Ciencia, Técnica y Tecnología: Definiciones y Relación

A los conocimientos teóricos sobre la naturaleza, obtenidos a través de la observación y el razonamiento, se los llama ciencia. A los conocimientos prácticos se los denomina técnica. La técnica es el conjunto de saberes, procedimientos, estrategias y habilidades que utilizamos para hacer algo, construir o fabricar. Requiere de cierta destreza manual y, generalmente, emplea herramientas.

Si unimos la ciencia y la técnica para la resolución de un problema, hablamos de tecnología:

$$\text{Ciencia} + \text{Técnica} \rightarrow \text{Tecnología}$$

La tecnología es la aplicación de conocimientos teóricos y de las habilidades constructivas, propias de la humanidad, en la resolución de los problemas que se puedan encontrar.

1.2 Evolución de los Objetos Tecnológicos

La evolución de la tecnología no solo consiste en la invención de objetos nuevos, sino también en la modificación de los ya existentes. Esta evolución es, por tanto, una actualización del objeto o del producto que determina su ciclo de vida debido a causas como las siguientes:

• Incorporación de nuevas tecnologías que sustituyen a tecnologías obsoletas, lo que supone un factor de actualización tecnológica.
• El producto nuevo tiene menores costes de producción, lo que supone un factor de actualización productivo.
• El producto nuevo funciona con mayor precisión y eficacia, lo que implica un factor de actualización funcional.
• Mejora en la comodidad o en la seguridad con el uso del nuevo producto, es decir, se consigue una actualización de usabilidad.
• Reducción del impacto ambiental, tanto en el proceso de fabricación como durante su vida operativa y en la gestión de sus residuos, lo que indica un factor de actualización de sostenibilidad.

Todos estos factores hacen que un objeto nuevo pueda sufrir cambios o modificaciones en varios sentidos:

• Variando el diseño de la forma del objeto, por ejemplo, para buscar la comodidad de las personas usuarias, como es el caso de los teclados ergonómicos.
• Incorporando nuevos elementos en el objeto que lo hagan más seguro, más cómodo o funcional, como ha sucedido con la incorporación de sensores en los electrodomésticos.
• Empleando nuevas fuentes de energía, como la sustitución de las antiguas planchas de carbón por las actuales planchas eléctricas, o como es el caso de las lámparas incandescentes de iluminación por lámparas de bajo consumo.

2.3 La Tercera Revolución Industrial

A partir de las bases de la segunda revolución industrial, la humanidad experimenta un crecimiento sin precedentes a lo largo del siglo XX. Las ciudades crecen hasta albergar varios millones de personas; las industrias emplean la energía eléctrica para generar los productos de consumo para una humanidad masificada. Se masifica el empleo del automóvil y se establecen líneas de transporte, tanto terrestre como marítimo y aéreo, a partir del aumento en el uso de combustibles fósiles a nivel mundial.

Esta es la era de la globalización, en la que todas las regiones del mundo están interconectadas. Esto significa que cualquier cambio regional tiene sus consecuencias de carácter global y afecta a todos los ámbitos, como el económico, industrial, social y ecológico. Se puede decir que las comunicaciones son el detonante para el desarrollo de esta nueva era industrial y su máximo exponente es la creación y la implementación de Internet.

A lo largo de este período se producen nuevos descubrimientos, como el transistor, los circuitos integrados y los microprocesadores, que permiten la aparición de los ordenadores, inicialmente de aplicación industrial como el UNIVAC I y posteriormente, ordenadores personales como el IBM PC de 1977.

La telefonía móvil será fundamental para configurar la vida de las personas y el mundo industrial, y la robótica comenzará su desarrollo e implantación en las fábricas de manufactura. En este período tienen lugar los primeros viajes espaciales y nace Internet. Pero la frenética actividad industrial y el consumo desbocado de petróleo provocan la contaminación masiva de todos los rincones del planeta.

Se empieza a pensar en términos como la sostenibilidad, ya que hasta mediados del siglo XX se pensaba que el planeta no quedaría afectado por la actividad humana. A finales del siglo XX, las evidencias de la destrucción progresiva del medioambiente son innegables y se empieza a pensar en un cambio de modelo industrial con las siguientes características:

• Mayor eficiencia, con el diseño de instalaciones industriales que gasten menos energía para generar los mismos productos.
• Menos contaminantes, con el empleo de fuentes de energía de origen renovable.
• Más sostenible, mediante la racionalización en el empleo de materias primas de forma que se evite el agotamiento de los recursos naturales.

Técnicas de Fabricación Manual y Mecánica

Se describen a continuación algunas técnicas fundamentales en la manufactura:

Fresadora

Dispone de un diseño en el que la herramienta cortante gira sobre su propio eje vertical. En algunas fresadoras también es posible variar la inclinación de la herramienta. La mesa de trabajo se puede desplazar en las tres direcciones del espacio. Esto permite rebajar superficies o crear combinaciones de diferentes remociones de material con el fin de crear perforaciones, ranuras o piezas con diversas formas.

Torno

Utiliza una herramienta en forma de filo cortante combinado con un motor que hace que la pieza rote constantemente. Al acercar el filo a la pieza se produce arranque de viruta de forma perimetral, con lo que es ideal para obtener piezas de revolución. En el caso del torno, la pieza gira sobre sí misma sin desplazarse y es la herramienta la que se desplaza para conseguir la forma deseada.

Con la inclusión de la informática en todas las áreas de la industria, las máquinas herramienta se equipan con sistemas de control para manejar los movimientos de los ejes de traslación y de rotación de la pieza y de la herramienta de remoción de material para establecer el grado de avance entre ambas. Los motores pasan a ser controlados por un programa específico, de ahí el nombre de máquina herramienta de control numérico o CNC, término que hemos adoptado desde el idioma francés donde numérico significa digital.

Para hacer funcionar una máquina CNC, es necesaria la incorporación de determinados datos, principalmente aquellos que determinan la forma geométrica de la pieza que se desea obtener y la información técnica sobre el tipo de material. Con ellos se pueden definir la velocidad de giro y traslación apropiadas.

Componentes de un Circuito Electrónico

Los componentes electrónicos pasivos son incapaces de amplificar una señal; solo pueden reducirla o incluso acumular la energía eléctrica que la señal transmite.

Resistencias Eléctricas o Resistores

Son elementos que presentan cierta oposición al paso de la corriente y su empleo en los circuitos electrónicos se destina como elementos limitadores de la intensidad eléctrica.

Bobinas Electromagnéticas (Inductores)

Las bobinas o inductores pueden almacenar o liberar energía en forma de campo magnético. Consisten en un hilo o cable conductor arrollado sobre sí mismo.

Condensadores o Capacitores

Estos dispositivos reproducen el fenómeno dieléctrico por el cual, un condensador es capaz de acumular energía eléctrica ante la variación de voltaje en sus bornes. Así, un condensador acumulará energía eléctrica cuando se le conecta a una fuente de tensión y la mantendrá mientras no se conecte a un elemento resistivo al que cedérsela.

El Diodo Rectificador

Un diodo es un componente electrónico cuya característica principal es que deja pasar la corriente eléctrica en una sola dirección. Tiene dos terminales, denominados ánodo (terminal positivo) y cátodo (terminal negativo).

Polarización Directa

Si se conecta el ánodo (+) a la alimentación positiva (borne positivo) y el cátodo (-) a la alimentación negativa (borne negativo de la batería), el diodo permite que la corriente circule. Un diodo en polarización directa tiene dos modos de funcionamiento:

• Estado de bloqueo: cuando el voltaje del circuito es insuficiente, la corriente no circula por el diodo. Este valor se llama tensión umbral y depende del material con el que esté fabricado el diodo.
• Estado activo: cuando el voltaje del circuito del diodo supera su valor umbral, la corriente puede circular por él.

Polarización Inversa

Al conectar al revés el diodo (conectar del cátodo (-) a la alimentación positiva y el ánodo (+) a la negativa), no permitirá el paso de la corriente y actuará como un interruptor abierto.

El Modelo Real de Diodo

El modelo presentado anteriormente corresponde al de un diodo ideal, pero en la realidad los diodos rectificadores se comportan de forma ligeramente distinta.

3.2 Otros Tipos de Diodos

Existen otros diodos con funcionamientos diferentes, aunque en todos los casos, nos permiten controlar la tensión y la corriente que circula a través de ellos.

• Diodo rectificador: Permite el paso de la corriente solo en un sentido. Es ampliamente empleado en los circuitos convertidores de corriente.
• Diodo Zener: Es un dispositivo semiconductor que se comporta como un diodo rectificador en polarización directa y estabiliza la señal de voltaje entre sus terminales cuando está en polarización inversa. Dicha tensión se denomina tensión Zener y en el mercado hay toda una gama de valores como 1 V, 2 V, 5 V, etc.
• Diodo LED: Se usa como elemento emisor de luz. Existen varios colores de emisión: rojo, verde, blanco y azul. El color con el que luce el diodo depende del material semiconductor con el que está fabricado.
• Diodo IR: Estos diodos LED emiten luz infrarroja, invisible al ojo humano, que se emplea para la excitación de circuitos optoelectrónicos. Se usan, por ejemplo, como elemento emisor de los mandos a distancia.