Conceptos Fundamentales en Tecnología Industrial: Señales, Fluidos y Materiales

Tipos de Señales en un Sistema de Control

En un sistema de control, pueden existir los siguientes tipos de señales:

• Señal analógica: La magnitud observada presenta una evolución continua en el margen de funcionamiento. Es decir, entre dos valores cualesquiera siempre se pueden encontrar los que se deseen. (Ver figura 3)
• Señal digital: Entre dos valores no hay intermedios: se salta directamente de uno a otro. En caso de que solo admita dos estados posibles (abierto-cerrado, marcha-paro, alto-bajo, 0-1, etc.) se llama señal binaria. (Ver figura 4)

Ley de Pascal y Aplicación en Cilindros

Enuncia la ley de Pascal. Si se tienen dos cilindros de diferente sección unidos entre sí por una conducción, y se aplica una fuerza F1 sobre el émbolo de menor sección, ¿cuánto vale la fuerza F2 en el cilindro de mayor sección?

La presión aplicada en un fluido confinado se transmite íntegramente en todas las direcciones y ejerce fuerzas iguales sobre áreas iguales, actuando estas fuerzas normalmente a las paredes del recipiente.

La relación entre las fuerzas y las secciones es:

F1/S1 = F2/S2

Teorema de Bernoulli

Explica el Teorema de Bernoulli:

La masa de líquido en movimiento tiene una determinada energía cinética (Ec). Sabemos que el trabajo efectuado por la fuerza resultante que actúa sobre el sistema es igual al cambio de energía cinética de este. Podemos establecer el siguiente balance energético:

• Energía estática (potencial): Debida a la masa y que depende de la altura de la columna sobre el nivel de referencia.
• Energía hidrostática: Debida a la presión. Su valor lo podemos medir por el trabajo desarrollado en cada zona (pSl).
• Energía hidrodinámica (Ec): Debida a la velocidad.

Considerando que el producto Sl representa el volumen, que ha de ser igual en ambas zonas, y que la masa es el producto de la densidad por el volumen, dividiendo entre el volumen la suma de todas las energías queda:

Esta es la ecuación de Bernoulli para el flujo de un fluido en régimen estable.

Ley de Continuidad

Explica la ley de continuidad:

Estamos tratando con líquidos incompresibles, por lo tanto, con densidad constante. Definiendo caudal como el volumen de líquido que circula por unidad de tiempo, y teniendo en cuenta que los caudales que atraviesan cada sección han de ser iguales, se deduce:

S1 · V1 = S2 · V2

que es la expresión matemática de la ley de continuidad: las velocidades y las secciones son inversamente proporcionales.

Casos de Oxidación en Metales

Sabemos que cuando el óxido aparece en la superficie de un metal se pueden presentar tres casos. Nómbralos y pon un ejemplo de cada metal en el cual tiene lugar cada uno de esos casos.

1. Que la capa de óxido ocupe un volumen menor que el del metal del que se formó, como el Mg, con lo que dicha capa de óxido es porosa y permite que la oxidación siga avanzando.
2. Que la capa de óxido ocupe un volumen casi igual que el del metal del que se formó, como en el Al, con lo que la capa es muy adherente e impermeable y tras la formación de la película inicial el material ya no sigue oxidándose.
3. Que la capa de óxido ocupe un volumen mayor que el del metal del que se formó, como el Fe, con lo que inicialmente es protectora pero luego al aumentar el grosor aparecen tensiones que hacen que se resquebraje y se desprenda, continuando así la oxidación.