Situación problemática Porton NUEVA

INSTITUTO SUPERIOR DEL PROFESORADO DE

EDUCACIÓN TECNOLOGICA

Situación Problemática

Cátedras: Proyecto Tecnológico III

Tecnología de la Energía

Tecnología de Información III

2009

Situación Problemática.

Elaborar una situación problemática que permita evaluar la utilización de mecanismos y automatización aplicada a la salida de un local escolar.

En la redacción de la situación problemática se deberá especificar, entre otras, el tipo de local escolar, dimensiones, ubicación y orientación, incluyendo además normas de emergencia para la evacuación en caso de siniestro, e incluir un prototipo. Luego en cuenta a lo planteado resolver desde el rol alumno evaluado.

Situación Problemática para alumnos de 2 año CBC

Proyecto Tecnológico III – Tecnología de la Energía – Tecnología de la Información III

Las autoridades de un establecimiento escolar ubicado en la ciudad de concordia, desean optimizar el portón de salida de sus alumnos para facilitar la evacuación en caso de producirse algún tipo de siniestro.

Para ello se solicita diseñar el mismo; teniendo en cuenta que deberá utilizar algún tipo de mecanismo y contar con automatización para su funcionamiento.

Especificaciones.

Tipo de local: Nivel Primario. (Alumnos entre 5 y11 años)Ubicación del establecimiento: La Rioja y Antonio de Luque.Cantidad de alumnos / Docentes: 300

Dimensiones del local: 40 x 30 metrosDimensiones del portón: 3 x 5 metros aprox.Tipo de portón: Dos hojas – Batiente Material: Acero

Plan de evacuación: SI

Actividades del Alumno.

a) Presentar dos alternativas de solución y elegir unab) Realizar la representación de la misma.c) Presentación de un informe con los contenidos conceptuales aplicados en la maqueta, incluyendo un plan de evacuación en caso de siniestro.d) Realizar una memoria descriptiva y un presupuesto del prototipo.e) Construcción de un prototipo.


Pautas de evaluación

Contenidos Conceptuales 50%

Mecanismos: La transmisión del movimiento. Engranaje Cónico hipoide. Aplicaciones del motor eléctrico.

Sistemas de control: Automatización. Tipos de sistemas de control.Circuito Eléctrico: Representación del circuito. Funcionamiento.Plan de evacuación en caso de siniestro.

Contenidos Procedimentales 30%

Representación, construcción y funcionamiento del prototipo.Diseño de sistema de comunicación.Identificar factores de riesgo.

Contenidos Actitudinales 20%

Presentación en tiempo y forma del trabajoPredisposición para realizar el trabajo tanto individual como grupal.

Alternativas de solución:

a) Un portón corredizob) Un portón de dos hojas

Elegimos la opción b porque un portón corredizo no tiene el tiempo de apertura necesaria en caso de evacuación para grandes cantidades de personas.

Contenidos conceptuales:

Sistema de control


Los sistemas de control son subsistemas de SISTEMAS más grandes y su objetivo es regular (controlar) el funcionamiento de estos últimos. Por ejemplo el “sistema de control de una canilla” regula el flujo de agua y forma parte de un sistema más grande, el “sistema canilla” (la canilla propiamente dicha), pero a su vez (el sistema canilla) forma parte de un sistema más grande, el “sistema de distribución de agua de la casa”, el que a su vez forma parte de un sistema más grande aun, el “sistema de distribución de agua de la ciudad”.

Para analizar los sistemas de control utilizaremos los diagramas de bloques, generalmente son representaciones graficas de las funciones que realiza cada elemento y de las señales (portadoras de información) que actúan en el sistema (señales que en los diagramas representamos con líneas llenas finas). En el diagrama los bloques representan sobre todo las funciones y no los componentes del sistema, contiene información con respecto al comportamiento funcional, pero no contiene información respecto a la construcción física del sistema.

Señal de entrada Señal de salida

Proceso

Normalmente la regulación del control se basa en comparar en la entrada de un sistema, una señal de control llamada señal de referencia (o consigna o entrada de referencia) con una señal proveniente de las salida, llamada señal de retroalimentación, que llega a través de un lazo de retroalimentación, y cuyo valor depende de la magnitud de la salida. La comparación tiene lugar en un elemento de comparación y como resultado de la misma se tiene una señal (función de la diferencia entre el valor real a la salida y el valor deseado), llamada señal de desviación que actúa sobre el sistema de corrección.

La comparación y el ajuste lo puede realizar automáticamente la maquina, o sensorial, intelectual y muscularmente el hombre (control automático o control manual).

Como ejemplo de control automático podemos mencionar un horno cuya llama se prende o se apaga en función de la información que le proporciona un termostato regulable asociado al mismo; como ejemplo de control manual podemos mencionar la llama de una cocina a gas, que se regula observándola y girando de un lado o de otro la llave de control hasta lograr la intensidad deseada. Los sistemas de retroalimentación (o retroinformación) se llaman sistemas retroalimentados.


Considerando las características del control, los sistemas de control se pueden clasificar en dos tipos:

-Sistemas de control de lazo cerrado (sistemas retroalimentados)

-Sistemas de control de lazo abierto

En este caso utilizaremos un sistema de control de lazo abierto.

Son aquéllos en que la única señal que ejerce una acción de control sobre el sistema es la que entra al sistema (señal de referencia o consigan), en estos casos la salida no actúa sobre la entrada, la salida no influye en la acción de control. El dispositivo que determina la señal de referencia es el llamado selector de referencia o controlador el que actúa en función de una señal que llamamos señal de mando.

Señal de mando Señal de referencia Salida

Selector de Unidad

Referencia dinámica

Como ejemplo de selector de referencia o controladores podemos mencionar la llave de control, de un calefactor, de una cocina eléctrica, del quemador de una cocina de gas, de un horno a microondas, de un lavarropas automático, de un ventilador, de una canilla, etc. En estos casos la señal de mando es la acción de la mano del hombre. Cuando el selector de referencia esta calibrado suele estarlo en función de los valores a la salida del sistema.

Ejemplos de artefactos con sistemas de control de lazo abierto son: la cocina de gas, el horno de microondas, la máquina de lavar ropas automático, profundizaremos en este último, en las que las acciones de prelavado, lavado, centrifugado, etc., se cumplen siguiendo una secuencia preestablecida (un programa), independientemente de la salida es decir de que la ropa salga más o menos limpia, la maquina no mide la señal de salida, es decir, la limpieza de la ropa.

En estos casos se habla de control por programación. El buen funcionamiento del sistema depende de una correcta fijación de las secuencias, así como de las otras magnitudes que puedan estar en juego. Este es un ejemplo de control automático; pero también tenemos maquinas de lavar de control manual. Los sistemas secuenciales, como el del lavarropas automático, es decir, los que funcionan en base a tiempo, generalmente son de lazo abierto. Un ejemplo más es el sistema de control del tránsito automotor mediante semáforos, cuyo funcionamiento (exceptuando el caso de los llamados semáforos inteligentes) responde a una secuencia preestablecida.


Sistema para la apertura del portón de salida

Un operador acciona la llave inversora, cerrando el circuito, la electricidad circula y abre la puerta; (haciendo sonar la sirena al mismo tiempo y encendiendo el led que indica emergencia); hasta que la puerta hace contacto con un fin de carrera donde corta el paso de la corriente.

Para cerrar la puerta se cambia de posición de la llave inversora, invirtiendo la polaridad del motor; por lo tanto el motor gira en sentido contrario y el portón se cierra.

La automatización genero notables cambios en las industrias. Entre sus ventajas podemos señalar:

Simplifica el trabajo del hombre Elimina tareas repetitivas, complejas, desagradables o peligrosas. Ahorra material y energía Controla y protege las maquinas y las instalaciones

La transmisión del Movimiento. Los mecanismos

Engranaje Cónico Hipoide (tornillo sin fin)

Un engranaje hipoide es un grupo de engranajes cónicos helicoidales formados por un piñón reductor de pocos dientes y una rueda de muchos dientes, que se instala principalmente en los vehículos industriales que tienen la tracción en los ejes traseros. Tiene la ventaja de ser muy adecuado para las carrocerías de tipo bajo, ganando así mucha estabilidad el vehículo. Por otra parte la disposición helicoidal del dentado permite un mayor contacto de los dientes del piñón con los de la corona, obteniéndose mayor robustez en la transmisión. Su mecanizado es muy complicado y se utilizan para ello máquinas talladoras especiales.

Para nuestra maqueta utilizamos dos pares de engranajes cónicos hipoide.


http://wapedia.mobi/es/Archivo:EngranajeConicoHelicoidal.JPG

El mecanismo también consta de una polea, llamamos polea a la rueda que se utiliza en las transmisiones por medio de correa y correa a la cinta o cuerda flexible unida en sus extremos que sirve para transmitir el movimiento de giro entre una cuerda y otra.

La correa es el elemento de unión entre las poleas. El conjunto para la transmisión del movimiento consta de dos poleas como mínimo y una correa.

El movimiento se produce por la fricción de la correa y la polea. La polea conductora gira solidaria al eje y arrastra a la correa por la adherencia entre ambas. La correa a su vez arrastra y hace girar la otra polea (polea conducida) transmitiéndose así el movimiento desde el eje 1 al eje 2.

La relación de transmisión entre ambas, suponiendo que no patina la correa sobre ninguna polea es:

i = diámetro de la polea conductora / diámetro de la polea conducida.

Circuito Eléctrico

Circuito en paralelo: en un circuito con resistencias en paralelo, la resistencia equivalente del mismo es igual a la suma inversa de cada una de las resistencias en paralelo del circuito.

Un circuito esta en paralelo cuando todas las salidas están conectadas a un punto en común y las entradas a otro.

En los circuitos eléctricos se utilizo:

Final de carrera: dentro de los componentes electrónicos se encuentra el final de carrera o sensor de contacto, son dispositivos electrónicos, neumáticos o mecánicos situados al final del recorrido de un elemento móvil, como por ejemplo una cinta transportadora, con el objetivo de enviar señales que puedan modificar el estado de un circuito. Internamente pueden contener interruptores normalmente abiertos, cerrados o conmutadores dependiendo de la operación que cumplan al ser accionados, de ahí la gran variedad de finales de carrera que existen en el mercado.

Generalmente estos sensores están compuestos por dos partes: un cuerpo donde se encuentran los contactos y una cabeza que detecta el movimiento. Su uso es muy


diverso, empleándose, en general, en todas las máquinas que tengan un movimiento rectilíneo de ida y vuelta o sigan una trayectoria fija, es decir, aquellas que realicen una carrera o recorrido fijo, como por ejemplo, ascensores, montacargas, robots, etc.

Los finales de carrera están fabricados en diferentes materiales tales como metal, plásticos o fibra de vidrio.

Interruptor: un interruptor es un dispositivo utilizado para desviar o interrumpir el curso de una corriente eléctrica. Su expresión más sencilla consiste en dos contactos de metal inoxidable y el actuante. Los contactos, normalmente separados, se unen para permitir que la corriente circule. El actuante es la parte móvil que en una de sus posiciones hace presión sobre los contactos para mantenerlos unidos.

Llave doble inversora:

Las conexiones de la llave H (2p2t en inglés) son :

A-B-C D-E-F

Pones tu entrada así: un conductor al B y el otro al E Tu salida será: un conductor al A + F y el otro al D + C Entrada y salida son intercambiables.

Es el caso particular de esta llave. Hay otras en que las conexiones B y E están no al medio si no en un extremo de la llave, pero se usa casi exclusivamente en algunas llaves deslizantes y no en basculantes como ésta.


Aplicación del Motor Eléctrico

Los motores transforman cualquier forma de energía (eléctrica, química, hidráulica, nuclear, etc.) en movimiento (energía cinética).

Muchas maquinas de uso cotidiano están accionadas por un motor eléctrico. Este tipo de motores aplican las propiedades del electroimán para transformar la energía eléctrica en mecánica.

Normas básica a tener en cuenta para realizar el plan de evacuación:

1 Decidir la evacuación del centro escolar cuando se considere que la causa que origina el peligro no está controlada y puede provocar que el peligro se extienda a todo el edificio.2 Disponer de un sistema de comunicación general que transmita la señal de evacuación, simultáneamente, a todo el edificio: sirena o campana continua, sirena o campana con una secuencia determinada, mensaje pregrabado o megafonía.3 Al oír la señal de evacuación, todos los ocupantes del centro escolar deben dirigirse a un espacio exterior seguro, previamente determinado en el Plan de Evacuación (punto de encuentro).4 Empezar la evacuación por la planta afectada por el peligro y seguir por el resto de plantas del edificio, desde la más baja a la más alta. El orden de evacuación de las aulas irá de la más cercana a la salida a la más alejada.


5 Salir ordenadamente y sin correr. No volver hacia atrás y nunca utilizar los ascensores. También está prohibido retirar los vehículos particulares de la zona de aparcamiento de la escuela, en el caso de que exista.6 Divulgar el Plan de Emergencia y Evacuación. Es imprescindible que la dirección, los docentes, el alumnado y el personal no docente colaboren y conozcan previamente cómo deben actuar. El nombre y los apellidos de quién ocupa cada uno de los lugares críticos debe quedar escrito junto con el nombre de quien lo sustituye.7 Realizar simulacros de evacuación, al menos una vez al año. Mediante la práctica es más fácil detectar los errores cometidos en la ejecución del plan y corregirlos (falta de coordinación, dificultades en las vías de evacuación, mal funcionamiento de la señal de alarma, etc.).8 Jefe de emergencia. Será la persona que ocupe la dirección de la escuela o un miembro del equipo. Decidirá acciones y activará el Plan de Evacuación y actuará como interlocutor con las ayudas externas (bomberos, policía, etc.). Dispondrá de un listado del personal y será informada de todas las incidencias.9 Jefe de planta. Será el profesor o profesora que ocupe el aula más alejada de la salida de una planta del edificio. Debe asegurarse de que no quede nadie en las dependencias y de que las puertas y ventanas quedan cerradas.10 Docentes. Deberá mantener al alumnado en orden, comprobar que puede realizarse la evacuación, cerrar puertas y ventanas del aula, contar a sus alumnos en el punto de encuentro e informar al Jefe de emergencia.11 Alumnado. Los estudiantes que estén fuera de su aula deben incorporarse a la que esté más próxima. Saldrán de la clase sin correr, ni volver hacia atrás, y sin juntar sus objetos personales. Seguirán al profesor que actúe como guía y se presentarán en el punto de encuentro.12 Responsable de personas discapacitadas. Hay que tener en cuenta a las personas con movilidad reducida, asignándoles una o varias personas responsables que les ayuden a salir del edificio; pueden ser compañeros de la misma clase.13 Responsable de la alarma y bomberos. Se asigna a una persona que no sea responsable directa del alumnado y que se encuentre cerca del sistema de alarma para poder activarlo de forma rápida.14 Responsable de desconectar las instalaciones. Esta persona bloqueará el ascensor y el montacargas, comprobando previamente que estén vacíos y cerrará la llave general del gas y la corriente eléctrica.15 Responsable de abrir y cerrar las puertas del edificio. Al igual que en los casos anteriores, esta función se le asignará a una persona que no tenga una responsabilidad directa con el alumnado en el momento de la emergencia. En nuestro caso posee un mecanismo controlado.16 Personal de cocina. Asegurarán su espacio de trabajo cerrando el gas y desconectando todos los electrodomésticos. Seguirán las instrucciones del Jefe de emergencia y le informarán de las incidencias.

Plan de Evacuación

Los centros escolares, como locales de pública concurrencia están obligados legalmente por ordenanza municipal a estar organizados frente a las emergencias

La evacuación es el conjunto de procedimientos y acciones tendientes a que las personas amenazadas por un peligro (incendio, inundación, etc.) protejan su vida e


integridad física mediante su desplazamiento hasta y a través de lugares de menor riesgo.

Pasos a seguir para la evacuación:

Si sucediera un siniestro el encargado de tomar la decisión de activar el plan de evacuación será el directivo, en caso de que no se encontrara lo haría el vice.

El encargado de accionar el interruptor de apertura será el portero del establecimiento.

Todos los ocupantes del establecimiento deberán conocer el plan de evacuación y saber reconocer las señales de emergencia que se encuentran en la escuela, para que la evacuación sea más efectiva.

Al oír la señal de alarma, se desalojará primero a los ocupantes del lugar donde está el peligro.

Cada docente llevará a sus alumnos a un punto de encuentro, en este caso será el patio.

Se empezará a desalojar las aulas cercanas al siniestro. Esto será de manera ordenada.

Los alumnos saldrán de la clase sin correr, ni volver hacia atrás y sin juntar sus objetos personales. Seguirán a su maestro que actuará como guía y lo llevará al punto de encuentro.

Cada piso debe desalojarse por grupos saliendo primero los que estén más cerca de la escalera. Todos los movimientos deben realizarse de prisa, pero sin precipitaciones que impliquen atropellos o empujones a los demás.

Los de las plantas superiores deberán movilizarse ordenadamente hacia las escaleras sin descender hasta que se haya desalojado la planta inferior.

Factores de riesgo:

1 Inexistencia de una persona que sustituya al responsable de verificar la evacuación de las aulas, en el caso de que sea necesario. Norma básica 62 Usar una señal de evacuación (sirena) que no se oiga en todas las dependencias de la escuela por problemas de instalación o de volumen. Norma básica 23 No tener señalizadas las vías de evacuación del centro escolar, ni tampoco establecido un punto de encuentro en el exterior donde poder hacer el recuento del personal y controlar que no haya quedado nadie en el edificio. Norma básica 34 Desconocimiento generalizado (profesores, estudiantes y personal no docente) del Plan de Emergencia y Evacuación de la escuela y de cómo hay que actuar ante una situación de peligro. Norma básica 6


5 Desalojar el colegio a toda prisa, sin mantener la calma y el orden (empujones, agarrones, etc.) Norma básica 56 No realizar simulacros de evacuación de forma periódica, con el fin de facilitar un aprendizaje práctico. Norma básica 7

Memoria Descriptiva

1) Se realizaron los planos del portón teniendo en cuenta las medidas reales,

la representación se realizo a escala.

2) Comenzamos por hacer una lista de los materiales que íbamos a utilizar,

y cuales debíamos comprar.

3) Se comenzó a armar el mecanismo del portón, utilizando un motor de

corriente continua, poleas, correa, engranajes hipoide, rulemanes, ejes de metal.

4) Para la base utilizamos una chapadur.

5) Comenzamos a marcar y cortar en telgopor para la estructura del edificio.

6) Se marco y se corto las ventanas en cada una de las hojas del portón, y

para simular el vidrio utilizamos placa de radiografías, las cuales se adhirieron con

adhesivo.

7) Para la instalación eléctrica utilizamos, un foco, un leed, cables, un porta

pila, un interruptor, llave inversora, un porta foco, un transformador, un buzzer

(timbre).

8) Compramos materiales faltantes: temperas de color amarillo, blanco,

adhesivo y cartón.

9) Realizamos las señales de salida en cartón, se pinto con los colores

correspondientes. También realizamos matafuegos utilizando para simularlos frasquitos

de perfume, se los pinto y ubico en lugares estratégicos.

Presupuesto

Motor $ 30

Temperas $ 15

Poleas $ 5


Engranajes $ 60

Adhesivo $ 20

Buzzer $ 6

Foco $ 2

Final de carrera (2) $ 18

Interruptor $ 5

Pulsadores $ 4

Correa $ 3

Porta pila $ 5__

$173

Lo demás utilizado son materiales que ya teníamos y no fue necesario comprarlos en esta ocasión.


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