos numéricos. Este lenguaje no se empezó a aplicar hasta los ordenadores de la segunda generación, alcanzando un gran desarrollo con los equipos de la tercera generación. Características: 1. Para su aprendizaje no son necesarios conocimientos especiales. 2. El programa Fortran no depende de un equipo determinado. 3. Posee macroinstrucciones. b.- Cobol: Es un lenguaje de aplicaciones comerciales y de tratamiento de esos datos, como características podemos resaltar: 1. Posee las mismas capacidades lógicas que el fortran y da posibilidad al programador de crear programas complejos. 89 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com 2. Es fácil el diseño y la impresión de la información de salida en cualquier documento o formato. c.- PL / 1. Combina lo mejor del Fortran y del Cobol, se creó por IBM, es un lenguaje de uso general. Características: 1. Facilidad de codificación. 2. Buena documentación. 3. Gran flexibilidad (aplicaciones científicas y comerciales). d.- Pascal. Se desarrollo como una buena herramienta para enseñar técnicas de programación, es un lenguaje de ámbito general, está pensado para fomentar un enfoque sistemático del desarrollo y escritura de programas. Fue diseñado en Zürich a principio de los años 70. Permite definir tipos de operaciones adecuadas a las necesidades específicas de un trabajo, creándose verdaderamente un lenguaje dentro de él. Es un lenguaje donde prima el manejo de datos. e.- Basic. Es un lenguaje apropiado para los ordenadores personales. Es un código de instrucción por símbolos de uso general para principiantes, usándose en sus inicios para la enseñanza de la informática. Características: 1. Su facilidad de aprendizaje. 2. Su facilidad de codificación. 3. Su excelente capacidad matemática. Podemos citar otros muchos tipos de lenguaje pero los anteriores se consideran los más importantes. Otros tipos de lenguaje serían: RPG, PROLOG, ADA… 90 BLOQUE 8. Materias técnico científicas


SISTEMA OPERATIVO Podemos definir el sistema operativo, como lo que supervisa y controla la ejecución de nuestro programa cuando lo introducimos en nuestro ordenador, o como el conjunto de programas necesarios para una mínima comunicación eficaz de la máquina con el usuario. Un sistema operativo es un programa o conjunto de programas que controla el Hardware de un ordenador y gestiona los recursos de que dispone éste. Las funciones y complejidad del sistema operativo varían según la clase de las funciones del sistema del ordenador. Las grandes máquinas de aplicación general tienen programas de sistema operativo muy grandes y sofisticados que supervisan y controlan los trabajos de muchos usuarios. Por otro lado los ordenadores personales y los microordenadores pequeños, tienen la función de servirnos de ayuda a la hora de desarrollar programas y facilitarnos las operaciones de entrada y salida. Un ordenador puede considerarse como un conjunto de recursos que proporcionan una serie de facilidades como entrada/salida, tratamiento de la información y almacenamiento masivo. El sistema operativo puede considerarse como el encargado de gestionar estos recursos. El sistema operativo tiene dos tipos de órdenes: internas y externas. Las internas son aquellas, que podríamos definir como comandos y se cargan con el COMAND.COM. Las externas necesitan de su archivo para poderse ejecutar. Por tanto podemos definir el sistema operativo como el programa o conjunto de programas que controla el hardware de un ordenador y gestiona los recursos de que dispone de éste, de acuerdo a ciertos objetivos preestablecidos: Objetivos del sistema operativo: a.- Hacer posible el uso eficiente de los recursos del sistema. b.- Ocultar las dificultades que supone el control director del Hardware del ordenador. Funciones: Para exponer las funciones más generales que realiza un sistema operativo, podemos señalar según Auerbach EDP Reports: a) Mantener un diario de las operaciones del sistema. b) Coordinar las comunicaciones enre el operador y el sistema. 91 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com c) Controlar e iniciar todas las operaciones de entrada y salida. d) Supervisión, carga, iniciación y planificación de la ejecución de programas. e) Asignación de memorias, unidades de entrada y salida. f) Controlar las operaciones cuando se trabaja en los modos de multiprogramación, multiproceso y tiempo compartido. Tipos de sistemas operativos. En la actualidad y el lo referente a los ordenadores personales los más conocidos y utilizados son: a) MS-DOS. b) UNIX. c) DR-DOS. d) WINDOWS. e) VME / B.

ALMACENAMIENTO DE LA INFORMACION: FICHERO. Podemos definir el fichero como una colección de datos relacionados entre sí y sometidos a una organización estricta en registros y campos. Un registro puede contener varios datos y cada registro de un fichero tiene la misma estructura que los demás. Los datos individuales ocupan campos dentro de los registros, el campo puede tener una longitud fija o variable. El término longitud de campo se refiere al número máximo de caracteres que puede albergar dicho campo. La organización de un fichero depende de dos factores: Del uso que se le va a dar y por factores cualitativos, como la volatilidad (expresa el número de registros que se dan de baja o alta en un periodo determinado), volumen o tamaño (se mide en bytes), crecimiento (indica el tamaño de un fichero), actividad (mide el porcentaje de registros a los que acceder en el proceso normal del fichero).


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com La forma más común de identificar un registro, es eligiendo un campo dentro del registro. La única restricción sobre las claves, es que cada registro del fichero debe tener una clave diferente. En este caso los campos se denominan, clave primaria, clave secundaria, etc. Los ficheros están soportados en memorias auxiliares o de masa. Dentro de ellos la información se subdivide en: Carácter, bit, registro, bloque y campo. El bit como ya hemos expuesto en el tema es la unidad más elemental de información, el carácter o byte es el símbolo elemental para representar datos, el registro es el cómputo de datos que constituye la unidad de tratamiento del sistema, el bloque es el registro físico y el campo será el lugar físico de almacenamiento destinado a contener una información independiente. Tipos de ficheros. Podemos distinguir varios tipos de ficheros, así tenemos: a.- En serie: Se caracteriza porque carece de un orden particular. Se suelen utilizar para guardar datos temporalmente, hasta crear un fichero con estructura mayor. b.- Secuencial: En él los datos están ordenados por una o más claves. Son los más usados habitualmente. c.- Aleatorios: Los registros están distribuidos sin orden en medio del almacenamiento masivo.



TEMA 25. TOPOGRAFIA CONCEPTO DE TOPOGRAFÍA. Para definir la topografía como ciencia debemos de ponerla en relación con otras ciencias como la Geodesia, pues ambas están íntimamente emparentadas, así podemos definir la topografía (de topos, lugar y graphos, escribir), como: “La ciencia que estudia el conjunto de principios y procedimientos que tienen por objeto la representación gráfica de una parte de la superficie terrestre, con sus formas y detalles, tanto naturales como artificiales, es decir, se ocupa de la medida y representación gráfica de una porción de tierra más o menos extensa, ocupándose de detalles de Planimetría y Altitud (conceptos que se estudiarán a lo largo de la exposición del tema)”. La topografía, se limita a representar zonas de pequeña extensión, en la que la superficie terrestre de referencia puede considerarse plana, toda vez que el plano tangente a la esfera terrestre en el centro de la zona, se confunde prácticamente con la parte de la superficie esférica sobre la que se encuentra la zona a representar. Cuando se trate de zonas de mayor extensión, ya no se puede prescindir de la curvatura terrestre, necesitando, en este caso, la topografía el concurso de la Geodesia y de la cartografía, que proporcionan los medios para referir a un plano la superficie, de forma aproximadamente esférica, de la Tierra. Y definiremos la Geodesia, como “aquella ciencia que se ocupa del estudio y medida de grandes extensiones de tierra y de la tierra misma en su totalidad, o sea el estudio del globo terrestre en lo concerniente a su configuración precisa y a su medida”, podría llamarse topografía en gran escala. La topografía estudia todas aquella particularidades del terreno que pueden interesar para las cuestiones que se presenta en las necesidades de la vida práctica (su unidad principal de medición es el kilómetro cuadrado), por esto, esta ciencia encuentra sus principales aplicaciones en la navegación, en el catastro, en la valoración de fincas, en la agronomía, en la construcción de caminos y canales y en el arte militar. Debemos definir a la Agrimensura como aquella parte de la Topografía que trata de la determinación de las superficies agrarias y las particiones del terreno. A causa de la distribución no uniforme de las masas continentales que influye de modo distinto sobre la gravedad terrestre, esta superficie no es regular, pero se aproxima bastante a un elipsoide (forma elíptica). Según Bessel el semieje ecuatorial es de 6.337.397´15 metros, mientras que el semieje polar es de 6.356.078´96 metros. 94 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Como dato a resaltar, debemos señalar que el radio de la tierra es de 6.4000.000 metros o lo que es lo mismo 6.400 kilómetros. DEFINICIÓN CONCEPTOS TOPOGRÁFICOS: • Cartografía: Representación del terreno sobre un plano. Conjunto de técnicas para la elaboración de mapas o planos realizados a través de datos topográficos, geodésicos y fotogramétricos. • Geodesia: Estudio global de la forma y dimensiones de la Tierra. La Tierra es un geoide con variaciones, se puede representar como un elipsoide de 6378 km de radio en el ecuador y 6357 km en los polos. Considerando que la Tierra es una esfera se utilizan las coordenadas geográficas (latitud y longitud). Red geodésica: Son unos triángulos que permiten relacionar las coordenadas geodésicas con las coordenadas cartesianas. • Proyecciones cartográficas: Son una serie de cálculos matemáticos que nos van a permitir transformar la esfera terrestre en un plano. Hay tres tipos: - Cilíndrica: Se proyecta la esfera en un cilindro que sea tangente al ecuador. - Azimutal: Se hace un plano tangente al polo sur y se proyectan los puntos. Necesita dos proyecciones, una para el hemisferio norte y otra para el sur. - Cónica: Se hace un cono tangente a un paralelo. Todas tienen deformaciones. • Fotogrametría: Es una proyección cónica. Tiene el problema de la escala a la que obtenemos el fotograma (aparece todo lo representado). Con un fotograma podemos sacar datos planimétricos pero no altimétricos, esto se resuelve haciendo dos fotogramas de la misma zona y de distinta posición. • Topografía: Es como la geodesia pero a menor escala, suelen ser extensiones pequeñas, ya que si son grandes hay que apoyarse en la geodesia. Estudio de los métodos necesarios para realizar una correcta representación del terreno; la representación puede ser gráfica o numérica. Ha de contener todos los detalles necesarios, tanto naturales como los creados por el hombre. • Levantamiento: Se toman los datos del terreno y se elabora un plano. • Replanteo: Dibujo que se hace sobre el plano para después llevarlo al terreno. - La fuente de datos va a ser el terreno. - La metodología topográfica: permite conocer el conjunto de técnicas para realizar los trabajos topográficos. - El objetivo va a ser la representación de la geometría del terreno y materializar puntos (fabricar un plano). 95 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com En extensiones pequeñas se trabaja con la topografía y no tendremos en cuenta la curvatura terrestre. Para hacer un levantamiento damos a unos puntos unas coordenadas y a partir de ellos obtendremos los demás puntos. Para trabajos topográficos de grandes dimensiones tenemos que tener en cuenta la curvatura terrestre por lo que habría que utilizar la geodesia. • Planimetría: Representación de los elementos sobre un plano horizontal. • Altimetría: Representar sobre el plano horizontal las alturas. Esto se puede hacer por separado o en forma conjunta que es lo que se llama taquimetría, es decir la observación a la vez de la planimetría y altimetría.

ELEMENTOS GEOGRÁFICOS. Sobre la superficie terrestre, un punto cualquiera queda perfectamente definido, por sus coordenadas geográficas, longitud y latitud. El sistema de coordenadas geográficas, está constituido por paralelas (líneas circulares paralelas al Ecuador) y los meridianos (círculos máximos que pasan por los polos). Podemos distinguir los siguientes elementos geográficos: a. Eje Terrestre. b. Polos. c. Paralelos. d. Meridianos. e. Puntos cardinales. f. Coordenadas geográficas. g. Acimut y rumbo. h. Estaciones. a. Eje terrestre. Es la recta ideal alrededor de la cual gira la tierra en su movimiento. Aunque no es correcto, podemos considerar que el eje terrestre se conserva paralelo así


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com mismo en el movimiento de traslación de la tierra alrededor del sol y apunta sensiblemente en la dirección de la estrella polar. b. Polos. La superficie de la tierra es atravesada por el eje en dos zonas o puntos denominados polos, de los que podemos diferenciar según su situación: Polo Norte: Está ubicado en la zona polar (ártico) Polo Sur: También denominado Antártico. c. Paralelos. Líneas de intersección con la superficie terrestre de todo plano perpendicular al eje terrestre. Todos los paralelos son circunferencias. De todos los planos paralelos, el que pasa por el centro de la tierra determina una circunferencia de radio máximo que se llama Ecuador. El paralelo que divide a la tierra en dos partes iguales se denomina Ecuador y es el mayor de los paralelos. Todas las zonas que están en un mismo paralelo tienen igual latitud. Divide la superficie terrestre en dos hemisferios: Hemisferio Norte: Que contiene al Polo Norte. Hemisferio Austral: Que contiene el Polo Sur. Existen gran infinidad de paralelos pero los más relevantes y conocidos son: Trópico de Cáncer: Situado a 23º 27´ de latitud Norte. Trópico de Capricornio. d. Meridiano. Recibe el nombre de plano meridiano, todo plano que contiene el eje de la tierra. La intersección de un plano meridiano con la superficie terrestre determina un círculo máximo, que pasa por los polos y que se denomina meridiano. Km.

La longitud del meridiano terrestre es de 40.000.000 metros o de 40.000

Todos los puntos de un círculo meridiano tienen igual longitud o difieren en 180 grados. En la actualidad se ha adoptado universalmente como meridiano universal el de Greewich, al cual se refieren ya todas las efemérides astronómicas y los husos horarios de la tierra.


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com e. Puntos cardinales. La intersección de un plano meridiano con una superficie horizontal se llama meridiana. Señalando el plano horizontal de un punto la meridiana y su perpendicular, tendremos individualizadas cuatro direcciones, opuestas dos a dos a partir del punto en cuestión. Si se imagina un observador colocado de pie sobre el punto, y con la cara vuelta hacia el polo Norte; la dirección que tiene delante de sí se llamará Norte; la que tiene a su derecha, Este; la que está a su espalda, Sur ; y la de su izquierda, Oeste. Los puntos del infinito de estas direcciones se llaman puntos cardinales. Estos puntos llevan los nombres de las direcciones correspondientes, es decir: Norte o Septentrión. Este u Oriente o levante. (Por donde sale el sol). Sur o mediodía. Oeste u occidente (por donde se pone el sol) Si se trazan las bisectrices de los cuatro ángulos rectos, se tienen otras cuatro direcciones o vientos, cuyos puntos, impropiamente llamados intercardinales, se llaman partiendo del Norte y marchando hacia el Este, Nordeste, Sudeste, Sudoeste y Noroeste. f. Coordenadas geográficas Debemos señalar que las coordenadas geográficas son: La latitud y La altitud . Se supone que el ecuador está dividido en grados, minutos y segundos del sistema sexagesimal, que es el adoptado generalmente por los astrónomos; pero en vez de empezar por cero y marchar en un cierto sentido hasta los 360 grados, se numera la circunferencia en 180 grados hacia occidente y oriente del origen, por tanto la longitud de un punto será el ángulo que forma el meridiano de origen, medido desde el ecuador, siendo la longitud este u oeste. Todos los puntos de un círculo meridiano tienen igual longitud o difieren en 180 grados. En la actualidad se ha adoptado universalmente como meridiano inicial el de Greenwich. Se llama latitud de un punto de la superficie terrestre el valor del ángulo formado por la vertical que pasa por aquel punto con el plano ecuatorial, y se dice que la 98 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com latitud Norte o positiva, Sur o negativa, según el punto dado esté en el hemisferio Boreal o en el Austral, también podemos definirla como el ángulo cuyo arco es la separación que existe entre dicho punto y el Ecuador, medida sobre el meridiano del lugar. La latitud se cuenta sobre el círculo meridiano que pasa por el punto 0 a 90 grados hacia el Polo Norte y también de 0 a 90 grados hacia el Polo Sur, a partir del Ecuador.

La longitud de un punto, es la medida del arco del ecuador expresado en grados, minutos y segundos entre el meridiano que pasa por el punto y el meridiano elegido como origen. En la actualidad se toma como origen internacional el meridiano de Greenwich, meridiano que pasa por el observatorio de la ciudad del mismo nombre. La longitud y la latitud constituyen el sistema de coordenadas geográficas. La latitud señalará el paralelo donde se encuentra el lugar señalado y la longitud nos señalará el meridiano. La intersección de ambas nos dará el punto deseado. g. Acimut y Rumbo. Al utilizar un mapa, se hace necesario con frecuencia conocer la dirección seguida por una carretera o un río o determinar la dirección que pueda tomarse para localizar un objeto cualquiera con respecto a un punto de referencia conocido. Para fijar una dirección pueden utilizarse dos sistemas: Acimut: Los acimut son utilizados por los organismos militares y en navegación aérea y marítima. Los acimuts son ángulos medidos en sentido de las agujas del reloj a partir del Norte y comprendidos por lo tanto entre 0 y 360. El acimut de un punto lo definimos como el ángulo formado por la línea que indica el norte geográfico y la línea a lo largo de la cual se visa dicho punto o el 99 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com ángulo que con el meridiano forma el círculo vertical que pasa por un punto del globo terráqueo. Para la medición del acimut, se hará en sentido de la rotación de las agujas del reloj, se podrá determinar en un mapa mediante un transportador de ángulos o con la ayuda de brújula. Rumbo: El rumbo de una dirección podemos considerarlo como el ángulo que forma el Norte Magnético con esa dirección, siempre que se mida en sentido de las agujas del reloj, desde el Norte Magnético a la dirección. Los rumbos de cuadrante de la brújula son ángulos medidos hacia el Este o hacia el Oeste a partir del Norte o del Sur, según cuál de estos puntos cardinales sea el más próximo. Los rumbos pueden ser magnéticos, con relación al Norte magnético, o verdaderos con relación al Norte geográfico. Los rumbos están siempre comprendidos entre 0º y 90º. h. Estaciones. Mientras que el movimiento de rotación de la tierra origina la sucesión de los días, su giro en torno al sol nos darán las estaciones del año (primavera, verano, otoño e invierno), con su clima distinto en función de la inclinación de los rayos solares. Debido a la inclinación del eje de rotación de la tierra, el sol se sitúa la mitad del año en el Hemisferio Norte celeste y la otra mitad en el contrario. En éste último caso se produce el verano en el hemisferio sur y el invierno en el norte y recíprocamente. Durante el verano el sol parecer estar más alto que durante el invierno, son los solsticios aquellos días en que el sol alcanza su declinación extrema es decir cuando está lo más alto o bajo posible, estos días se sitúan alrededor del 21 de Junio y 22 de Diciembre. Son ya conocidos los equinoccios (primavera el 21 de Marzo y otoño el 23 de septiembre) donde la declinación del sol se anula, por tanto la duración del día y de la noche es igual para cualquier punto del planeta.

UNIDADES GEOMETRICAS DE MEDIDA: UNIDADES LINEALES, UNIDADES ANGULARES, ESCALA NUMERICA Y GRAFICA. Medir una magnitud es el resultado de compararla con otra de su misma especie que se forma como unidad de referencia. En topografía las magnitudes que tienen que medirse son:


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com 1.- Magnitudes lineales. 2.- Magnitudes superficiales. 3.- Magnitudes angulares. 1.- Magnitudes lineales. Como puede imaginarse la unidad de longitud más empleada en Topografía es el metro. El metro puede definirse como la longitud que adquiere a una temperatura de 0º grados centígrados, una regla de platino e iridio conservada en la Oficina Internacional de Pesas y medidas de Breteuil, en París. Sin embargo, podríamos clasificar a ésta de definición práctica y en la actualidad ha sido sustituida por otras más exactas y rigurosas. En la Conferencia General de Pesas y Medidas de 1960 (París), se acordó que “el metro es igual a 1.650.763.73 veces la longitud de onda en el vacio de la radiación correspondiente a la transición entre los niveles de energía 2P 10 y 6d5 del átomo de criptón 86”. Posteriormente se ha definido de nuevo basándose en la velocidad de la luz, concluyendo que “el metro es la longitud recorrida por un rayo de luz en el vacío en un tiempo de 1/299792458 segundos”. El metro Internacional se conserva en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas de Breteuil, en Sevres (París). El metro es la diez millonésima parte del cuadrante del meridiano terrestre, es decir, la unidad está referida a la tierra y es un submúltiplo de ella. Podemos diferenciar: UNIDADES LINEALES MIRIÁMETRO

Mm.

10.000 metros

KILÓMETRO

Km.

1.000 metros

HECTÓMETRO

Hm.

100 metros

DECÁMETRO

Dm.

10 metros

UNIDAD PATRÓN: EL METRO DECÍMETRO

dm.

0,1 metro

CENTÍMETRO

cm.

0,01 metro

MILÍMETRO

mm.

0,001 metro

Ejemplo. ¿Cuantos metros habrá en una distancia de 5.000 Decámetros?: 101 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com 5.000 x 10 = 50.000 metros ¿Cuantos metros habrá en una distancia de 10.000 milímetros? : 0´001: 10.000 = 10 metros. 2.- Magnitudes superficiales. La unidad de superficie más habitual en topografía es la Hectárea (10.000 m ) que se define como: El área correspondiente a un cuadrado cuyo lado tiene una longitud de 100 metros. 2

Su divisiones son: el área (centésima parte de la hectárea) y la centiárea (diezmilésima parte de la hectárea). A veces se utiliza también el KM2. Tablas de equivalencia en m

2

EQUIVALENCIA DEL METRO CUADRADO MIRIÁMETRO CUADRADO (Mm2)

100.000.000 metros 2

100 KILÓMETROS2

KILÓMETRO CUADRADO (Km2)

1.000.000 metros 2

100 HECTÓMETROS2

HECTÓMETRO CUADRADO (Hm2)

10.000 metros2

100 DECÁMETROS 2

DECÁMETRO CUADRADO (DM2)

100 metros2

-

DECÍMETRO CUADRADO (dm2)

0,01 metro2

100 CENTÍMETROS2

CENTÍMETRO CUADRADO (cm2)

0,0001 metro2

100 MILÍMETROS2

MILÍMETRO CUADRADO (mm2)

0,000001 metro 2

-

Dentro de las medidas de superficie también podemos establecer otras equivalencias, como es el caso de las medidas agrarias, donde su unidad básica es el área (100 metros cuadrados), entre sus múltiplos y submúltiplos más utilizados tenemos: MÚLTIPLOS

Hectárea (ha)

100 áreas

1 Hectómetro2

10.000 metros2

SUBMÚLTIPLOS

Centiárea (ca)

0,01 área

-

1 metro 2


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com 3.- Magnitudes angulares. Los ángulos horizontales se miden en topografía de izquierda a derecha, o sea, siguiendo el sentido de las agujas del reloj. Pero tenemos tres unidades para medir estos ángulos, que serán: a. Graduación sexagesimal. b. Graduación centesimal. c. Graduación milesimal (El radian). a. Graduación sexagesimal. La unidad de medida para los arcos de un círculo es de 360 partes de su circunferencia. Por eso la graduación sexagesimal se supone dividida en 360 partes iguales denominadas grados, que se van a distribuir en cuatro cuadrantes de 90 grados, cada uno cada uno de esos grados está dividido en 60 minutos y cada minuto a su vez en sesenta segundos. Su unidad es el grado sexagesimal. “Resultan de dividir la circunferencia en 360 partes iguales, a las que llamaremos grados; cada grado en 60 minutos, y cada minuto en 60 segundos. Cada cuadrante de la circunferencia estará dividido en 90º” Para indicar los grados, minutos y segundos se colocan respectivamente un cero de exponente, para indicar los grados, un acento de exponente para indicar los minutos, y dos acentos de exponente para indicar los segundos, siempre estos exponentes se colocan en la parte superior derecha del número, de la siguiente forma: 52º 10´ 33” La medida de un ángulo es la del arco trazado desde el vértice, como centro, subtendido por los lados y por consiguiente, se tomará como unidad de ángulos, el trazado en el centro de la circunferencia que subtienda el arco de un grado. 60”.

El ángulo unidad se considera igualmente dividida en 60´ y cada minuto en

Está comprobado que ya civilizaciones antiguas como los caldeos, los egipcios, los persas, los indios, los chinos y casi todos los pueblos de la antigüedad, conocían la división de la circunferencia en seis partes iguales, debe de haber sido el primer paso de los geómetras antiguos hacia la división actual.



b. Graduación centesimal. En la actualidad y debido principalmente a Porro, que la introdujo con su Taquimétria, se ha generalizado bastante otra división de la circunferencia, es decir, la división centesimal, que procede del tiempo de la primera república francesa, en la época en que Francia ocupaba el primer científico entre todos los países. Actualmente la graduación centesimal en Topografía se utiliza más que la graduación graduación sexagesimal, por tener un uso más cómodo y cálculo más sencillo. En la graduación centesimal, se considera dividida la circunferencia en 400 grados distribuidos en cuatro cuadrantes de 100 grados cada uno; cada grado comprende 100 minutos y cada minuto comprende 100 segundos. Su unidad es el grado centesimal. “Resultan de dividir la circunferencia en 400 partes iguales, llamadas también grados, cada grado en 100 minutos, y cada minuto en 100 segundos. Cada cuadrante de la circunferencia circunfe rencia estará dividido en 100º.” Los grados minutos y segundos centesimales se designa para distinguirlos de los sexagesimales por letras como exponentes; g (para distinguir los grados), m (para distinguir los minutos), s (para distinguir los segundos). 50g 42m 30s



La circunferencia se divide en Cada grado se divide en 400 partes iguales, partes decimales denominadas grados centesimales o Gons.

La graduación centesimal es la más usada en Topografía, Topografía, por ser de cálculo más sencillo y uso más cómodo que la sexagesimal. c. Graduación milesimal (El radian). EL Radián es una unidad angular que se define como el ángulo que tiene un arco cuya longitud es igual al radio. El radián es una unidad muy grande, por lo que se hace necesario elegir una menor, habiéndose optado por la milésima, que la unidad de la graduación milesimal, y que se define como el ángulo que resulta de dividir un radián en 1.000 partes iguales, número que ha de ser inconmensurable, no es cómodo en las aplicaciones, por lo que se ideó “la milésima artillera”, que se define como “el ángulo que resulta de dividir la circunferencia en 6.400 partes iguales. “En este sistema se supone a la circunferencia circunferencia dividida dividida en 6.400 6.400 partes iguales llamadas milésimas militares. Cada cuadrante de la circunferencia estará dividido en 1.600º.” La milésima militar o artillera, (que no hay que confundirla con la milésima geométrica), se representa por dos ceros colocados a la derecha y arriba del número, de la siguiente forma: 2400


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com PASO DE UNAS GRADUACIONES ANGULARES A OTRAS 1. Paso del sistema sexagesimal al centesimal y viceversa. Partimos de un ángulo dado en el sistema sexagesimal, que constará de grados, minutos y segundos, y que es necesario reducir a incomplejo de grados, dividiendo para ello los minutos por 60 y los segundos por 3.600, quedando así expresado en ángulo en grados, y una fracción decimal de los mismos: A continuación se establece la proporción: 100g __________ 900 Xg ___________ b0

Donde despejamos X, nos dará directamente los grados, minutos y segundos centesimales que corresponden a los b grados sexagesimales dados. De la anterior proporción, deducimos que para pasar grados sexagesimales a centesimales, basta multiplicar aquéllos por 10 / 9. Ejemplo 1: Reducir a graduación centesimal el ángulo 34 0 16` sexagesimal. 1º Reducir el ángulo a incomplejo de grado: 340 = 340 16` / 60 = 0,26 55” / 3.600= 0,01527 340 16’ 55”= 340, 281944

2º Aplicamos la fórmula:

100g _________ 900 Xg _________ b0

100g ______________________ 90 0 Xg ______________________ 34 0,281944 900 . Xg= 100g . 340,281944 900 . Xg= 3.428, 1944 106 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

55”, dado en


3.428,1944 X = -------------- = 38g,091049 90 g

Expresión que puede quedar así, o bien indicando grados, minutos y segundos expresamente: 38g,091049 = 38 g 09m 10s,49 Ejemplo 2: Reducir a graduación sexagesimal el ángulo 38 g 29m 7s,8, dado en centesimal. 1º lo expresamos en grados centesimales: 38g 29078 2º aplicamos la fórmula:

100 g _________ 900 Xg _________ b0

100g _________________________ 90 0 38g29078 ____________________ b 0 100g . b0= 38g29078 . 90= 100g . b0= 344617020 344617020 B = ------------------ = 340461702 100 0

Expresión que tendremos que pasar a complejo de grado: 340 ………………………………………… 340 00,461702 x 60= 27’70212 …….... 27’ 00,70212 x 60= 42”1272 ………. 42”,1272 340461702 = 340 27’ 42”,1272


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com 2. Paso del sistema sexagesimal y centesimal al milesimal y viceversa. Tanto en el caso directo como en el inverso, se emplean las siguientes proporciones, teniendo presente que en ellas se trabaja siempre con número incomplejos de grados. Fórmula sexagesimal

Fórmula centesimal

3600 _____________ 640000

400g ______________ 640000

a0 __________________ b00

ag _________________ b00

Ejemplo 1: Reducir a milésimas el ángulo 470 37’ 49”, dado en sexagesimal: 1º se reduce a incomplejo de grado 470 = 47º 37’ / 60 = 0, 616666 49” / 3600 = 0,013611 470 37’ 49” = 470,630278 2º se aplica la fórmula:

3600 _____________ 6400 00 a0 _________________ b 00

3600 ____________________ 6400 00 470,630278 _____________ b 00 3600 . b00 = 470,630278 . 6400 00 384833,7792 b = --------------------- = 84700 360 00

Ejemplo 2: Reducir a graduación milesimal el ángulo 53 g 7m 4s,3 dado en sistema centesimal.


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com 1º se expresa en grados centesimales: 53g 7m 4s,3 = 53g,07043 400g ______________ 640000 2º se aplica la

ag _________________ b 00

fórmula:

400g _____________________ 6400 00 53g,07043 _________________ b 00 400g . b00= 53g,07043 . 6400 00 343707,52 b = ---------------- = 84900 400 00

s Resultado: el ángulo centesimal 53g 7 m 4 ,3 = 84900

Ejemplo 3: Reducir a graduación sexagesimal el ángulo de 1024 00, dado en milesimal.

3600 _____________ 6400 00

1º aplicamos la fórmula:

a0 _________________ b00 3600 ______ _______ 6400 00 a0 ______ ________ 102400 3600 . 1024 00 a0 = ------------------ = 570, 6 640000 2º. Expresión que tendremos que pasar a complejo de grado: 570, 6 = 570 109 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com 00,6 x 60= 360’ Luego tendremos: 570 36’ Resultado: el ángulo milesimal 102400 = 57 0 36’ sexagesimal Ejemplo 4: Reducir a graduación centesimal el ángulo de 937 00 dado en milesimal. 1º. Aplicamos la fórmula:

400g ______________ 6400 00 ag _________________ b 00

400g ______________ 640000 ag _______________ 937 00 ag . 6400 00= 400g . 93700 400g . 93700 ag= ------------------= 58g,5625 640000 2º. Expresión que se puede dejar así o expresarlo en complejo de grado: 58g,5625 = 58 g 56m 25s Resultado: el ángulo 937 00 = 58g 56m 25 s ángulo centesimal


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com 3. Paso del sistema centesimal, sexagesimal y milesimal a radianes y viceversa. Como en los casos anteriores podemos pasar de un sistema a otro mediante reglas de tres: Fórmula sexagesimal

Fórmula centesimal

Fórmula milesimal

3600 _______ 2π rad

400g _______ 2π rad

640000 ___ ___ 2π rad

a0 _____ ___ b rad

ag ________ b rad

a00 ___ _____ b rad

Ejemplo 1: Reducir a radianes el ángulo 61 0 41m 27”,9 dado en el sistema sexagesimal. 1º Tendremos que pasarlo a incomplejo de grado. 610 = 610 41m / 60 = 0,6833 27”,9 / 3600= 0,00775 610,6910833 2º Establecemos la fórmula:

3600 _______ 2π rad a0 _____ ___ b rad

3600 _____________ 2π rad 610,6910833 _____ x rad 610,6910833 . 2π rad x rad= -------------------------- = 1.0767 rad 360 Resultado: el ángulo 610 41m 27”,9 0 = 1.0767 rad Ejemplo 2: Reducir a radianes el ángulo 55 g 73m 89s,9 dado en el sistema centesimal. 1º Expresarlos en grados centesimales55g 73m 89s,9 = 55g73899 111 BLOQUE 8. Materias técnico científicas


2º Establecer la fórmula:

400g _______ 2π rad ag ________ b rad

400g ___ ____ 2π rad g 55 ,73899 ________ x rad 55g,73899 . 2π rad x rad= ---------------------- = 0,8755 rad 400 s Resultado: el ángulo 55 g 73m 89 ,9 = 0,8755 rad

Ejemplo 3: Reducir a radianes el ángulo 1335 00 dado el sistema milesimal. 1º Establecer la fórmula:

640000 ___ ___ 2π rad a00 ___ _____ b rad

640000 ___ ___ 2π rad 133500 ___ _____ x rad 133500 . 2π rad X rad= --------------------= 1.3106 rad 640000 Resultado: el ángulo milesimal 1335 00 =1 .3106 rad Ejemplo 4: Reducir a grados sexagesimales el ángulo de 1,232 radianes.


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com 1º Establecer la fórmula:

3600 _______ 2π rad a0 _____ ___ b rad

3600 _______ 2π rad a0 _____ 1,232 rad 3600. 1,232 rad a0= -------------------- = 2π rad

443,52 ----------- = 700, 5884 2π rad

2º Reducimos el ángulo 70 0 , 5884 a complejo: 700 = 700 00, 5884 x 60= 35’,304 00,304 x 60= 18”,24 Que reducido a complejo dará: 70 0 35’ 18”,24 Resultado: el ángulo 1,232 radianes = 70 0 35’ 18”,24 RESUMEN UNIDADES ANGULARES: Sistema sexagesimal: 360ºgrados sexagesimales, 60 minutos sexagesimales, 60 segundos sexagesimales. Se divide la circunferencia en 360 partes (1º=60´=3600´´). Sistema centesimal: (1g=100m=10000s).

Se

divide

la

circunferencia

en

400

partes

Sistema lineal: Se utiliza la relación constante que existe para un mismo ángulo entre la longitud de los arcos y sus respectivos radios. Radian: Ángulo para el que cualquier arco que tracemos sobre él será igual al radio. Milésima natural: Ángulo para el cual el arco es igual al radio partido por mil. Milésima artillera: Se divide la circunferencia en 6400 partes (6400¨). 113 BLOQUE 8. Materias técnico científicas


ESCALAS NUMÉRICAS Y GRÁFICAS Escala numérica. Escala es la relación constante que existe entre la medida de un segmento en el papel y la medida de su homólogo en la realidad, es decir en el terreno. En Topografía su valor es siempre menor que la unidad, por la necesidad de reducir el tamaño de las líneas del terreno, para que puedan representarse en el papel, y se indica generalmente por una fracción cuyo numerador es la unidad y que tiene por denominador un múltiplo de diez, lo que facilita las operaciones de multiplicación o división necesarias para pasar de las magnitudes del plano a las del terreno o viceversa. Hemos hablado de mapas y de planos, diciendo que son una representación plana del terreno, esta representación necesariamente tiene que estar hecha a escala, siendo ésta la relación que existe entre la distancia del plano y su homólogo en el terreno, por lo tanto, representar un terreno, consiste en trasladar éste al papel con su misma forma y con todas y cada una de sus particularidades. Esto se consigue representándolo proporcionalmente más pequeño, es decir a escala. Esta semejanza recibe el nombre de escala o relación de reducción y puede ser cualquiera, si bien, para mayor comodidad se utilizan siempre escalas cuyo numerador sea la unidad y el denominador números sencillos que terminan en cero como 10.000, 20.000, 5.000, etc. Las escalas empleadas en las publicaciones militares s reglamentarias en España son: 1: 5000 1: 10:000 1: 25.000 1: 50.000 1: 100000 1: 200000 1:250.000 1: 400.000 y 1: 800.000. La forma de escribir o representar la escala es: E= 1:1.25000

ó E= 1 / 10.000

Ejemplo: Una escala 1: 4.000, indica que cada centímetro que nosotros midamos en el plano, corresponde a 40.000 centímetros en la realidad o en este caso 40 metros. Ejemplo: En una escala de 1: 100.000, cuanto representarán 2 centímetros medidos en el plano. 1 cm _____________100.000 cm. 2 cm ____________ x X = 200.000 centímetros que serán 2. 000 metros. Quiere decir que cada dos centímetros que nosotros midamos en el plano entre dos puntos, en la realidad entre los dos puntos habrá una distancia de 2.000 metros. 114 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com En Cartografía, se denomina escala (E), a la relación constante que existe entre las líneas del plano (P) y los accidentes del terreno (T) que representan. O lo que es lo mismo:

P E= ------- =

Plano -------------- = constante

T

terreno

P

T

E= ----- =

T= P x E=

P= -----

T

E

Siendo P la distancia entre dos puntos del mapa y T la distancia entre sus homólogos, el cociente no da la escala o lo que es lo mismo, el denominador de la escala; vamos que conociendo dos datos, podremos calcular el tercero; éstos son los problemas que se nos pueden presentar de escalas: -

La distancia entre dos puntos de un mapa E= 1: 50.000 es de 11 cm. Determinar su distancia en el terreno. T= P x E=

-

-

11 x 50.000 cm = 5.500 metros.

Dos puntos están separados 3.750 m y en un mapa, esos mismos puntos, está separados 15 cm. ¿a qué escala se ha confeccionado el plano? P 15 cm 15 cm 1 E= -----= ------------= ------------------= ------------- = T 3.750 m 375.000 cm 25.000

¿qué separación tendrán dos puntos en un mapa E= 1: 200.000 si en el terreno está separados 12.700 metros). T P= ----------= E

12.700 m ---------------= 0,0635 metros 200.000 m 115 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Escala gráfica. Cuando representamos una escala numérica, sobre una recta obtenemos una escala gráfica; una escala gráfica es, pues, la representación geométrica de una escala numérica. La escala gráfica nos sirve para saber la distancia entre dos puntos del terreno, haciendo directamente al medición sobre el mapa

La escala gráfica es la representación en un plano de la escala geométrica. (Doménech) Esta escala permite tomar mediciones directamente del plano mediante el uso de un compás. La escala gráfica se dibuja al pie del plano y se divide en segmentos cuyo valor depende de la escala numérica del mismo. Las escalas gráficas son la representación mediante dibujos de las escalas numéricas. Las escalas gráficas son las que aparecen construidas en el borde de casi todos los mapas y planos. Pueden ser sencillas y de transversales. Las primeras son las más utilizadas, haciéndose uso de las segundas cuando se precisa mayor exactitud. El modo de operar con ellas es muy sencillo. Generalmente se utilizan para mediciones rápidas o bien cuando no se dispone de regla milimétrica. Consiste en marcar en el borde de un papel dos marcas que coincidan con los puntos del plano de los que deseamos saber su distancia real. Se llevan estas marcas sobre la escala gráfica, haciendo coincidir la marca de la izquierda con el cero de la escala y leyendo en la escala lo que nos indica la otra marca, (tal y como si estuviésemos midiendo con una regla), expresando la lectura en las mismas unidades en que venga expresada la escala gráfica. Las escalas gráficas pueden ser de dos clases: a. Escala ordinaria. b. Escala transversal. a. Escala ordinaria: Se representa por una recta que se va a dividir en partes iguales, anotando en cada una a partir del cero, la magnitud equivalente del terreno.


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com La longitud de estos segmentos se elige de modo que quede expresada por un número sencillo; así por ejemplo la escala gráfica 1:5.000 la representaremos dividiendo la recta en dobles centímetros, anotando en estas divisiones, de izquierda a derecha, cero metros, 100 metros, 200 metros…. A la izquierda del cero se lleva otra disposición más subdividida en diez partes iguales, cada una de las cuales representará diez metros. Como norma general las representaciones gráficas toman nombres distintos al variar la escala. Las llamaremos simplemente planos si está comprendida entre 1:500 y 1: 5000, las llamaremos cartas topográficas si están comprendidas entre 1: 10.000 a 1: 25.000 y cartas geográficas cuando la escala pasa de estos límites. b. Escalas transversales: Representa una mejora de la escala gráfica en cuanto a apreciación se refiere. Consiste en dividir la parte de las subdivisiones mediante la adición de tantas filas como subdivisiones existan. Y unir la línea superior con la inferior anterior. De esta manera, se obtiene la capacidad de aumentar la apreciación tantas veces como subdivisiones iniciales existan.

Figura 1. Escala de transversales Apreciación gráfica. La representación de cualquier detalle requiere el empleo de líneas para su dibujo. El grosor de ésta líneas conviene que sea el menor posible, para no perder precisión a la hora de hacer mediciones sobre ellas, pero razones inevitables, como son los útiles de dibujo a emplear, la facilidad de reproducción industrial de los planos y mapas, la agudeza visual normal de los usuarios, etc., hacen que en la práctica, el valor mínimo de dicho grosor sea de dos décimas de milímetro (0,2 mm). La menor magnitud que podemos apreciar en el plano es de 0,2 mm., grueso de la punta de un lápiz bien afilado, que se denomina error grafico. Es decir, toda distancia sobre el terreno que transformada mediante escala correspondiente para su dibujo, no alcance 0,2 mm. de la apreciación gráfica, no puede físicamente ser representada a escala en el mapa. Sin embargo existen muchos detalles de importancia que no pueden dejarse de representar, como, por ejemplo, puentes, postes, transformadores, fuentes etcétera. Para resolver éste problema se recurre al artificio de emplear unos signos convencionales, cada uno de ellos representa un detalle determinado, pero cuyas dimensiones no está a escala. Resumiendo, podemos determinar como valor límite 117 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com de la apreciación gráfica el de 0,2 mm, que representa distintas distancias del terreno, según sea la escala del plano o mapa que se emplee.

En consecuencia en un plano o en un mapa cuya escala E= 1/ M, la máxima precisión con la que se puede representar un detalle es: 0,2 mm X M= Por ejemplo, en un mapa de escala E= 1/10.000, esta precisión será de: 0,2 mm x 10.000= 2.000 mm. = 2 metros

REPRESENTACIÓN DEL TERRENO: PLANIMETRIA, ALTIMETRIA, SISTEMAS DE PLANO ACOTADOS, CLASES DE TERRENO, ACCIDENTES DEL TERRENO. PENDIENTE ENTRE DOS PUNTOS Como ya hemos expuesto a lo largo del tema, la topografía se divide en dos partes esenciales: Planimetría Es la parte de la topografía que estudia el conjunto de métodos y procedimientos que tienden a conseguir la representación a escala, sobre una superficie plana, de todos los detalles interesantes del terreno, prescindiendo de su relieve. Se refiere a la representación gráfica de un terreno sin tener en cuenta las distintas alturas que el citado terreno pueda tener, pero sin olvidar por eso el reducir a la horizontal las medidas inclinadas que se hayan de intervenir en la determinación del plano. 118 BLOQUE 8. Materias técnico científicas


Altimetría Es la parte de la topografía que comprende los métodos y procedimientos empleados para determinar y representar la altura o cota de cada uno de los puntos, respecto de un plano de referencia. Con la altimetría se consigue representar el relieve del terreno. La altimetría tiene en cuenta las aludidas alturas o diferencias de altitud o nivel, y las representa por medio de las denominadas curvas a nivel o aquella que tiene por objeto la medida de las alturas accesibles e inaccesibles. En altimetría, salvo para distancias muy pequeñas no podemos prescindir de la esfericidad terrestre, así como de otra circunstancia que ahora no hacemos si no mencionar, que es la refracción atmosférica y teniendo en cuenta una y otra deduciremos las cotas o altitudes, respectivamente, refiriéndolas no a un plano si no a una superficie de nivel, que puede ser, que puede ser cualquiera, o la del nivel del mar considerada cota cero (en España el nivel del mar, para determinar la altitud de todos los puntos, se tomó enfrente de las costas de Alicante). Curvas de nivel: Las curvas de nivel serán por tanto, la representación en el plano de las intersecciones de la superficie terrestre con superficies de nivel, es decir son curvas que unen puntos de terreno con la misma altitud.

Condiciones de las curvas de nivel: a) Toda curva de nivel ha de ser cerrada, aunque debido al tamaño del papel de mapa no se cierre en él. b) Si seguimos una curva de nivel en una dirección, la pendiente siempre desciende hacia el mismo constado del observador. 119 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com c) Dos curvas de nivel no se cortan nunca. Si por una forma rara del relieve esto tuviera que ocurrir, se evita empleando un signo convencional. d) Las curvas pueden ser tangentes y cuando son varias forman un tajo o acantilado, que suele representarse por un signo convencional e) El número de extremos libres que cortan el recuadro de un mapa es siempre par. f) Una curva no puede bifurcarse. g) En los collados, las curvas no pueden atravesarlo diagonalmente. Una curva envolverá al saliente cuando sea de mayor cota que el collado. h) En los salientes, las curvas, son, generalmente, abiertas y suaves en su curvatura, mientras que en las vaguadas son de curvatura más pronunciada y penetran más profundamente.

EL TERRENO: CLASES DE TERRENO. ACCIDENTES DEL TERRENO El terreno que se nos representa ante nuestros ojos con sus distintas formas y relieves es la consecuencia de las modificaciones que ha sufrido la superficie terrestre desde sus principios. Se supone que la tierra en sus comienzos era una masa gaseosa y que por sucesivos enfriamientos se fue solidificando, dando lugar a la corteza terrestre. Debido a que el enfriamiento de la corteza fue más rápido que el de su interior, éste se fue solidificando, disminuyendo de volumen y haciendo que la corteza terrestre, ya formada, sufriese grandes variaciones al tener que adaptarse al relieve interior. A grandes rasgos y sin entrar en materia de otras ciencias, diremos que el relieve o terreno que nos encontramos en la actualidad, es el resultado de dos acciones muy diferenciadas: a) Una debida a las fuerzas internas del globo, que produjo grandes movimientos en la corteza terrestre y que formó el relieve estructural. Esta acción se llama orogenosis. Los volcanes, terremotos y movimientos sísmicos son una muestra de que estas fuerzas del globo siguen en actividad, aunque los grandes cambios en la corteza terrestre se hicieron hace muchos siglos. b) La otra debida a los agentes meteóricos externos, es la erosión, que ha modificado las formas estructurales creando el relieve topográfico actual. 120 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Se denomina relieve topográfico a la superficie actual de la corteza terrestre que se nos presenta ante nuestros ojos La superficie del suelo puede considerarse formada, en parte, por superficies elementales en pendiente, llamadas vertientes. La intersección de dos vertientes da lugar a las divisorias o a las vaguadas. Las vertientes no son superficies planas simples que se extienden entre una divisoria y una vaguada, sino que hay discontinuidades llamadas líneas de cambio de pendiente. En principio podríamos considerar el terreno como un poliedro cuyas caras está limitadas pro estas líneas: divisoria, vaguada y líneas de cambio de pendiente, que constituyen las líneas características del terreno. Las divisorias y las vaguadas son, generalmente, las líneas más importantes, ya que marcan el cambio de sentido en las pendientes; las líneas de cambio de pendiente pueden ser más características que las divisorias. Clases de terrenos. El terreno así formado y que tenemos en la actualidad, podemos clasificarlo de muy distintas formas, según la finalidad de esta clasificación. Bajo el punto de vista de la Topografía, esta clasificación la haremos atendiendo a: estructura, naturaleza y producción. La división según la estructura, la podemos hacer en cuatro clases: llano, ondulado, montañoso y escarpado. • Llano: es aquél que tiene pendientes suaves, sin cambios bruscos de una a otra • Terreno ondulado: es aquél en que las elevaciones y depresiones tienen poca importancia; al ser pequeñas las pendientes, el movimiento en cualquier dirección no presenta grandes dificultades. • Terreno montañoso: las vertientes tienen mayor pendiente y la diferencia de altura entre la divisoria y las vaguadas se ha más notoria, por lo que dificulta el acceso a aquéllas, debiéndose conocer los sitios por los que se puede cruzar o atravesar. • Terrenos escarpados: las vertientes son de gran pendiente, incluso verticales, abruptas y a veces inaccesibles y con cambios bruscos de pendiente. Atendiendo a su naturaleza, podemos clasificar el terreno en: compacto, suelto, pedregoso, arenisco y pantanoso. Si hacemos su división según su producción, podemos hacer una primera gran división en abierto o despejado, y cubierto o con arbolado. Si tenemos en 121 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com cuenta la especialidad de su producción, puede ser: selva, bosque, monte alto o bajo, huerta erial, pasto etc. Podemos establecer varias acepciones de terreno, atendiendo a su formación: - Desde el punto de vista geológico, el terreno será el conjunto de sustancias minerales que tienen origen común o cuya formación corresponde a una misma época. - Desde el punto de vista volcánico, será el formado por rocas de serie platónica originadas por el calor subterráneo y consolidado en la superficie terrestre. - Desde el punto de vista diluvial, será el constituido por enormes depósitos acarreados por grandes corrientes, como los que se observan en la era cuaternaria. - Desde el punto de vista del aluvión, será el depósito heterogéneo formado por acarreo de corrientes de agua. Accidentes del terreno. En cuanto a los accidentes del terreno, podemos establecer los siguientes: Costas: Es la parte del terreno que está en contacto con el mar; si es baja, arenosa y de escasa pendiente, se denomina playa; si es escarpada y de paredes casi verticales se llama acantilado. Pantanos: Son extensiones de aguas dulces provocadas por declinaciones del terreno, formado generalmente por suelos impermeables. Meseta: Son extensiones grandes de terreno que están por encima del nivel del mar, entre dos pendientes contrarias. Barranco: Es una quiebra bastante profunda producida en el terreno, por las corrientes de las aguas al ir desgastando el terreno o bien por otras causas naturales. Monte: es una elevación del terreno respecto del que le rodea; a la parte más alta se le llama cumbre o cima; si es alargada cresta; si es ancha y plana, meseta y si tiene forma puntiaguda, pico . Ladera: que es lo mismo que vertiente, es la superficie que une la divisoria con la vaguada. Cuando se aproximan a la vertical se denomina escarpados o paredes. Colina: Se trata una elevación natural del terreno, pero menor que una montaña. Mogote: es una pequeña elevación del terreno respecto al que le rodea y de forma aproximadamente troncónica; si es de forma alargada se llama loma. 122 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Cuando e mogote es de terreno abrupto y de laderas de gran pendiente se llama cerro, si está aislado se llama otero. Montaña: es una gran elevación del terreno formada por un grupo de montes. Macizo: es una agrupación de montañas que se ramifican en todas direcciones. Si las montañas tienen una sola dirección general, se llama sierra. Cordillera: es la sucesión de una serie de sierras. Se trata de una zona montañosa, formada por una serie de montañas (cordillera Penibética, Cordillera del Himalaya, etc.) Río: Se trata de una corriente más o menos caudalosa que va a desembocar en otra o en el mar, o en lago, están formados por los afluentes que son los que le proporcionan el caudal. Si el caudal es de poca importancia, recibe el nombre de arroyo, cuando solo circula agua en tiempo de lluvia y de forma impetuosa o turbulenta se llama torrente. La zona de terreno por donde discurre normalmente el agua recibe el nombre de cauce o lecho. Confluencia: es el punto de unión de dos cursos de agua. Donde un río se une al mar se llama desembocadura. Divisoria: Es la línea que divide dos vertientes cuyas aguas se dirigen a dos cuencas diferentes o la línea del terreno que separa las aguas hacia una u otra ladera. Vaguada: es la unión, por su parte inferior, de dos laderas opuestas y recibe el agua de dichas laderas. Si la vaguada es encajonada y profunda recibe el nombre de barranco. El agua de varias vaguadas forma los arroyos y torrentes, y las de éstos, los ríos. Entre dos vaguadas hay siempre una divisoria y entre dos divisorias hay una vaguada. Collado: es la unión de dos entrantes y dos salientes; cuando son largos y estrechos se llaman gargantas; si son profundos y de laderas de mucha pendiente o escarpadas se llaman desfiladeros; si son de fácil acceso se llaman puertos; si son pequeños y de difícil acceso se llaman brechas. Valle: es la zona de terreno comprendida entre dos grandes divisorias y por el que normalmente discurre un río. Vado: es el punto o zona de un cauce que, debido a su poca profundidad, lecho firme y poca corriente, se puede cruzar a pie, a caballo o en un vehículo. Hoya: es una depresión en un terreno respecto al que le rodea. Si hay agua en dicha depresión de forma permanente, se denomina laguna o charca y


INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com lago cuando es de gran extensión. Cuando esta concentración de agua se produce en una zona de montaña se llama ibón. Delta: Se trata de un terreno comprendido entre los brazos de un río en su desembocadura, es denominado así por la semejanza con la letra griega. Ría: Es la penetración del agua del mar en la costa, debida a la sumersión de la parte litoral de una cuenca fluvial de laderas más o menos abruptas. Estuario: Desembocadura de un río en la que los sedimentos aportados son retirados por los mares. Son ensanchamientos triangulares. Terrazas fluviales: Antiguas llanuras de inundación de un río, que en la actualidad tienen forma de escalera sobre la ladera del valle y están cubiertas por sedimentos aluviales de gravas, arenas y arcillas. Las dunas o médanos: Son grandes acumulaciones de arena producidas por el viento (son típicas de las zonas desérticas). Torrentes: Son cursos de agua de tramo corto, que bajan por pendientes muy pronunciadas, y que por lo general se secan en determinadas épocas del año. Fiordos: Extensas excavaciones en las rocas del terreno producidas por las desembocaduras de los glaciares, que permiten que el mar penetre en el continente. Valle: Es la depresión del terreno, más o menos amplia, comprendida entre las vertientes opuestas de dos relieves montañosos y de por cuyo fondo suele circular un curso de agua. Partes del valle: ♦

Cabecera: Es su principio, en la parte más alta.

♦

Fondo: La parte más baja.

♦

Vertientes: Las dos pendientes opuestas.

♦

Desembocadura.

Según su orientación los valles se dividen en: Longitudinales: Si se abren en la misma dirección que el eje de la cordillera. Transversales: Si su dirección es perpendicular a la del eje. Los valles de origen fluvial, excavados por un río, tienen el perfil transversal en forma de V. 124 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Los valles de modelo glaciar, resultan de la acción de una lengua glaciar sobre un primitivo valle de origen fluvial y su perfil transversal tiene forma de U. Sistema de planos acotados. Consiste en representar el terreno por el dibujo de su proyección ortogonal sobre un plano horizontal, indicando las diferentes alturas de los puntos del terreno respecto a dicho plano. La gran ventaja de este sistema es la de carecer de todos los inconvenientes de los mapas de relieve. Como único inconveniente hay que resaltar que el relieve no se puede apreciar con tanta facilidad como en el sistema de mapas de relieve. En este sistema elegimos un plano de referencia: en topografía este plano es el horizontal y sobre él proyectamos verticalmente todos los puntos del terreno

Un terreno queda definido si a la proyección horizontal del mismo, acompaña la cota de los puntos que sirven para caracterizarlo. Un plano acotado siempre que las cotas se refieran a puntos bien elegidos, basta para resolver los problemas que se refieran a desniveles, pero ofrece el problema de no dar una idea lo suficientemente clara del relieve, que queda más patente en los planos con curvas a nivel. La curva a nivel es la línea que une en el plano los puntos de igual cota (La cota de un punto es la longitud de la vertical que lo separa del plano de comparación). 125 BLOQUE 8. Materias técnico científicas

INGRESO ESCALA CABOS Y GUARDIAS. GUARDIA CIVIL www.futurosguardiasciviles.com Desnivel: diferencia de cota entre dos puntos de un terreno. Equidistancia gráfica: La diferencia de altura entre cada curva de nivel se denomina equidistancia y varía en función de la escala del mapa; se procura que, para tener una representación clara, las distancias entre curvas de nivel sean como mínimo de 1 mm; por otra parte las alturas en los mapas siempre están referidas al nivel cero que es el nivel del mar, nivel medio del mar en Alicante en nuestro caso Los desniveles de curva a curva, deben ser una cantidad constante, denominándose equidistancia a la diferencia de nivel constante entre dos curvas consecutivas. El espacio comprendido entre cada dos curvas se denomina zona. Para que las curvas de nivel den idea clara del relieve del terreno, los planos horizontales que las determinan deben estar separados entre sí una magnitud constante, que es la diferencia entre las cotas de dos de ellos contiguos y que recibe el nombre de equidistancia. La equidistancia suele elegirse, en función de la escala del plano, de modo que las curvas de nivel no resulten demasiado juntas, ni excesivamente separadas, pues en ambos casos no darían idea suficientemente clara del terreno Pendiente entre dos puntos. En un mapa de curvas de nivel la mayor ó menor inclinación ó pendiente del terreno nos vendrá Indicada por la mayor ó menor proximidad de las curvas de nivel entre sí; a mayor inclinación más próximas entre sí se encontrarán las curvas de nivel, el caso extremo sería una pared vertical en cuya proyección las curvas de nivel se superpondrían, el caso extremo contrario sería una superficie plana en la cual no nos aparecerían curvas de nivel.



La pendiente de un punto comprendida entre dos curvas a nivel se define como la línea más corta que se puede trazar entre dos curvas de nivel consecutivas y nos marca la dirección de la pendiente.

La pendiente se expresa en porcentaje, de desnivel con respecto a distancia horizontal


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