Sistemas técnicos: funcionamiento y componentes · Tecnología e Ingeniería (con soluciones)

PAU Comunitat Valenciana · 22 ejercicios, del más reciente al más antiguo

1. 2016 · Extraordinaria 2016 · Ejercicio 1A · Opción A
La figura representa una imagen del robot móvil empleado en la misión espacial «Curiosity» para la exploración de la superficie del planeta Marte (seis ruedas, mástil con cámaras y brazo robótico).
- a)Describir brevemente al menos cuatro de los componentes que consideráis fundamentales en un robot para una misión como esta, explicando la finalidad de cada uno de ellos y las características principales que deberían cumplir.
Apartado a
1. 1. Estructura y locomoción
  Chasis con suspensión de balancín (rocker-bogie) y seis ruedas, cada una con su motor
  Locomoción todoterreno
2. 2. Fuente de energía
  Generador termoeléctrico de radioisótopos (calor de la desintegración del plutonio convertido en electricidad) con baterías de litio, sin depender de paneles solares
  Energía continua
3. 3. Sensores y cámaras
  Cámaras en el mástil, espectrómetros e instrumentos científicos y un brazo robótico con herramientas y taladro
  Percepción y ciencia
4. 4. Ordenador de a bordo y comunicaciones
  Ordenador resistente a la radiación que ejecuta la navegación y gestiona los instrumentos; antena de alta ganancia y enlace por orbitadores para comunicar con la Tierra
  Control y telemetría
5. 5. Control térmico
  Aislamiento, calentadores y circuitos de fluido que mantienen la electrónica en su rango de temperatura
  Protección ante el frío
Respuesta final: Estructura y locomoción de seis ruedas, fuente de energía nuclear, sensores e instrumentos con brazo, ordenador y comunicaciones, y control térmico.
2. 2016 · Extraordinaria 2016 · Ejercicio 1B · Opción B
Las figuras 1 y 2 representan un aspirador autónomo (figura 1: vista superior; figura 2: vista inferior). Este tipo de equipos realizan el aspirado de polvo moviéndose por una estancia de forma autónoma durante un tiempo preprogramado. [Figura 1: tapa superior con pantalla y botones y parachoques delantero. Figura 2: cepillo central con rodillo, dos cepillos laterales, dos ruedas motrices laterales, una rueda delantera pivotante, contactos de carga y sensores inferiores.]
- a)Enumerar las partes principales de que consta una máquina como esta, describiendo la función principal de cada una de ellas.
Apartado a
1. 1. Limpieza
  Cepillo central con rodillo y dos cepillos laterales (barren la suciedad hacia el centro); turbina de aspiración (motor con ventilador que crea la depresión); depósito con filtro (retiene el polvo)
  Cepillos, turbina y depósito
2. 2. Movimiento
  Dos ruedas motrices laterales, cada una con su motorreductor (permiten avanzar y girar variando la velocidad de cada una) y una rueda delantera pivotante loca
  Tracción diferencial
3. 3. Energía
  Batería recargable de ion de litio o NiMH, con contactos de carga para volver a la base
  Batería
4. 4. Control y sensores
  Placa controladora (microcontrolador) con la programación; parachoques con sensor de choque, sensores infrarrojos de proximidad y de vacío (para no caer por escaleras); panel de usuario con pantalla y botones
  Control
Respuesta final: Cepillos y turbina de aspiración con depósito y filtro; dos ruedas motrices con motor y una rueda loca; batería con base de carga; controlador con sensores y panel.
3. 2015 · Extraordinaria 2015 · Ejercicio 1A · Opción A
La figura muestra una hormigonera portátil con detalle de algunas de sus partes protegidas. Está compuesta de un chasis, cubeta mezcladora, soporte central de la cubeta, motor con su correspondiente polea y espárrago, correa reductora, volante para volcado, ruedas, caja protectora del sistema de gobierno y corona de fundición de cremallera. [Figura: elementos numerados del 1 al 10; los detalles ampliados muestran el motor (1), la polea con su espárrago (2) y la correa (3), y la corona dentada de la cubeta (4).]
- a)Identificar los elementos numerados indicando brevemente su función. Explicar el funcionamiento de la hormigonera detallando los mecanismos implicados en la transmisión de movimiento.
Apartado a
1. 1. Elementos 1 a 4 (accionamiento)
  1 motor eléctrico (da el giro); 2 polea del motor con su espárrago de sujeción al eje (polea motriz); 3 correa reductora (transmite el giro a la polea mayor); 4 corona de fundición con dentado de cremallera, unida a la cubeta (recibe el movimiento y la hace girar)
  1 motor, 2 polea, 3 correa, 4 corona
2. 2. Elementos 5 a 10 (estructura)
  5 cubeta mezcladora (contiene y mezcla); 6 caja protectora del sistema de gobierno y de la transmisión (evita atrapamientos y protege de salpicaduras); 7 ruedas (transporte); 8 volante de volcado (inclina la cubeta para vaciarla); 9 chasis (estructura que soporta el conjunto); 10 soporte central de la cubeta (eje sobre el que gira y se inclina)
  5 cubeta, 6 caja, 7 ruedas, 8 volante, 9 chasis, 10 soporte
3. 3. Transmisión de movimiento
  El motor gira rápido: polea motriz pequeña $\to$ correa $\to$ polea mayor (reducción $i = d_{2} / d_{1}$ , baja la velocidad y sube el par); un piñón en el eje de la polea mayor engrana con la corona dentada de la cubeta, con otra reducción $i = z_{cor o na} / z_{p i \tilde{n} \overset{o}{ˊ} n}$
  Correa-polea + piñón-corona
4. 4. Funcionamiento
  La cubeta inclinada gira con las palas interiores y mezcla cemento, arena, grava y agua; para descargar se gira el volante y la cubeta vuelca
  —
Respuesta final: 1 motor, 2 polea, 3 correa, 4 corona dentada, 5 cubeta, 6 caja protectora, 7 ruedas, 8 volante, 9 chasis, 10 soporte; transmisión por correa-polea y piñón-corona.
4. 2015 · Extraordinaria 2015 · Ejercicio 1B · Opción B
La figura representa una máquina de fabricación que desplaza un cabezal en las tres direcciones del espacio (X, Y, Z). Las piezas son trabajadas en un espacio cerrado delimitado por B y refrigeradas por un líquido que debe reciclarse. Los movimientos generados por los tres ejes deben ser de precisión y se utiliza para todos el mismo dispositivo D. [Figura: bastidor (A), recinto cerrado (B), mesa de trabajo (C), tres motores D (uno por eje, M1 mueve el pórtico en X), armario de control (E), y el grupo de recirculación del refrigerante (F, G).]
- a)Describir brevemente el funcionamiento del sistema a partir de los elementos enumerados y comentar la función de cada uno.
Apartado a
1. 1. Estructura
  A bastidor (estructura de perfiles que soporta y da rigidez a la máquina); B recinto o cubeta cerrada con puerta frontal (contiene viruta y refrigerante y protege al operario); C mesa de trabajo ranurada donde se amarra la pieza
  A, B y C
2. 2. Movimiento de precisión
  D: motores paso a paso (el mismo dispositivo para los tres ejes), que dan un número fijo de pasos por orden del controlador: mueven el pórtico en X ( $M_{1}$ ), el carro en Y y el cabezal en Z mediante husillos o correas
  D = motores paso a paso
3. 3. Control
  E armario de control: controlador CNC con pantalla y pulsadores, drivers de los motores y protecciones; ejecuta el programa de la pieza y manda los motores
  E = control numérico
4. 4. Refrigeración
  F y G: grupo de recirculación (bomba con su motor y filtro o depósito) que envía el líquido refrigerante a la herramienta y lo recoge del recinto para volver a utilizarlo
  F y G = recirculación del refrigerante
Respuesta final: Máquina CNC de tres ejes con motores paso a paso, recinto cerrado, mesa, armario de control y circuito de refrigerante con recirculación.
5. 2015 · Ordinaria 2015 · Ejercicio 1A · Opción A
La figura muestra un dispositivo para eliminar objetos defectuosos. Un sensor capta cuando un recipiente está con tapón y separa los recipientes defectuosos que no poseen tapón. [Figura: cinta transportadora con guías por la que avanzan botes; sobre ella un sensor de proximidad colocado sobre la boca del bote; un cilindro de doble efecto con vástago empujador a un lado de la cinta; una caja de mando (válvula y control) conectada por tubos al sensor y al cilindro.]
- a)Identificar los elementos que aparecen en la figura y describir su función.
Dispositivo de expulsion (esquematico)
Apartado a
1. 1. Cinta transportadora y guías
  Cinta o carril que mueve los recipientes en fila bajo el sensor y los lleva al final; guías laterales que los mantienen alineados
  Transporte
2. 2. Sensor
  Sensor de proximidad situado sobre la boca del recipiente: detecta la presencia del tapón y emite una señal (neumática o eléctrica)
  Detecta si hay tapón
3. 3. Unidad de control y válvula
  Caja que recibe la señal del sensor y, mediante una válvula distribuidora, envía aire al cilindro (o lo mantiene en reposo)
  Control/distribución
4. 4. Cilindro neumático con vástago
  Cilindro de doble efecto: cuando la válvula lo ordena, el vástago sale y empuja lateralmente el recipiente defectuoso fuera de la cinta; luego retrocede
  Actuador de expulsión
Respuesta final: Cinta con guías, sensor de tapón, unidad de control con válvula y cilindro neumático que expulsa los recipientes sin tapón.
6. 2015 · Ordinaria 2015 · Ejercicio 1B · Opción B
La imagen muestra un dron (cuadricóptero) con cuatro brazos, una hélice con motor en cada brazo, una placa central con la electrónica y patas de aterrizaje.
- a)Explicar el funcionamiento y elementos que lo componen.
Apartado a
1. 1. Elementos
  Cuatro hélices con su motor eléctrico (normalmente sin escobillas) y su variador (ESC); batería de polímero de litio; placa controladora de vuelo con giroscopio y acelerómetro (IMU), barómetro y a veces GPS y brújula; receptor de radio; bastidor con brazos; patas de aterrizaje
  Cuadricóptero
2. 2. Sustentación
  Cada hélice produce un empuje que crece con el cuadrado de su velocidad; si la suma de los empujes iguala al peso, el dron se mantiene en el aire; si es mayor, sube
  Empuje total $=$ peso
3. 3. Maniobra
  Para avanzar o inclinarse se aumenta la velocidad de las hélices de un lado y se reduce la del opuesto; para girar sobre sí mismo se aumenta la velocidad de las hélices de un sentido de giro y se reduce la de las otras
  Velocidad diferencial
Respuesta final: Cuatro motores con hélice controlados por una placa de vuelo con sensores y alimentados por una batería; la velocidad diferencial de las hélices produce el movimiento.
7. 2014 · Extraordinaria 2014 · Ejercicio 1A · Opción A
La figura muestra un esquema (sección) y una imagen de una máquina trituradora de plástico de dos ejes, compuesta por una unidad de carga o tolva y un grupo de trituración formado por un eje portadiscos, discos de bordes filosos provistos de garfios y peines distanciadores. [Figura: tolva (1), disco de borde afilado con garfio (2), eje portadiscos (3) y peine distanciador (4); los dos ejes giran en sentido contrario y arrastran el plástico hacia el centro.]
- a)Identificar cada uno de estos componentes según el esquema numerado. Indicar la función que cada uno de ellos realiza. Describir los diferentes mecanismos que permitirían acoplar los ejes de los motores con los ejes portadiscos.
Seccion de la trituradora (esquematico)
Apartado a
1. 1. Tolva (1)
  Depósito en forma de embudo por el que se carga el plástico
  1 = tolva de carga
2. 2. Discos con garfios (2)
  Discos de bordes filosos con dientes en forma de garfio que atrapan, cortan y desgarran el plástico al girar uno contra otro
  2 = discos de corte con garfios
3. 3. Eje portadiscos (3)
  Eje, normalmente hexagonal o con chaveta, que lleva apilados los discos y transmite el par del motor
  3 = eje portadiscos
4. 4. Peines distanciadores (4)
  Piezas fijas que se intercalan entre discos para mantenerlos separados y limpiar el material que se queda entre ellos
  4 = peines
5. 5. Acoplamiento motor-eje
  Opciones: (a) acoplamiento directo con motorreductor, rígido o elástico; (b) correa y poleas (permiten sobrecarga por deslizamiento); (c) cadena y piñones; (d) tren de engranajes, que también sincroniza los dos ejes en sentido contrario
  Reducción de velocidad con aumento de par
Respuesta final: 1 tolva, 2 discos con garfios, 3 eje portadiscos, 4 peines; el motor se acopla con motorreductor y acoplamiento, correa, cadena o engranajes.
8. 2014 · Extraordinaria 2014 · Ejercicio 1B · Opción B
La figura muestra el esquema de una puerta automática corredera (hoja de barrotes sobre carril, con detalles de cerradura, manillas, guías, ruedas y carril inferior).
- a)Explicar su funcionamiento y los componentes de la misma.
Apartado a
1. 1. Componentes mecánicos
  Hoja de la puerta (marco con barrotes), carril inferior y guías superiores, ruedas o carros que rodan en el carril, cremallera fijada a la hoja, topes de final de recorrido, cerradura y manillas
  Hoja corredera sobre carril
2. 2. Accionamiento
  Motorreductor eléctrico con piñón que engrana con la cremallera de la hoja: al girar el piñón la puerta se desplaza horizontalmente
  Motorreductor + piñón-cremallera
3. 3. Control y seguridad
  Central de maniobra, mandos (mando a distancia, pulsador), sensores de posición (finales de carrera) y fotocélula o banda de seguridad que detecta obstáculos
  Automatismo
4. 4. Ciclo
  Orden de abrir → motor gira en un sentido → final de carrera de apertura → parada → pausa → orden de cerrar → motor en sentido inverso → final de carrera de cierre
  —
Respuesta final: Puerta corredera accionada por motorreductor y piñón-cremallera, gobernada por una central con finales de carrera y fotocélulas de seguridad.
9. 2014 · Ordinaria 2014 · Ejercicio 1B · Opción B
Las imágenes representan un seguidor solar fotovoltaico: una matriz de paneles montada sobre un poste central con una zapata de hormigón y dos ejes de giro (uno horizontal y otro de inclinación).
- a)Explicar el funcionamiento del sistema y los diferentes elementos que lo componen.
Control del seguidor (esquematico)
Apartado a
1. 1. Qué hace y por qué
  Orienta los paneles de forma que los rayos incidan lo más perpendiculares posible a lo largo del día y del año; la potencia captada es proporcional a $cos θ$ del ángulo de incidencia
  Seguimiento solar en dos ejes
2. 2. Elementos mecánicos
  Paneles fotovoltaicos (módulos) sobre una plataforma; poste o columna central; cimentación de hormigón; dos ejes de giro (azimut, giro horizontal; elevación, inclinación) con corona-sinfín o rodamientos
  Estructura y ejes
3. 3. Accionamiento y control
  Un motorreductor o actuador lineal por eje; sensores de luz (LDR o fotodiodos) o un algoritmo astronómico; sensores de posición de cada eje y un controlador (PLC o microcontrolador)
  Control en lazo cerrado
4. 4. Parte eléctrica
  Cableado de los paneles al inversor (red) o regulador y baterías (aislada); protecciones
  —
Respuesta final: El seguidor orienta los paneles hacia el Sol con dos ejes, motores y sensores controlados por un automatismo, para captar más energía que un sistema fijo.
10. 2013 · Extraordinaria 2013 · Ejercicio 1A · Opción A
La figura muestra una vista lateral y otra frontal de una máquina asadora de pollos. Está compuesta por un sistema de motorización, un sistema de transmisión, un sistema eléctrico de calor, un sistema electrónico de gobierno y un sistema de carga de pollos. [Figura: vista lateral con una cadena y ruedas dentadas (1) y, abajo, un motor con su soporte (2); vista frontal con una cámara de cristal con cinco varillas horizontales (espetones), un panel con botones a la izquierda (3), los extremos de las varillas con mango a la derecha (4) y una varilla interior (5).]
- a)Identificar cada uno de estos componentes según el esquema numerado. Indicar la función que cada uno de ellos realiza y sus características principales.
Apartado a
1. 1. Transmisión (1)
  Cadena y ruedas dentadas (piñones) que reparten el movimiento del motor a todos los espetones
  1 = sistema de transmisión
2. 2. Motorización (2)
  Motorreductor eléctrico en la base
  2 = sistema de motorización
3. 3. Gobierno (3)
  Panel con interruptores, pilotos, temporizador y termostato
  3 = sistema electrónico de gobierno
4. 4. Carga de pollos (4)
  Espetones o varillas giratorias con sus extremos de sujeción y mango, sobre los que se ensartan los pollos
  4 = sistema de carga
5. 5. Sistema eléctrico de calor (5)
  Resistencias eléctricas (infrarrojos o de cuarzo) situadas junto a los espetones en el interior de la cámara
  5 = sistema eléctrico de calor
Respuesta final: 1 transmisión por cadena, 2 motorización, 3 gobierno electrónico, 4 carga (espetones), 5 sistema eléctrico de calor (resistencias).
11. 2013 · Extraordinaria 2013 · Ejercicio 1B · Opción B
Las imágenes representan una puerta trasera para camión con plataforma elevadora. [Figura: izquierda, vista en perspectiva de la plataforma plegada en vertical como puerta trasera, con su bastidor inferior, dos brazos con cilindros y barras tubulares en la parte inferior, con cinco marcas: 1 (barras tubulares inferiores), 2 y 5 (cilindros), 3 (zona del eje a la derecha) y 4 (plataforma). Derecha, tres perfiles del camión: plataforma que se despliega girando, desciende horizontal con la carga y sube hasta la caja.]
- a)Explicar el funcionamiento del sistema.
- b)Identificar sobre el dibujo los elementos siguientes: a) plataforma, b) cilindro elevador, c) cilindro de giro, d) parachoques y e) eje motorizado.
Apartado a
1. 1. Plegada
  En marcha, la plataforma está vertical contra la caja y actúa como puerta trasera
  Posición de transporte
2. 2. Despliegue
  El cilindro de giro la abate 90° y la deja horizontal; el cilindro elevador (con el brazo articulado de paralelogramo) la baja o sube manteniéndola paralela al suelo
  Bajada y subida de la carga
3. 3. Apoyo y carga
  Al tocar el suelo la plataforma se inclina para facilitar el acceso; se sube la carga hasta la altura de la caja y se vuelve a plegar
  Ciclo completo
Apartado b
1. 1. Identificación
  a) plataforma = 4; b) cilindro elevador = 5; c) cilindro de giro = 2; d) parachoques = 1 (barras tubulares inferiores); e) eje motorizado = 3
  Identificación probable según la figura
Respuesta final: Plataforma plegada como puerta; el cilindro de giro la abate y el elevador la baja y sube en horizontal. Elementos: 4 plataforma, 5 y 2 cilindros, 1 parachoques, 3 eje.
12. 2013 · Extraordinaria 2013 · Ejercicio 2A · Opción A
[Continuación del ejercicio práctico sobre la máquina asadora.]
- a)Indicar qué tipo de mecanismo de transmisión es el utilizado y qué función realiza en la máquina.
- b)Proponer dos alternativas al mecanismo de transmisión. Establecer una tabla comparativa resaltando las ventajas e inconvenientes de cada una de las propuestas e indicar cuál de ellas sería más adecuada.
Apartado a
1. 1. Mecanismo utilizado
  Transmisión por cadena entre ruedas dentadas (sprockets)
  Cadena de rodillos
Apartado b
1. 1. Alternativa 1: correa dentada
  Correa de goma reforzada y poleas dentadas
  Ventajas: silenciosa, sin lubricación y barata. Inconvenientes: la goma se degrada con el calor y la grasa de la cocción, menor vida útil y tensión necesaria
2. 2. Alternativa 2: tren de engranajes
  Ruedas dentadas de acero engranadas entre sí
  Ventajas: robusto, preciso, sin deslizamiento y soporta el calor. Inconvenientes: más caro y pesado, ruido, exige alineación y lubricante apto para temperatura
3. 3. Cadena actual (referencia)
  Cadena de rodillos de acero
  Ventajas: soporta calor, es barata y salva distancias grandes entre ejes. Inconvenientes: ruido, necesita lubricación y tensado
4. 4. Elección
  La más adecuada es una transmisión metálica: cadena o engranajes, no la correa. Entre las dos propuestas, el tren de engranajes por su fiabilidad a alta temperatura
  Engranajes (o la cadena actual)
Respuesta final: Cadena de rodillos con piñones que reparte el giro del motor a los espetones. Alternativas: correa dentada (no apta por el calor) y engranajes (robustos y precisos); la más adecuada: engranajes o cadena.
13. 2012 · Extraordinaria 2012 · Ejercicio 1A · Opción A
Una incubadora para aves es un dispositivo que crea las condiciones apropiadas para el nacimiento de los pollos en ausencia de las madres. Los parámetros a controlar son la temperatura, la humedad, la aireación, la iluminación y el volteo de los huevos. La temperatura para los huevos de gallina oscila entre 37,4 ± 0,2 °C y la humedad relativa entre el 60 % y el 80 %. Conviene que el aire interior esté en movimiento para homogeneizar la temperatura. Puede dotarse de luz para observar el interior desde el exterior (a través de una ventana). El mecanismo de volteo gira los huevos un ángulo determinado cada cierto tiempo para el correcto desarrollo de los embriones.
- a)Describir, a partir de los requisitos establecidos para el sistema, los elementos que intervendrían en su fabricación, relacionándolos según su función y objetivo a desempeñar. Para los elementos estructurales, considerar que las incubadoras pueden ser de tipo industrial o de tipo casero (portátiles).
Apartado a
1. 1. Estructura (industrial y portátil)
  Industrial: armario de chapa de acero (galvanizado o inoxidable) con aislamiento de espuma de poliuretano y puerta con ventana de vidrio. Portátil: cuerpo de poliestireno expandido o de plástico (ABS) con tapa transparente de metacrilato
  Habitáculo aislado
2. 2. Temperatura (37,4 ± 0,2 °C)
  Resistencia eléctrica calefactora, sensor de temperatura (termistor NTC o Pt100) y termostato o controlador con relé o triac
  Calefacción con lazo cerrado
3. 3. Humedad (60-80 %)
  Bandeja o depósito de agua con evaporación (o humidificador ultrasónico) y sensor de humedad capacitivo (higrómetro)
  Control de humedad
4. 4. Aireación y homogeneización
  Ventilador (motor con hélice o turbina) y rejillas de entrada y salida de aire
  Aire en movimiento
5. 5. Iluminación
  Lámpara LED de bajo consumo y ventana
  Observación de los huevos
6. 6. Volteo
  Motor con reductor, mecanismo biela-manivela y bandeja giratoria; sensor de ángulo
  Gira los huevos periódicamente
7. 7. Control y señalización
  Microcontrolador o PLC, fuente de alimentación, pantalla o botonera y piloto luminoso exterior
  Coordina todo y avisa
Respuesta final: Habitáculo aislado (acero o poliestireno), calefacción con sensor y termostato, humidificación con higrómetro, ventilador, iluminación LED, motor de volteo con biela-manivela, y control electrónico con piloto.
14. 2012 · Extraordinaria 2012 · Ejercicio 2A · Opción A
La figura representa un posible mecanismo de volteo de huevos. [Figura: una plataforma plana con un huevo dibujado (OU), apoyada en un eje con su soporte y unida por una biela a una manivela fijada a una rueda dentada que engrana con un tornillo sin fin (CARGOL SENSE FI) accionado por un motor con reductor y encoder; flechas verticales a la derecha indican el vaivén de la plataforma.]
- a)Describir cómo funciona dicho mecanismo.
- b)Proponer un sistema alternativo para el volteo de los huevos y explicar con un esquema cómo funciona y los elementos que lo componen.
Alternativa: cilindro neumático
Apartado a
1. 1. Cadena cinemática
  El motor gira; el reductor reduce la velocidad y aumenta el par; el tornillo sin fin engrana con una rueda dentada y reduce aún más la velocidad (relación $i = z_{r u e d a} / z_{t or ni l l o}$ , con $z_{t or ni l l o}$ el número de entradas del sinfín)
  Gira la rueda dentada a baja velocidad
2. 2. Biela-manivela
  La manivela es un pasador excéntrico en la rueda; la biela lo une al borde de la plataforma y transforma el giro en un movimiento alternativo
  La plataforma bascula arriba y abajo
3. 3. Control
  El encoder mide el giro del motor y permite detener la plataforma en el ángulo deseado
  Posición controlada
Apartado b
1. 1. Alternativa propuesta
  Un cilindro neumático de doble efecto empuja el borde de la plataforma, que pivota sobre su eje; una electroválvula 5/2 gobernada por un temporizador lo hace avanzar y retroceder
  Volteo con cilindro y electroválvula
2. 2. Elementos
  Compresor o red de aire, regulador de presión, electroválvula 5/2, cilindro con finales de carrera magnéticos, estructura y temporizador o microcontrolador
  Lista de componentes
Respuesta final: Motor-reductor-tornillo sin fin y rueda mueven un biela-manivela que bascula la plataforma; alternativa: cilindro neumático con electroválvula y temporizador.
15. 2012 · Extraordinaria 2012 · Ejercicio 4A · Opción A
Cuestión 2. Variables lógicas: A, luz interior del habitáculo (1 = encendida); B, aireación (0 = activada); C, temperatura del habitáculo (1 = correcta); D, humedad del habitáculo (1 = correcta); E, piloto luminoso exterior que indica funcionamiento correcto (1 = encendido).
- a)Desarrollar la función lógica que active el piloto luminoso exterior cuando la temperatura y la humedad del habitáculo sean correctas y la aireación esté activada (independientemente del estado de la luz interior). Implementar dicha función con puertas lógicas.
E = no B·C·D
Apartado a
1. 1. Función
  Piloto encendido si $C = 1$ , $D = 1$ y $B = 0$ (aireación activada); $A$ no interviene
  $E = \overline{B} \cdot C \cdot D$
2. 2. Tabla de verdad
  Salida $E$ para cada $(A, B, C, D)$ : (A,B,C,D): 0000→0; 0001→0; 0010→0; 0011→1; 0100→0; 0101→0; 0110→0; 0111→0; 1000→0; 1001→0; 1010→0; 1011→1; 1100→0; 1101→0; 1110→0; 1111→0
  $E = 1$ en 0011 y 1011
3. 3. Circuito
  Un inversor sobre $B$ y una AND de tres entradas ( $\overline{B}$ , $C$ , $D$ )
  1 NOT + 1 AND de 3 entradas
Respuesta final: $E = \overline{B} \cdot C \cdot D$ , con un inversor y una AND de tres entradas; $A$ no interviene.
16. 2011 · Extraordinaria 2011 · Ejercicio 1A · Opción A
La figura muestra una máquina universal para la realización de ensayos de tracción o compresión en laboratorio. [Figura: bastidor con dos columnas verticales, travesaño móvil central con mordazas superior e inferior que sujetan una probeta, célula de carga, base con el accionamiento, panel de mando y ordenador con pantalla.]
- a)Explicar qué resultados se obtienen de ambos ensayos.
- b)Explicar cómo funciona la máquina durante el ensayo.
Apartado a
1. 1. Ensayo de tracción
  Se estira la probeta hasta la rotura y se registra la curva tensión-deformación, $σ = F / S_{0}$ y $ε = Δ L / L_{0}$
  Se obtienen: módulo de elasticidad $E = σ / ε$ , límite elástico $σ_{e}$ , resistencia a tracción $σ_{r}$ , alargamiento de rotura $A %$ y estricción
2. 2. Ensayo de compresión
  Se comprime la probeta (cilindro o cubo) y se registra la fuerza frente al acortamiento
  Se obtienen: resistencia a compresión y módulo de elasticidad en compresión; se usa en materiales frágiles (hormigón, fundición, cerámica)
Apartado b
1. 1. Sujeción y movimiento
  La probeta se fija entre el travesaño móvil y la base con mordazas. Un motor mueve el travesaño a velocidad constante a lo largo de las columnas (husillos de bolas)
  Se aplica carga a velocidad controlada
2. 2. Medida y registro
  Una célula de carga con galgas mide la fuerza y un extensómetro (o el desplazamiento del travesaño) mide el alargamiento; un ordenador representa la curva en tiempo real
  Fuerza y deformación medidas
Respuesta final: Tracción: $E$ , $σ_{e}$ , $σ_{r}$ , alargamiento y estricción. Compresión: resistencia y módulo en compresión. La máquina mueve el travesaño con motor y husillos, mide fuerza (célula de carga) y deformación (extensómetro) y registra la curva.
17. 2011 · Extraordinaria 2011 · Ejercicio 1B · Opción B
La figura muestra una cisterna de inodoro con cuatro elementos numerados. [Figura: corte de una cisterna con depósito de agua: (1) llave de entrada a la izquierda con un brazo articulado, (2) botón en la parte superior, (3) boya esférica en el extremo del brazo, (4) válvula de descarga en el fondo.]
- a)Justificar y describir el funcionamiento de cada uno de los elementos que componen la cisterna.
Apartado a
1. 1. Válvula de entrada (1)
  Válvula de llenado conectada a la red; un brazo articulado con la boya abre y cierra el paso del agua
  1 = grifo o válvula de llenado
2. 2. Pulsador de descarga (2)
  Botón que, al pulsarse, levanta el obturador del desagüe mediante una varilla
  2 = mecanismo de accionamiento
3. 3. Boya o flotador (3)
  Esfera hueca que flota; su posición sigue la altura del agua y mueve el brazo
  3 = sensor y regulador del nivel
4. 4. Válvula de descarga (4)
  Obturador de caucho sobre el asiento del desagüe: al elevarse deja salir el agua; al terminar, vuelve a caer y sella
  4 = válvula de vaciado
Respuesta final: 1 válvula de llenado, 2 pulsador, 3 boya (mide el nivel y cierra el llenado), 4 válvula de descarga (obturador).
18. 2011 · Ordinaria 2011 · Ejercicio 1B · Opción B
La imagen se corresponde con la cinta de recogida de equipajes de un aeropuerto. [Figura: carrusel ovalado de placas metálicas, con la cinta de entrada al fondo y el panel indicador de vuelo en la pared.]
- a)Describir el funcionamiento del sistema así como cada uno de los principales elementos que lo componen.
Apartado a
1. 1. Funcionamiento
  Una cinta de entrada deposita el equipaje en un carrusel cerrado en bucle que gira de forma continua; los pasajeros lo recogen en la zona de recogida
  Transporte continuo
2. 2. Cinta o carrusel
  Placas metálicas o de goma solapadas, montadas sobre una cadena o un bastidor de rodillos que las guían en el recorrido
  Soporte y guiado del equipaje
3. 3. Accionamiento
  Motor eléctrico con reductor que mueve una rueda dentada o rodillo motriz y arrastra la cadena
  Da el movimiento
4. 4. Estructura y sensores
  Bastidor de acero con carenado, sensores fotoeléctricos de presencia y finales de carrera en la entrada, y cuadro eléctrico con paradas de emergencia
  Soporte y seguridad
Respuesta final: Cinta de entrada y carrusel continuo accionado por un motorreductor, con placas móviles, bastidor y sensores de presencia.
19. 2010 · Extraordinaria 2010 · Ejercicio 1A · Opción A
La figura representa un camión portacontenedor (camión con brazo basculante que carga, transporta y descarga un contenedor abierto). [Figura: camión con un brazo articulado trasero que sujeta un contenedor tipo volquete mediante cadenas o un gancho; el contenedor está parcialmente izado.]
- a)Describir el funcionamiento del sistema así como cada uno de los elementos que lo componen.
Apartado a
1. 1. Chasis y subchasis
  El camión lleva un subchasis soldado al chasis que reparte las cargas del brazo
  Base estructural
2. 2. Brazo y cilindros hidráulicos
  El brazo articulado (en la figura, con cadenas o gancho) gira respecto al chasis impulsado por dos cilindros hidráulicos de doble efecto; unos extienden el brazo y otros lo basculan
  Movimiento de carga y descarga
3. 3. Grupo hidráulico
  Toma de fuerza (TDF) del motor del camión, bomba, depósito, válvulas distribuidoras, limitadora de presión y mangueras
  Energía hidráulica
4. 4. Contenedor y apoyos
  Contenedor de chapa con rodillos y ganchos de amarre; apoyos estabilizadores al suelo
  Carga y estabilidad
5. 5. Mando y seguridad
  Pulsadores o palancas del operador, sensores (apoyos, motor en marcha) y válvulas de seguridad
  Control
Respuesta final: Camión con subchasis, brazo articulado impulsado por cilindros hidráulicos alimentados por una bomba movida por la toma de fuerza, contenedor, apoyos estabilizadores y mandos con seguridades.
20. 2010 · Extraordinaria 2010 · Ejercicio 1B · Opción B
Las figuras representan sendos proyectos de construcción de vehículos solares en diferentes estados de desarrollo. [Figura: izquierda, chasis tubular de un coche solar en el taller con varios estudiantes; derecha, un coche solar bajo y plano con una gran superficie de paneles fotovoltaicos en el techo, junto a una carpa.]
- a)Comentar las características principales que debe cumplir este tipo de vehículos (objetivos de diseño) y describir los elementos más importantes para su funcionamiento, comentando su misión principal.
Apartado a
1. 1. Objetivos de diseño
  Máxima eficiencia energética: poco peso, baja resistencia aerodinámica (forma afilada y baja), baja resistencia a la rodadura (neumáticos de poco rozamiento), gran rendimiento de captación solar y seguridad estructural
  Mínimo consumo para una potencia solar limitada
2. 2. Paneles fotovoltaicos
  Convierten la radiación solar en electricidad de corriente continua
  Fuente de energía
3. 3. Regulador MPPT y baterías
  El regulador MPPT sigue el punto de máxima potencia de los paneles; las baterías (litio) almacenan el exceso y entregan potencia en las aceleraciones o sin sol
  Gestión de energía
4. 4. Motor eléctrico y controlador
  Motor síncrono de imanes permanentes (a menudo en la propia rueda) y electrónica de potencia que regula velocidad y par
  Tracción
5. 5. Estructura, carrocería y rodadura
  Chasis tubular o monocasco que protege al piloto, carrocería aerodinámica, suspensión, dirección, frenos y ruedas estrechas de baja rodadura
  Soporte, seguridad y menor resistencia
Respuesta final: Objetivos: ligereza, aerodinámica, baja rodadura y alto rendimiento. Elementos: paneles, MPPT, baterías, motor y controlador, chasis y carrocería.
21. 2010 · Ordinaria 2010 · Ejercicio 1B · Opción B
La secuencia de figuras representa un sistema de parking automático de coches. [Figura: cinco vistas numeradas: (1) el coche entra sobre la plataforma de acceso, (2) el conductor sale y la plataforma desciende por el hueco central, (3) vista en planta del coche sobre una plataforma giratoria, (4) la plataforma desplaza el coche hacia la plaza de un lado, (5) el coche queda dentro de la plaza libre.]
- a)Describir el funcionamiento del sistema así como cada uno de los elementos que lo componen.
Apartado a
1. 1. Entrada (1)
  El conductor deja el coche sobre la plataforma de acceso, a nivel de calle; el sistema comprueba que la puerta esté cerrada y que haya plazas libres
  Coche sobre plataforma
2. 2. Descenso (2)
  La plataforma elevadora baja por el hueco central con el coche, guiada por columnas, hasta el nivel de la plaza elegida
  Movimiento vertical
3. 3. Giro (3)
  Una plataforma giratoria orienta el coche (en la vista en planta, unos 90°) para poder introducirlo de lado en la plaza
  Movimiento de rotación
4. 4. Traslación (4) e introducción (5)
  Un carro con carriles o un pistón empuja la bandeja con el coche en horizontal hasta la plaza libre y la deja apoyada
  Movimiento horizontal
5. 5. Elementos
  Estructura metálica y plataformas, accionamientos (cilindros o motores), guías y cables, sensores de posición y presencia, finales de carrera, autómata programable, botonera y protecciones de seguridad
  Elementos del sistema
Respuesta final: Entrada, descenso por el hueco central, giro sobre plataforma giratoria, traslación horizontal a la plaza y vuelta al inicio, coordinados por un autómata con sensores y accionamientos hidráulicos o eléctricos.
22. 2010 · Ordinaria 2010 · Ejercicio 3B · Opción B
Cuestión 1.
- a)¿Cuántos movimientos diferentes o grados de libertad debe poseer el sistema para posicionar el vehículo en una plaza libre? Indicar cada uno de ellos.
Apartado a
1. 1. Movimientos necesarios
  Hay que situar el coche a una altura (nivel), orientarlo y llevarlo a la plaza
  3 grados de libertad
2. 2. Cada movimiento
  traslación vertical de la plataforma (subir y bajar); 2) giro de la plataforma sobre un eje vertical; 3) traslación horizontal de la bandeja hacia la plaza y de vuelta
  Elevación, giro y traslación horizontal
Respuesta final: 3 movimientos: elevación vertical, giro sobre eje vertical y traslación horizontal.