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Resolución · PAU Convocatoria Ordinaria Junio 2016 · Ordinaria 2016
Comprobado con cálculo simbólico · revisión humana pendiente
Cálculo simbólico: un programa de álgebra (SymPy) rehace las cuentas con fracciones y raíces exactas y comprueba que el resultado coincide.
Cómo se comprobó
- Método: SymPy rehace los resultados exactos y comprueba que coinciden.
- 4 resultados comprobados en 1 apartado
- Revisión humana pendiente
La figura 1 muestra una imagen de un compresor neumático y la figura 2 el esquema simbólico del mismo. [Figura 2: de abajo arriba y de izquierda a derecha, aire de entrada, filtro (1), grupo compresor y motor eléctrico (2), refrigerador (3), válvula antirretorno (4), depósito (5), válvula de seguridad (6), purgador de condensados (7), presostato que actúa sobre el motor (8), manómetro (9) y llave de salida. Figura 1: seis círculos señalan partes del compresor real.]
- a)Identificar los elementos numerados en el esquema de la figura 2 explicando brevemente la función que cumplen e identificar aquellos que aparecen en los círculos de la figura 1.
Apartado a
1. Entrada y compresión (1, 2)
1 filtro de aspiración: retiene el polvo del aire que entra. 2 grupo motocompresor: motor eléctrico que mueve un compresor (de émbolo) que eleva la presión del aire
1 filtro, 2 motor + compresor
El aire se comprime y se calienta.
2. Tratamiento del aire (3, 4, 7)
3 refrigerador: enfría el aire comprimido, con lo que condensa el agua. 4 válvula antirretorno: deja pasar el aire al depósito y evita que vuelva al compresor. 7 purgador: elimina el agua condensada del depósito (desagüe)
3 refrigerador, 4 antirretorno, 7 purgador
—
3. Almacenamiento y protección (5, 6, 8, 9)
5 depósito o calderín: acumula el aire y amortigua las variaciones de presión. 6 válvula de seguridad: abre y descarga si se supera la presión máxima. 8 presostato: mide la presión del depósito y para o arranca el motor entre dos valores. 9 manómetro: indica la presión
5 depósito, 6 seguridad, 8 presostato, 9 manómetro
A la salida hay una llave de paso hacia el consumo.
4. Círculos de la figura 1
Corresponden a partes visibles del compresor real: filtro de aspiración (1), motor y compresor de aletas (2, dos o tres círculos), presostato (8), conjunto filtro-regulador con manómetro (9) y el depósito (5)
Correspondencia aproximada
La identificación exacta de cada círculo es orientativa porque no llevan número.
Respuesta final
1 filtro, 2 motor y compresor, 3 refrigerador, 4 antirretorno, 5 depósito, 6 válvula de seguridad, 7 purgador, 8 presostato, 9 manómetro.
Comprobado con cálculo simbólico · revisión humana pendiente
Cálculo simbólico: un programa de álgebra (SymPy) rehace las cuentas con fracciones y raíces exactas y comprueba que el resultado coincide.
Cómo se comprobó
- Método: SymPy rehace los resultados exactos y comprueba que coinciden.
- 3 resultados comprobados en 1 apartado
- Revisión humana pendiente
La figura muestra una imagen en corte de un motor eléctrico asíncrono trifásico de jaula con ocho elementos numerados.
- a)Identificar los elementos señalados en la figura explicando brevemente la función que cumplen.
Apartado a
1. Elementos fijos
1 patas o base de anclaje, que fijan el motor a la bancada. 2 carcasa con aletas de refrigeración: sostiene el estator y disipa el calor. 5 estator: núcleo de chapas con el devanado trifásico que crea el campo giratorio. 6 caja de bornes: conexión del cable de alimentación con los extremos de los devanados
1 base, 2 carcasa, 5 estator, 6 caja de bornes
Son las partes que no giran.
2. Elementos móviles
3 rotor: núcleo de chapas con jaula de barras (jaula de ardilla) en el que se inducen corrientes y se crea el par. 7 eje: transmite la potencia mecánica a la carga (con chavetero). 4 ventilador, con su tapa deflectora: impulsa aire por las aletas de la carcasa para refrigerar
3 rotor, 7 eje, 4 ventilador
El ventilador va montado en el eje.
3. Apoyo
8 rodamientos en las tapas o escudos: soportan el eje y permiten su giro con poco rozamiento
8 rodamiento
Todo el conjunto debe estar bien alineado.
Respuesta final
1 patas, 2 carcasa, 3 rotor, 4 ventilador, 5 estator, 6 caja de bornes, 7 eje, 8 rodamientos.
Comprobado con cálculo simbólico · revisión humana pendiente
Cálculo simbólico: un programa de álgebra (SymPy) rehace las cuentas con fracciones y raíces exactas y comprueba que el resultado coincide.
Cómo se comprobó
- Método: SymPy rehace los resultados exactos y comprueba que coinciden.
- 4 resultados comprobados en 1 apartado
- Revisión humana pendiente
Se necesita un compresor neumático.
- a)¿Qué tipos de compresores neumáticos se podrían emplear, señalando sus ventajas?
Apartado a
1. Compresores volumétricos alternativos (de émbolo)
Un pistón comprime el aire en un cilindro
De émbolo
Ventajas: gran rango de presiones, sencillos, baratos y robustos; son los más usados en talleres. Pulsan y son ruidosos.
2. Rotativos de paletas y de tornillo
Paletas o dos tornillos helicoidales comprimen el aire con giro continuo
Paletas / tornillo
Ventajas: caudal continuo sin pulsaciones, silenciosos y compactos; el de tornillo sirve para grandes caudales industriales con servicio continuo.
3. De membrana o diafragma
Una membrana flexible aspira y comprime el aire sin contacto con aceite
Membrana
Ventajas: aire libre de aceite (laboratorios, industria alimentaria).
4. Dinámicos (centrífugos y axiales)
Un rodete acelera el aire y la velocidad se transforma en presión
Turbocompresor
Ventajas: caudales muy grandes y flujo continuo; se usan con presiones moderadas.
Respuesta final
De émbolo (barato y de alta presión), rotativos de paletas y de tornillo (continuos y silenciosos), de membrana (sin aceite) y centrífugos (grandes caudales).
Comprobado con cálculo simbólico · revisión humana pendiente
Cálculo simbólico: un programa de álgebra (SymPy) rehace las cuentas con fracciones y raíces exactas y comprueba que el resultado coincide.
Cómo se comprobó
- Método: SymPy rehace los resultados exactos y comprueba que coinciden.
- 3 resultados comprobados en 1 apartado
- Revisión humana pendiente
El motor asíncrono monofásico no tiene par de arranque con un solo devanado.
- a)Identificar dos procedimientos de arranque para el motor asíncrono monofásico, en qué consisten y qué aplicaciones tienen.
Apartado a
1. Arranque por fase partida (resistivo)
Un devanado auxiliar de arranque, con más resistencia y menos inductancia que el principal, se conecta en paralelo; así sus corrientes están algo desfasadas y se crea un campo giratorio débil. Al llegar a ≈75 % de la velocidad un interruptor centrífugo lo desconecta
Fase partida
Par de arranque moderado. Aplicaciones: ventiladores, bombas pequeñas, lavadoras, herramientas de poco par de arranque.
2. Arranque con condensador
Se pone un condensador en serie con el devanado auxiliar para desfasar su corriente casi 90∘ de la principal; puede ser solo de arranque (se desconecta) o permanente
Condensador
Par de arranque alto. Aplicaciones: compresores, bombas, hormigoneras, puertas de garaje, cintas transportadoras.
3. Otros
Espira en cortocircuito o espira de sombra, para motores pequeños y con poco par (ventiladores de baño, tocadiscos)
—
Con ella no se puede invertir el sentido de giro.
Respuesta final
Fase partida (par moderado: ventiladores y bombas pequeñas) y condensador de arranque (par alto: compresores, bombas, hormigoneras).
Comprobado con cálculo simbólico · revisión humana pendiente
Cálculo simbólico: un programa de álgebra (SymPy) rehace las cuentas con fracciones y raíces exactas y comprueba que el resultado coincide.
Cómo se comprobó
- Método: SymPy rehace los resultados exactos y comprueba que coinciden.
- 3 resultados comprobados en 1 apartado
- Revisión humana pendiente
Cuestión 1.
- a)Describir tres tipos de ensayo de dureza por penetración estática, señalando algún inconveniente de cada uno de ellos.
Apartado a
1. Brinell (HB)
Se presiona una bola de acero o metal duro de diámetro D con carga F y se mide el diámetro d de la huella: HB=πD(D−D2−d2)2F
Brinell
Inconvenientes: huella grande que daña la pieza, y no vale para aceros muy duros (se deforma la bola) ni para piezas delgadas.
2. Vickers (HV)
Penetrador piramidal de diamante de base cuadrada y 136∘ entre caras; se miden las diagonales d de la huella: HV≈1,854F/d2
Vickers
Inconvenientes: requiere superficie muy pulida y una lectura óptica de las diagonales, lenta y laboriosa.
3. Rockwell (HRB, HRC)
Penetrador cónico de diamante de 120∘ (HRC) o bola de acero (HRB) con una precarga y una carga principal; se lee la profundidad residual directamente en el durómetro
Rockwell
Inconvenientes: menos preciso en piezas pequeñas o de superficie irregular, y las distintas escalas no son directamente comparables entre sí.
Respuesta final
Brinell (bola), Vickers (pirámide de diamante) y Rockwell (cono de diamante o bola), cada uno con sus limitaciones.
Comprobado con cálculo simbólico · revisión humana pendiente
Cálculo simbólico: un programa de álgebra (SymPy) rehace las cuentas con fracciones y raíces exactas y comprueba que el resultado coincide.
Cómo se comprobó
- Método: SymPy rehace los resultados exactos y comprueba que coinciden.
- 3 resultados comprobados en 1 apartado
- Revisión humana pendiente
Cuestión 1.
- a)Describir la diferencia entre el temple y el revenido de un acero.
Apartado a
1. Temple
Se calienta el acero por encima de la temperatura crítica (austenización, entre 800 y 900 °C según el carbono), se mantiene y se enfría rápido en agua o aceite: se forma martensita
Dureza y fragilidad
Aumenta la dureza y la resistencia pero también la fragilidad y las tensiones internas.
2. Revenido
Después del temple se calienta de nuevo a una temperatura inferior a la crítica (150-650 °C) y se enfría lentamente
Tenacidad
Se alivian tensiones, disminuye algo la dureza y la fragilidad y aumenta la tenacidad.
3. Diferencia
El temple endurece y fragiliza; el revenido se aplica siempre después para equilibrar. Temple y revenido a alta temperatura se llama bonificado
—
A mayor temperatura de revenido, menor dureza y más tenacidad.
Respuesta final
El temple da dureza (y fragilidad) por enfriamiento rápido; el revenido, posterior y a menor temperatura, devuelve tenacidad a costa de algo de dureza.
Comprobado con cálculo simbólico · revisión humana pendiente
Cálculo simbólico: un programa de álgebra (SymPy) rehace las cuentas con fracciones y raíces exactas y comprueba que el resultado coincide.
Cómo se comprobó
- Método: SymPy rehace los resultados exactos y comprueba que coinciden.
- 5 resultados comprobados en 1 apartado
- Revisión humana pendiente
Cuestión 2.
- a)Indicar un ejemplo de transductor de cada uno de los tipos siguientes: posición, proximidad, movimiento, presión y temperatura.
Apartado a
1. Posición
Potenciómetro (la resistencia varía con la posición del cursor) o encoder
Potenciómetro
Convierte posición lineal o angular en tensión.
2. Proximidad
Detector inductivo (detecta metales por la variación del campo de una bobina) o capacitivo u óptico
Detector inductivo
Sin contacto.
3. Movimiento
Acelerómetro (masa sísmica y piezoeléctrico o capacitivo) o detector de presencia PIR (infrarrojo pasivo)
Acelerómetro
Mide aceleración o presencia de movimiento.
4. Presión
Galga extensométrica sobre una membrana o transductor piezoeléctrico: la membrana se deforma con la presión y la resistencia varía
Galga extensométrica
Se amplifica con un puente de Wheatstone.
5. Temperatura
Termopar (efecto Seebeck), NTC o Pt100
Termistor NTC
La resistencia varía con la temperatura.
Respuesta final
Posición: potenciómetro; proximidad: detector inductivo; movimiento: acelerómetro; presión: galga extensométrica; temperatura: termistor NTC o termopar.
Comprobado con cálculo simbólico · revisión humana pendiente
Cálculo simbólico: un programa de álgebra (SymPy) rehace las cuentas con fracciones y raíces exactas y comprueba que el resultado coincide.
Cómo se comprobó
- Método: SymPy rehace los resultados exactos y comprueba que coinciden.
- 4 resultados comprobados en 1 apartado
- Revisión humana pendiente
Cuestión 2.
- a)Identificar tres tipos de enfermedades profesionales ligadas a la manipulación de materiales e indicar un ejemplo de cada una.
Apartado a
1. Enfermedades respiratorias por polvo
La inhalación de polvo mineral produce neumoconiosis
Silicosis o asbestosis
Ejemplos: silicosis en canteras y por sílice; asbestosis y mesotelioma por fibras de amianto.
2. Enfermedades de la piel
Dermatitis por contacto con sustancias irritantes o alergénicas
Dermatitis por cemento
Ejemplo: dermatitis por cemento, resinas epoxi, cromo o disolventes.
3. Intoxicaciones por metales o productos químicos
Absorción de metales pesados o vapores por inhalación o piel
Saturnismo (plomo)
Ejemplos: saturnismo por plomo, hidrargirismo por mercurio, intoxicaciones por benceno.
4. Trastornos musculoesqueléticos
Lesiones por levantamiento y manipulación manual de cargas
Lumbalgia
También tendinitis por movimientos repetitivos.
Respuesta final
Neumoconiosis (silicosis, asbestosis), dermatitis de contacto (cemento), intoxicación por metales (saturnismo) y lesiones musculoesqueléticas (lumbalgia).
Comprobado con cálculo simbólico · revisión humana pendiente
Cálculo simbólico: un programa de álgebra (SymPy) rehace las cuentas con fracciones y raíces exactas y comprueba que el resultado coincide.
Cómo se comprobó
- Método: SymPy rehace los resultados exactos y comprueba que coinciden.
- 3 resultados comprobados en 1 apartado
- Revisión humana pendiente
Cuestión 3.
- a)Identificar en el compresor neumático los elementos que configuran el control automático de su funcionamiento. Indicar si dicho control es en lazo abierto o cerrado.
Apartado a
1. Elementos
Presostato (8): mide la presión del depósito y actúa sobre el motor (2) mediante el contacto eléctrico representado con el rayo. Depósito (5): variable controlada (presión). Motor y compresor (2): actuador
8 presostato, 2 motor, 5 depósito
La válvula de seguridad (6) es una protección y no forma parte del control automático.
2. Funcionamiento
El presostato se regula entre una presión mínima y una máxima: al llegar a la máxima abre el contacto y para el motor; al bajar a la mínima lo cierra y arranca otra vez
Control todo-nada con histéresis
La diferencia entre las dos presiones evita arranques y paradas continuos.
3. Tipo de lazo
La presión del depósito se mide y se compara con el valor de tarado para actuar sobre el motor
Lazo cerrado
La salida (presión) realimenta a la entrada: es un control realimentado.
Respuesta final
Presostato, motor-compresor y depósito: control todo-nada en lazo cerrado.
Comprobado con cálculo simbólico · revisión humana pendiente
Cálculo simbólico: un programa de álgebra (SymPy) rehace las cuentas con fracciones y raíces exactas y comprueba que el resultado coincide.
Cómo se comprobó
- Método: SymPy rehace los resultados exactos y comprueba que coinciden.
- 5 resultados comprobados en 1 apartado
- Revisión humana pendiente
Cuestión 3. El esquema muestra el control de apertura y cierre neumáticos de la puerta de un autobús. [Figura: cilindro de simple efecto con muelle y escape; debajo, dos válvulas estranguladoras con antirretorno; una válvula selectora; y tres válvulas 3/2 con retorno por muelle, accionadas por el freno de mano (rodillo), por el chófer (palanca) y por un pulsador de emergencia, con sus fuentes de aire y escapes.]
- a)Identificar cada uno de los elementos y su función.
Apartado a
1. Actuador
Cilindro de simple efecto con retorno por muelle y su escape: mueve la puerta; con aire el vástago avanza y, al vaciarse el aire, el muelle lo devuelve
Cilindro de simple efecto
Un solo sentido útil con aire; el otro lo hace el muelle.
2. Reguladores de velocidad
Dos válvulas reguladoras de caudal unidireccionales (estrangulador en paralelo con antirretorno) en serie con el cilindro: regulan la velocidad de apertura y de cierre sin brusquedades
Estranguladores con antirretorno
El antirretorno deja pasar el aire libre en un sentido y fuerza el paso por el estrangulador en el otro.
3. Válvula selectora
Válvula de «O» (selectora de circuito): deja pasar el aire que llegue por cualquiera de sus dos entradas y cierra la otra
Función lógica O
Permite accionar la puerta desde varios puntos.
4. Válvulas 3/2 de mando
Tres válvulas 3/2 normalmente cerradas con retorno por muelle: una accionada por rodillo (freno de mano), otra por palanca (mando del chófer) y otra por pulsador de emergencia (pulsador con seta)
3/2 + rodillo, palanca y pulsador
Cada una envía aire a la selectora cuando se acciona y escapa a la atmósfera cuando se suelta.
5. Funcionamiento
Al accionar cualquiera de las tres, llega aire al cilindro a través de la selectora y de los reguladores y la puerta se mueve; al soltarlas, el aire escapa y el muelle devuelve la puerta
Mando desde tres puntos
El pulsador de emergencia y el freno de mano permiten liberar la puerta aunque falle el mando del chófer.
Respuesta final
Cilindro de simple efecto con reguladores de caudal, válvula selectora y tres válvulas 3/2 (freno de mano, chófer, emergencia).