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Resolución · PAU Convocatoria Ordinaria Junio 2025 · Ordinaria 2025
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.
- 8 resultados comprobados en 3 apartados
- Revisión humana pendiente
Imagina que formas parte de un equipo de ingeniería que tiene que realizar el proyecto de una pasarela peatonal que tiene que conectar dos partes de una población separadas por un río. La pasarela debe ser sostenible y tener un bajo impacto ambiental. En esta situación:
- a)Los materiales disponibles para la construcción del puente son madera y acero. Indica las ventajas e inconvenientes de utilización de cada uno de los materiales desde el punto de vista de la sostenibilidad y durabilidad de los materiales.
- b)Explica al menos dos medidas que tomarías para minimizar el impacto ambiental en la construcción del puente.
- c)Identifica al menos dos herramientas de gestión de proyectos que utilizarías para planificar y supervisar la construcción del puente, e indica para qué las utilizarías.
Apartado a
1. Madera: ventajas
Recurso renovable y de baja energía incorporada; almacena CO2 durante su vida (sumidero de carbono); ligera, fácil de trabajar y de prefabricar; buen comportamiento ante el fuego en sección grande (carboniza de forma lenta y predecible); con certificado FSC o PEFC procede de gestión forestal sostenible
Más sostenible en fabricación
Un tablero de madera laminada encolada permite luces moderadas con poca huella de carbono.
2. Madera: inconvenientes (durabilidad)
Vulnerable a la humedad, hongos e insectos xilófagos y a la radiación UV; requiere protección (tratamiento en autoclave, maderas termotratadas o de clase de uso alta, buen diseño de detalles) y mantenimiento; menor resistencia y rigidez que el acero, luces limitadas
Menor durabilidad sin mantenimiento
Al estar a la intemperie y sobre un río, la humedad es el principal riesgo.
3. Acero: ventajas (durabilidad y reciclaje)
Gran resistencia y rigidez (permite luces grandes con secciones esbeltas); larga vida útil con galvanizado o pintura o con acero autopatinable (corten); es 100 % reciclable y gran parte del acero estructural ya incorpora chatarra reciclada
Más duradero y reciclable
Se puede desmontar y reutilizar o reciclar al final de su vida.
4. Acero: inconvenientes (sostenibilidad)
Elevada energía y emisiones de CO2 en su fabricación (alto horno), por eso es el material con mayor huella inicial; riesgo de corrosión si falla la protección, con mantenimiento periódico de la pintura
Mayor impacto ambiental de producción
Se reduce usando acero reciclado fabricado en horno eléctrico y minimizando el peso.
Apartado b
1. Medida 1: cimentación y entorno fluvial
Evitar apoyos dentro del cauce (apoyos en las orillas), trabajar fuera de la época de cría y migración de peces, usar barreras de contención de sedimentos y no verter hormigón ni combustibles al río
Protección del ecosistema acuático
Reduce la turbidez y el daño a la fauna.
2. Medida 2: materiales, residuos y energía
Materiales locales y certificados (menor transporte), prefabricación en taller (menos obra y residuos), gestión y reciclaje de residuos de obra, maquinaria eléctrica o eficiente y restauración de la vegetación de las orillas al terminar
Menor huella de carbono y de residuos
También se puede hacer un análisis de ciclo de vida (ACV) para comparar alternativas.
Apartado c
1. Diagrama de Gantt
Calendario de actividades con su duración, orden y solapes: sirve para planificar el plazo de ejecución, asignar recursos y comprobar el avance real frente al previsto
Planificación temporal y seguimiento del plazo
—
2. Método del camino crítico (CPM/PERT) y otras
CPM/PERT identifica la cadena de tareas que determina la duración total (camino crítico) y las holguras; la estructura de desglose del trabajo (EDT/WBS) divide el proyecto en tareas; el control de costes (valor ganado) y la matriz de riesgos supervisan presupuesto y riesgos; un tablero Kanban o software como MS Project o Primavera da seguimiento
Control de plazos críticos, costes y riesgos
Se pide al menos dos herramientas y para qué se usan.
Respuesta final
Madera: renovable y sumidero de CO2, pero menos duradera; acero: duradero y reciclable, pero con alta huella inicial. Medidas: apoyos fuera del cauce, materiales locales y prefabricación. Herramientas: Gantt (plazos) y camino crítico (CPM/PERT).
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.
- 6 resultados comprobados en 4 apartados
- Revisión humana pendiente
Se tiene un circuito en serie RC de corriente alterna alimentado por un generador cuya tensión eficaz es Ve=150 V y cuya frecuencia es de 50 Hz. Si la resistencia es de R=20 Ω, y el condensador tiene una capacidad de C=1000 μF, calcular:
- a)La reactancia capacitiva (XC) y la impedancia total del circuito (Z).
- b)La intensidad eficaz (Ie) y máxima (Imax) que circula por el circuito.
- c)El factor de potencia.
- d)La potencia reactiva (Q) debida al condensador.
Apartado a
1. Reactancia capacitiva
ω=2πf=314,16 rad/s; XC=ωC1=314,16⋅10−31
XC=3,183 Ω
C=1000 μF=10−3 F.
2. Impedancia
Zˉ=R−jXC=20−j3,183; ∣Z∣=202+3,1832
∣Z∣=20,25 Ω
Circuito RC: la reactancia capacitiva resta.
Apartado b
1. Intensidad eficaz
Ie=∣Z∣Ve=20,25150
Ie=7,41 A
—
2. Intensidad máxima
Imax=Ie2=7,407⋅1,414
Imax=10,47 A
—
Apartado c
1. Factor de potencia
cosφ=∣Z∣R=20,2520
cosφ=0,988 (capacitivo, φ=−9,0∘)
La corriente adelanta a la tensión.
Apartado d
1. Potencia reactiva del condensador
QC=Ie2XC=7,4072⋅3,183
QC≈174,6 var (capacitiva; Q=−174,6 var con el criterio de signos de la bobina positiva)
Equivale a VCIe con VC=IeXC=23,6 V.
Respuesta final
XC=3,18 Ω, ∣Z∣=20,25 Ω; Ie=7,41 A, Imax=10,47 A; cosφ=0,988; QC=174,6 var.
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.
- 6 resultados comprobados en 2 apartados
- Revisión humana pendiente
A partir del diagrama de bloques representado en la figura, conteste: [Figura: entrada X (+) a un primer sumador con realimentación negativa (−) de P3; tras él, dos ramas en paralelo P1 y P2 que se suman (+, +) en un segundo sumador; de la salida de este sumador parte la realimentación hacia P3, que vuelve al primer sumador. A continuación, un tercer sumador (+ de la señal anterior, + de P4, que recibe la entrada Z, − de P6), seguido de P5 y P7 en serie; de la salida de P7 parte la realimentación P6 hacia el tercer sumador (signo −). La salida de P7 entra (+) en un último sumador, cuya otra entrada (+) viene de P8; sigue P9 y la salida Y, de donde parte P8 hacia el último sumador.]
- a)Calcula la función de transferencia tomando como entrada Z y como salida Y (Y/Z).
- b)Explica la diferencia entre un sistema de control en lazo abierto y un sistema de control en lazo cerrado.
Apartado a
1. Qué parte afecta a Z
La entrada Z entra por P4 en el segundo sumador. El primer lazo (de P1, P2 y P3) solo depende de X y no recibe señal de Z: con X=0 su salida es 0
Se ignora el primer bloque
Principio de superposición: se anula la otra entrada (X=0).
2. Lazo del segundo sumador
Sea m la salida del segundo sumador: m=P4Z−P6V con V=P5P7m (salida de P7, de donde parte P6)
m=1+P5P6P7P4Z
Realimentación negativa de P6 alrededor de P5P7. Resultado: V=1+P5P6P7P4P5P7Z.
3. Último lazo
El tercer sumador suma V y la salida realimentada por P8 (signo +): Y=P9(V+P8Y)
Y=1−P8P9P9V
Realimentación positiva: el denominador es 1−P8P9.
4. Función de transferencia
ZY=1+P5P6P7P4P5P7⋅1−P8P9P9
ZY=(1+P5P6P7)(1−P8P9)P4P5P7P9
Comprobado con SymPy resolviendo el sistema de ecuaciones del diagrama.
Apartado b
1. Lazo abierto
El control no mide la salida: la acción de control depende solo de la entrada o de un programa. Es sencillo y barato, pero no corrige perturbaciones ni errores
Sin realimentación
Ejemplos: tostadora con temporizador, lavadora con programa fijo, semáforo con ciclo fijo.
2. Lazo cerrado
Un sensor mide la salida y un comparador la resta de la referencia; el controlador actúa sobre el error. Corrige perturbaciones y es más preciso, pero es más complejo y puede inestabilizarse
Con realimentación
Ejemplos: termostato, control de crucero, regulación de nivel.
Respuesta final
ZY=(1+P5P6P7)(1−P8P9)P4P5P7P9; el lazo abierto no mide la salida, el cerrado sí y corrige el error.
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.
- 6 resultados comprobados en 4 apartados
- Revisión humana pendiente
Un vehículo con motor de combustión presenta los siguientes datos: número de cilindros: 4; diámetro de cada cilindro: 70 mm; carrera del pistón: 90 mm; relación de compresión (volumétrica): 10:1; potencia máxima del motor (a 4000 rpm): 100 kW. A partir de estos datos:
- a)Calcular la cilindrada del motor.
- b)Calcular el volumen de la cámara de combustión de cada cilindro.
- c)Calcular el par motor cuando gira a 4000 rpm.
- d)Analizar la conveniencia de sustituir este vehículo con motor de combustión por uno eléctrico desde el punto de vista medioambiental.
Apartado a
1. Cilindrada
Volumen de un cilindro: V1=4πD2c=4π⋅72⋅9=346,36 cm3. Con 4 cilindros: VT=4V1
VT=1385,4 cm3≈1,39 L
D=70 mm =7 cm y c=90 mm =9 cm; 1 cm3=1 mL.
Apartado b
1. Relación de compresión
r=VcV1+Vc=10⇒V1=9Vc
Vc=r−1V1
Vc es el volumen de la cámara de combustión (con el pistón en el punto muerto superior).
2. Volumen de la cámara de combustión
Vc=10−1346,36
Vc≈38,5 cm3 por cilindro
El volumen total al inicio de la compresión es V1+Vc=384,8 cm3.
Apartado c
1. Velocidad angular
ω=602πn=602π⋅4000
ω=418,9 rad/s
—
2. Par motor
P=Mω⇒M=ωP=418,9100000
M≈238,7 N⋅m
Es el par al régimen de máxima potencia; el par máximo suele darse a un régimen menor.
Apartado d
1. Conveniencia medioambiental del eléctrico
Ventajas: sin emisiones de escape (CO2, NOx, partículas) en el uso, menos ruido, mayor rendimiento (≈ 85–90 % frente a ≈ 25–35 %) y posibilidad de usar electricidad renovable. Inconvenientes: fabricación y reciclaje de la batería (minería de litio, cobalto y níquel) con alta huella inicial, y el beneficio real depende del mix eléctrico
Conviene si la electricidad es limpia y se recicla la batería
El análisis de ciclo de vida suele favorecer al eléctrico tras varios años de uso.
Respuesta final
Cilindrada 1385 cm3; Vc=38,5 cm3 por cilindro; par 238,7 N·m; el coche eléctrico reduce las emisiones en uso, pero tiene mayor impacto en la fabricación de la batería.
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 3 apartados
- Revisión humana pendiente
En un riu-rau, una construcción agrícola de la Marina Alta, se ha instalado un sistema digital de reconocimiento facial para gestionar la entrada a la parcela. Este sistema utiliza un circuito combinacional con una entrada de 3 factores faciales, boca, cejas y nariz (B, C, N). La salida del circuito será 1 cuando el número binario (formado por BCN) de la entrada sea 0, 2 o 4. La salida será 0 en el resto de casos.
- a)Calcule la tabla de verdad de este circuito.
- b)Obtenga el mapa de Karnaugh asociado.
- c)Implemente la función combinacional obtenida en el apartado anterior usando puertas lógicas.
Apartado a
1. Tabla de verdad
Entrada binaria BCN (B es el bit de mayor peso). F=1 para los números 0 (000), 2 (010) y 4 (100)
F=∑m(0,2,4)
Filas: 000→1, 001→0, 010→1, 011→0, 100→1, 101→0, 110→0, 111→0.
Apartado b
1. Mapa de Karnaugh
Fila: B (0, 1); columnas: CN en orden Gray 00, 01, 11, 10. Unos en m0 (B=0, CN=00), m2 (B=0, CN=10) y m4 (B=1, CN=00)
Ver figura
Las casillas m0 y m2 son contiguas porque las columnas 00 y 10 son adyacentes en el mapa (los extremos se tocan).
2. Agrupaciones y función simplificada
Pareja m0–m4: elimina B y queda CN. Pareja m0–m2: elimina C y queda BN. Suma de ambas
F=CN+BN=N(B+C)
Con De Morgan: B+C=BC, luego F=N⋅BC=N+BC.
Apartado c
1. Implementación
F=N+B⋅C: una puerta AND para B⋅C y una puerta NOR con N
1 AND de 2 entradas + 1 NOR de 2 entradas
Comprobación enumerando las 8 combinaciones: solo valen 1 las entradas 000, 010 y 100.
Respuesta final
F=CN+BN=N+BC; se implementa con una AND (B·C) y una NOR (con N).
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 2 apartados
- Revisión humana pendiente
Por razones de seguridad se pretende diseñar un circuito neumático en el que sea necesario accionar simultáneamente dos pulsadores manuales para que un cilindro de simple efecto avance, de tal forma que si se deja de accionar alguno de los dos pulsadores el cilindro retroceda automáticamente. Se pide diseñar el circuito -dibujando el mismo- de dos formas diferentes: 1. Utilizando las siguientes 3 válvulas mostradas, esto es, dos válvulas 3/2 manual normalmente cerrada y una válvula de simultaneidad. 2. Utilizando las dos válvulas 3/2 manual normalmente cerrada del apartado anterior, pero sin utilizar la válvula de simultaneidad. Se valora hasta 1.75 puntos si se resuelve sólo de una de las dos formas y hasta 2.50 puntos si se resuelve de las dos formas. [Figura: símbolos de dos válvulas 3/2 con accionamiento manual (pulsador) y retorno por muelle, normalmente cerradas, y de una válvula de simultaneidad (función AND).]
- a)Diseñar el circuito con las dos válvulas 3/2 y la válvula de simultaneidad.
- b)Diseñar el circuito con las dos válvulas 3/2, sin válvula de simultaneidad (puntuación adicional hasta completar 2,5 si se resuelven las dos formas).
Apartado a
1. Manera 1: válvula de simultaneidad (función AND)
Cada pulsador es una válvula 3/2 normalmente cerrada alimentada con aire en su vía 1. Las vías 2 de ambas válvulas van a las dos entradas de la válvula de simultaneidad, cuya salida va al cilindro de simple efecto
Aire al cilindro solo si ambos pulsadores están accionados
La válvula de simultaneidad (AND) solo deja pasar aire si recibe presión por las dos entradas a la vez.
2. Comportamiento
Con los dos pulsadores accionados llegan las dos señales, sale aire y el cilindro avanza. Si se suelta cualquiera, esa válvula vuelve a su posición por el muelle y se corta la señal de esa entrada; la válvula de simultaneidad no da salida y el cilindro se vacía y retrocede por su muelle
Retroceso automático al soltar uno cualquiera
La salida de la válvula de simultaneidad se descarga a la atmósfera por el escape de la válvula cuyo pulsador se ha soltado.
Apartado b
1. Manera 2: válvulas en serie (sin válvula de simultaneidad)
Se conectan las dos válvulas 3/2 NC en serie: la vía 2 de la primera se lleva a la vía 1 de la segunda y la vía 2 de esta última al cilindro. La primera se alimenta con el aire de la red
Mismo funcionamiento con 2 válvulas
Es la forma de hacer la función AND con una conexión en serie.
2. Comportamiento
Solo si las dos están accionadas hay camino abierto desde la alimentación hasta el cilindro, que avanza. Si se suelta cualquiera, se interrumpe el aire y el cilindro se vacía por el escape (vía 3) de una de las válvulas, y retrocede por el muelle
Retroceso automático al soltar uno cualquiera
La conexión en serie equivale al producto lógico, la conexión en paralelo con una selectora sería una función OR.
Respuesta final
Con 2 válvulas 3/2 NC y válvula de simultaneidad, o con las 2 válvulas conectadas en serie, el cilindro avanza solo con los dos pulsadores accionados y retrocede al soltar cualquiera.
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.
- 6 resultados comprobados en 4 apartados
- Revisión humana pendiente
En una máquina se requiere el uso de una pieza cilíndrica de 400 mm de longitud, cuyo diámetro y material están por definir. La pieza va a estar sometida a una fuerza de tracción de 40 kN y no debe sufrir deformación plástica bajo dicha carga. Considerando los posibles materiales a utilizar, cuyos datos se muestran en la siguiente tabla, se pide determinar justificada y numéricamente: Tabla de materiales: Acero (límite elástico 500 MPa; densidad 7850 kg/m3; módulo de elasticidad 210 GPa; precio 1.2 €/kg); Aluminio (300 MPa; 2700 kg/m3; 70 GPa; 2.5 €/kg); Titanio (880 MPa; 4500 kg/m3; 110 GPa; 16 €/kg).
- a)El material más adecuado a utilizar, y el área de la sección que debería tener la pieza cilíndrica, si el criterio fuera el de que la pieza tuviera el menor peso posible.
- b)El material más adecuado a utilizar, y el área de la sección que debería tener la pieza cilíndrica si, además del criterio de tener el menor peso posible, la pieza, por motivos funcionales, no debe estirarse más de 1.5 mm bajo la carga aplicada de 40 kN.
- c)El material más adecuado a utilizar y el coste de la pieza (considerando únicamente el coste de la materia prima) si el criterio principal fuera el del coste, teniendo en cuenta que debe mantenerse la condición de deformación máxima del apartado 2).
- d)Además de los criterios de resistencia, deformación y peso, indica qué otros factores podrían tenerse en cuenta a la hora de seleccionar el material si se quiere incluir la dimensión del impacto medioambiental.
Apartado a
1. Sección mínima por resistencia
Sin deformación plástica: σ=AF≤σe⇒Amin=σeF=σe40000: acero 80 mm2; aluminio 133,3 mm2; titanio 45,5 mm2
—
σe en MPa = N/mm2.
2. Masa de cada solución
m=ρAL con L=0,4 m: acero 7850⋅80⋅10−6⋅0,4=0,251 kg; aluminio 0,144 kg; titanio 0,0818 kg
Titanio, A=45,5 mm2 (0,082 kg)
Menor peso: titanio, por su alta resistencia específica.
Apartado b
1. Condición de rigidez
ΔL=EAFL0≤1,5 mm ⇒A≥EΔLFL0=E⋅1,540000⋅400: acero 50,8 mm2; aluminio 152,4 mm2; titanio 97,0 mm2
—
E en N/mm2 (1 GPa =103 N/mm2).
2. Sección que cumple las dos condiciones
A=max(Aresistencia,Arigidez): acero 80 (manda la resistencia); aluminio 152,4 (manda la rigidez); titanio 97,0 (manda la rigidez). Masas: acero 0,251 kg; aluminio 0,165 kg; titanio 0,175 kg
Aluminio, A=152,4 mm2 (0,165 kg)
El titanio ya no gana porque, al ser más flexible que el acero, necesita más sección por la rigidez.
Apartado c
1. Coste de la pieza
Con las secciones del apartado anterior: acero 0,251⋅1,2=0,301 €; aluminio 0,165⋅2,5=0,411 €; titanio 0,175⋅16=2,79 €
Acero, A=80 mm2, coste ≈0,30 €
Cumple la limitación de 1,5 mm: el acero estira 210000⋅8040000⋅400=0,95 mm.
Apartado d
1. Otros factores medioambientales
Energía y emisiones de CO2 de la producción (el titanio y el aluminio primario son los más intensivos), contenido de material reciclado y reciclabilidad al final de la vida, durabilidad y resistencia a la corrosión (menos mantenimiento), peso (ahorro de combustible en el uso), disponibilidad y origen de la materia prima (minería, transporte) y toxicidad de los procesos
Análisis del ciclo de vida del material
Un material de menor peso puede compensar su mayor huella de fabricación si la pieza se mueve (transporte).
Respuesta final
- Titanio, 45,5 mm2; 2) aluminio, 152,4 mm2; 3) acero, 80 mm2, 0,30 €; 4) energía y CO2 de producción, reciclabilidad, durabilidad y origen del material.