CETANAJE

El índice de cetano en el combustible diésel define la calidad del mismo, indicando el tiempo que tarda desde que es injectado hasta que entra en ignición.

Esta medida es equivalente también a la homogeneidad de la combustión -cuanto más homogéneo es el quemado, más completo y de mayor calidad, un índice aceptable de cetano comienza a partir de 49 en adelante, con 55 o más ya es de optima calidad.

Con un índice alto conseguiremos que nuestro vehículo diésel haga un menor ruido, aumente el rendimiento, contamine menos y se alargue la vida del motor.

PRESION ATMOSFERICA

La presión atmosférica es la presión ejercida por el aire en cualquier punto de la atmosfera. Normalmente se refiere a la presión atmosférica terrestre, pero el término es extensible a la atmósfera de cualquier planeta o satélite.

La atmósfera en la tierra tiene una presión media de 1013.25 hectopascales (hpa) (o milibares (mbar)) al nivel del mar, medido en latitud 45º. La medida de presión del Sistema Internacional de Unidades (SI) es el newton por metro cuadrado (N/m²) o Pascal (Pa). La presión atmosférica a nivel del mar en unidades internacionales es 101325 N/m² ó Pa.

Cuando el aire está frío, éste desciende, haciendo aumentar la presión y provocando estabilidad. Se forma, entonces, un anticiclón térmico.

Cuando el aire está caliente, asciende, haciendo bajar la presión y provocando inestabilidad. Se forma entonces un ciclóno borrasca térmica.

Además, el aire frío y el cálido tienden a no mezclarse, debido a la diferencia de densidad, y cuando se encuentran en superficie, el aire frío empuja hacia arriba al aire caliente provocando un descenso de la presión e inestabilidad, por causas dinámicas. Se forma entonces un ciclón, o borrasca dinámica. Esta zona de contacto es la que se conoce como frente.

Cuando el aire frío y el cálido se encuentran en altura, descienden en convergencia dinámica, haciendo aumentar la presión y provocando estabilidad, y el consiguiente aumento de la temperatura. Se forma, entonces un anticiclón dinámico.

Se denomina atmósfera a la capa de aire, constituida por una mezcla homogénea de gases que rodea un planeta, variando drásticamente de uno a otro. Su peso, origina sobre todos los cuerpos sumergidos en ella, una presión denominada atmosférica, que podemos evidenciar mediante la experimentación. Podríamos compararlo como si viviéramos en el fondo de un océano de aire. La atmósfera, como el agua de un lago, ejerce presión; y tal como el peso del agua es la causa de la presión en el agua, el peso del aire es la causa de la presión atmosférica. Estamos tan acostumbrados al aire invisible que a veces olvidamos que tiene peso. Quizás los peces también "olvidan" que el agua tiene peso.

TRASLAPE EN UN MOTOR

En el cuarto se abre la válvula de escape para expulsar los gases quemados y en el primero se vuelve a abrir la de admisión para que reingrese mezcla fresca. Pero al principio por motivos de mejor operación cuando se abre la válvula de admisión y empieza a entrar la mezcla la de escape sigue abierta permitiendo la salida de gas quemado. A esto se lo denomina cruce de válvulas

1er tiempo se abre la válvula de admisión, entre la mezcla de carburante,

2o tiempo cierra la válvula y se comprime la mezcla,

3er tiempo, explosión,

4o tiempo se abre la válvula de escape y se expulsa el gas quemado

ROBERT BOSCH

Albeck, 1861-Stuttgart, 1942) Inventor e industrial alemán. Estudió en EE UU y en 1886 fundó un taller mecánico de precisión y electrotecnia, que transformó en 1937 en la empresa Robert Bosch. Se le debe el desarrollo del encendido magnético y la bomba de inyección para los motores Diesel

Robert Bosch 1861-1942. Ingeniero e industrial alemán que inventó la bujía para motores de combustión interna. Desarrolló toda una línea de productos eléctricos de fama internacional.

OCTANAJE

El octanaje o índice de octano es una escala que mide la resistencia que presenta un combustible (como la gasolina) a detonar prematuramente cuando es comprimido dentro del cilindro de un motor.

También se denomina RON (por sus siglas en ingles, Research Octane Number).

Algunos combustibles, como elGPL, GNL, etanol y metanol, dan un índice de octano mayor de 100. Utilizar un combustible con un octanaje superior al que necesita un motor, no lo perjudica ni lo beneficia.

Si se tiene previsto que un motor vaya a usar combustible de octanaje alto puede diseñarse con una relación de comprensión más alta y mejorar el rendimiento del motor.

Si la gasolina no sale de fabrica con suficiente octanaje se le añade algún aditivo como el etanol, el benceno o el afortunadamente desterrado tetra etilo de plomo.

Los índices de octano en motores de combustión:

El octanaje indica la presión y temperatura a que puede ser sometido un combustible carburado (mezclado con aire) antes de auto-detonarse al alcanzar su temperatura de auto ignición debido a la ley de los gases ideales. Si el combustible no tiene el índice de octano suficiente en motores con elevadas relaciones de compresión (oscilan entre 8,5 y 10,5), se producirá el "autoencendido" de la mezcla, es decir, la combustión es demasiado rápida y dará lugar a una detonación prematura en la fase de compresión, que hará que el pistón sufra un golpe brusco y se reduzca drásticamente el rendimiento del motor, llegando incluso a provocar graves averías.

Este fenómeno también se conoce entre los mecánicos como picado de bielas o cascabeleo.
Dicho índice de octano se obtiene por comparación del poder detonante de la gasolina con el de una mezcla de heptano e isoctano. Al isoctano se le asigna un poder antidetonante de 100 y al heptano de 0, de esta manera una gasolina de 95 octanos correspondería en su capacidad antidetonante a una mezcla con el 95% de isoctano y el 5% de heptano.

Hay tres clases de octanajes:

Research Octane Number (RON) - Octanaje medido en el laboratorio.

Motor Octane Number (MON) - Octanaje probado en un motor estático.

Road ON - Octanaje probado en la carretera.

RON:

El valor del RON se determina comparando el golpeteo que produce la gasolina con respecto al golpeteo que produce una sustancia patrón. Como patrón se utiliza una mezcla de isoctano (2, 2,4-Trimetilpentano) y n-heptano.

De esta forma se determina el número de octanos del combustible, con respecto al porcentaje de isoctano en la mezcla estándar. De esta forma, una gasolina que produce el mismo ruido que la mezcla de 87 (87% isooctano y 13% n-heptano), se dice que tiene un octanaje de 87 octanos. Para comparar, el gas licuado del petróleo (GLP) tiene un RON de +/- 110.

En los motores a gasolina de baja eficiencia, se recomienda usar gasolinas con bajo nivel de octanaje, ya que tienen poca compresión. Donde se nota mucho esta relación, es en caso de un automóvil nuevo al que, si se le suministra gasolina con bajo octanaje, se nota un cascabeleo, generado por explosión prematura del combustible en la cámara de combustión. A mayor compresión se requiere mayor octanaje, para que sea eficiente el uso del combustible.

MON:

Existe otro tipo de octanaje llamado MON que indica de manera más exacta cómo se comporta el combustible cuando se carga. Esta definición también se basa en la mezcla de isoctano y n-heptano.

La diferencia con el RON es que se sobrecarga más el motor en el ensayo: se utiliza una mezcla precalentada, el motor más revolucionado y tiempos de ignición variables. Dependiendo de la composición del combustible, el MON de una gasolina moderna estará 10 puntos por debajo del RON. Normalmente las especificaciones de combustible requieren de un RON y MON.

Producción de gasolinas:

Las gasolinas no son un producto directo del refinodel petróleo, sino que se tratan de naftas especialmente acondicionadas para su uso como carburante de motores de combustión interna con encendido mediante chispa (normalmente conocidos como motores de explosión). Este acondicionamiento se consigue mediante un proceso de blending (mezclado) de distintas sustancias a fin de que el producto resultante cumpla con las especificaciones fijadas por la normativa aplicable en cada país, como es el caso del índice de octano, pero también otros parámetros como de emisiones al medioambiente, relativos a la estabilidad/seguridad del producto durante su transporte y/o almacenamiento, su comportamiento en las condiciones de funcionamiento del motor, etc.

Índices de cetanaje en motores Diesel:

Otra medida, tal vez menos conocida, para medir el efecto contrario, la facilidad con la que se inflama el combustible en los motores diesel, es el índice de cetano, que tiene al cetano como combustible de referencia. En este caso cuanta más facilidad para inflamarse, mejor es el combustible.

Enlaces externos:

Km 77 - Glosario: Octano
Km 77 - Lectura adicional sobre combustión y octanaje

¿Qué es Octanaje?

El nombre de nuestra revista Octanaje deriva de una característica distinta de la calidad de las gasolinas, por lo que e considera conveniente dar una breve explicación de este término.

¿Qué es el octanaje?

Octanaje o número de octano es una medida de la calidad y capacidad antidetonante de las gasolinas para evitar las detonaciones y explosiones en las máquinas de combustión interna, de tal manera que se libere o se produzca la máxima cantidad de energía útil.

¿Cómo se determina?

Para determinar la calidad antidetonante de una gasolina, se efectúan corridas de prueba en un motor, de donde se obtienen dos parámetros diferentes:

El Research Octane Number (Número de Octano de Investigación) que se representa como RON o simplemente R y que se determina efectuando una velocidad de 600 revoluciones por minuto (rpm) y a una temperatura de entrada de aire de 125°F (51.7°C)

El Motor Octane Number (Número de Octano del Motor) que se representa como MON o simplemente M y se obtiene mediante una corrida de prueba en una máquina operada a una velocidad de 900 revoluciones por minuto y con una temperatura de entrada de aire de 300°F (149°C).

Para propósitos de comercialización y distribución de las gasolinas, los productores determinan el octanaje comercial, como el promedio de los números de octano de investigación (RON) y el octano del motor (MON).

¿Cuál es la escala utilizada para medir el octanaje?

La calidad antidetonante de una gasolina se mide usando una escala arbitraria de número de octano. En esta escala, se dio a los hidrocarburos iso-octano (que es poco detonante) un índice de octano de 100; y al n-heptano (que es muy detonante), un índice de octano de cero.

La prueba de determinación del octanaje de una gasolina se efectúa en un motor especial de un sólo cilindro, aumentando progresivamente la comprensión hasta que se manifiesten las detonaciones. Posteriormente, se hace funcionar el motor sin variar la comprensión anterior, con una mezcla de iso-octano y una cantidad variable de n-heptano, que representará el octanaje o índice de octano de la gasolina para la cual se procedió a la prueba y que tiene, por lo tanto, el mismo funcionamiento antidetonante de la mezcla de hidrocarburos.

Así, por ejemplo, si una gasolina presenta propiedades antidetonantes similares a una mezcla de 95% de iso-octano y 5% de n-heptano, se dice que tiene un número de octano de 95.

¿Qué problemas se presentan al usar gasolinas de bajo número de octano?

Los principales problemas son la generación de detonaciones o explosiones en el interior de las máquinas de combustión interna, aparejado esto con un mal funcionamiento y bajo rendimiento del combustible, cuando el vehículo está en movimiento, aunado a una elevada emisión de contaminantes.

¿Qué se ha hecho para mejorar el octanaje de las gasolinas?

A nivel mundial, se han desarrollado varias tecnologías relacionadas entre sí para elevar el octanaje de las gasolinas, destacando las siguientes:

Aplicación de nuevas tecnologías de refinación, de reformado catalítico, isomerización y otros procesos, que permiten obtener gasolinas con elevados números de octano limpios, es decir, sin aditivos. Esto ha llevado a reducir en forma importante e inclusive a eliminar el tetra etilo de plomo, dando como resultado gasolinas de mejor calidad, que cumplen con los requerimientos de protección ecológica que se han establecido a nivel mundial.

Paralelamente, se han desarrollado nuevos aditivos oxigenados denominados ecológicos en sustitución el tetraetilo de plomo (que es altamente contaminante), tales como el Metil-Ter-Butil-Eter (MTBE), el Ter-Amil-Metil-Eter (TAME) y el Etil-Teer-Butil-Eter (ETBE), entre otros.

Estos aditivos oxigenados, se adicionan a las gasolinas para elevar su número de octano, proporcionando a la vez una mayor oxigenación, lo que incide directamente en una combustión más completa y en un mejor funcionamiento de los motores.

De estos aditivos oxigenados, los que han tenido un mayor uso a nivel mundial (incluso en nuestro país), han sido el MTBE y el TAME, debido a su alto valor de octano en la mezcla con gasolina, a su baja presión de vapor y sobre todo a su alta disponibilidad, al producirse en plantas integradas a las refinerías, donde son aprovechadas las materias primas de refinación requeridas para su elaboración (metanol, butanos, butilenos, isobutilenos e isoamileno), con las ventajas económicas que ello representa.

¿Cuál es el octanaje de las gasolinas Magna Sin y Nova que produce y comercializa Pemex Refinación?

Las gasolinas que elabora Pemex Refinación, cumplen actualmente con las normas ecológicas establecidas por las autoridades competentes, a fin de garantizar la calidad antidetonante y de funcionamiento, exigidas por los motores del parque vehicular tanto nacional como internacional. En este contexto, los números de octano son de 81 para la Nova (especificada para vehículos sin convertidor catalítico) y de 87 para la Magna Sin (para modelos adaptados con convertidor catalítico).

¿Cuáles son los números de octano o la calidad de las gasolinas elaboradas en otros países del mundo?

En los diferentes países del mundo se elaboran varias clases de gasolinas, dependiendo del nivel de tecnología utilizadas en sus refinerías, de la disponibilidad de recursos económicos destinados a la investigación y desarrollo tecnológico en materia de refinación y petroquímica, y de la inversión ejercida en la modernización de sus instalaciones, vinculados estos factores directa y estrechamente con la evolución de su industria automotriz.

Así, por ejemplo, en Estados Unidos se elaboran gasolinas con plomo y sin plomo clasificadas como Regular y Premium en cada categoría, cuyos números de octano son:

Regular Midgrade Premium
Gasolina sin plomo: 87 89 92
Gasolina con plomo: 85 No disponible

¿Qué hace Pemex para mejorar la calidad de los combustibles?

Petróleos Mexicanos, a través de Pemex Refinación, está trabajando en forma continua para optimar el nivel de operación de sus refinerías y para mejorar la calidad de las gasolinas que produce. Esto se manifiesta ofreciendo al mercado nacional combustibles con números de octano por encima de las normas ecológicas establecidas por las autoridades competentes, reduciendo el uso de tetraetilo de plomo en la gasolina Nova y eliminándolo de la gasolina Magna Sin, en cumplimiento con normas nacionales e internacionales.

Paralelamente, y de acuerdo con las tendencias mundiales, Pemex Refinación ha puesto en operación varias plantas para producir aditivos oxigenados MTBE y TAME y otras están en etapa de construcción, con lo que se continúa fortaleciendo la estructura productiva de gasolinas de alta calidad para el mercado nacional.

Octanaje o número de octano es una medida de la calidad ycapacidad antidetonante de las gasolinas para evitar lasdetonaciones y explosiones en las máquinas de combustión interna.

COMPOSICION DEL AIRE

Composición del Aire Puro:

De acuerdo con la altitud, composición, temperatura y otras características, la atmósfera que rodea a la Tierra y comprende las siguientes capas o regiones:

Troposfera:

Alcanza una altura media de 12 km. (es de 7km. En los polos y de 16km. En los trópicos) y en ella encontramos, junto con el aire, polvo, humo y vapor de agua, entre otros componentes.

Estratosfera:

Zona bastante mente fría que se extiende de los 12 a los 50km de altura; en su capa superior (entre los 20 y los 50km) contiene gran cantidad de ozono (O3), el cual es de enorme importancia para la vida en la tierra por que absorbe la mayor parte de los rayos ultravioleta del sol.

Mesosfera:

Zona que se sitúa entre los 50 y los 100km de altitud; su temperatura media es de 10 °C; en ella los meteoritos adquieren altas temperaturas y en su gran mayoría se volatilizan y consumen.

Ionosfera:

Empieza después de los 100km. Y va desapareciendo gradualmente hasta los 500km de altura. En esta región, constituida por oxígeno (02), la temperatura aumenta hasta los 1000°C; los rayos X y ultravioleta del Sol ionizan el aire enrarecido, produciendo átomos y moléculas cargados eléctricamente (que reciben el nombre de iones) y electrones libres.

Exosfera:

Comienza a 500km. de altura y extiende más allá de los 1000km; está formada por una capa de helio y otra de hidrogeno. Después de esa capa se halla una enorme banda de radiaciones (conocida como magnetosfera) que se extiende hasta unos 55000km de altura, aunque no constituye propiamente un estrato atmosférico.

El aire limpio y puro forma una capa de aproximadamente 500 000 millones de toneladas que rodea la Tierra, de las su composición es la siguiente:

DAMPER

El amortiguador de masa o mass dámper es un sistema de absorción de vibraciones que mejora la adherencia mecánica al asfalto en vehículos de competición.

Fue utilizado por la escudería Renault y otros equipos durante las temporadas 2005 y 2006 de Formula 1 hasta que fue prohibido su uso por la FIFA en agosto de 2006.

Este sistema se basa en el sistema de amortiguación de vibraciones que poseen los edificios de las zonas con mayor peligro de terremotos como pueda ser Japón.

COMBUSTION

La combustión es una reacción química en la que un elemento combustible se combina con otro comburente (generalmente oxigeno en forma de O2 gaseoso), desprendiendo calor y produciendo un oxido; la combustión es una reacción exotérmica que produce:

Calor al quemar

Luz al arder

Es la combinación rápida de un material con el oxigeno, acompañada de un gran desprendimiento de energía térmica y energía luminosa.

Aun quemándose, la materia no cambia su compostura química.

Los tipos más frecuentes de combustible son los materiales orgánicos que contienen carbono e hidrogeno. El producto de esas reacciones puede incluir monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), agua (H2O) y cenizas.

El proceso de destruir materiales por combustión se conoce como incineración.
Para iniciar la combustión de cualquier combustible, es necesario alcanzar una temperatura mínima, llamada ignición o de inflamación.

Existen dos tipos de combustión, la combustión incompleta y la completa:

La combustión incompleta, una combustión se considera una combustión incompleta cuando parte del combustible no reacciona completamente porque el oxígeno no es suficiente. Se reconoce por una llama amarillenta.

La combustión completa es cuando todo el carbono de la materia orgánica quemada se transforma en CO2. Se puede reconocer por la llama azul producida por la incineración del material.

Conceptos sobre combustión:

La reacción de combustión se basa en la reacción química exotérmica de una sustancia o mezcla de sustancias llamada combustible con el oxígeno. Es característica de esta reacción la formación de una llama, que es la masa gaseosa incandescente que emite luz y calor, que esta en contacto con la sustancia combustible.

La reacción de combustión puede llevarse a cabo directamente con el oxigeno o bien con una mezcla de sustancias que contengan oxígeno, llamada comburente, siendo el aire atmosférico el comburente mas habitual.

La reacción del combustible con el oxígeno origina sustancias gaseosas entre las cuales las más comunes son CO2 y H2O. Se denominan en forma genérica productos, humos o gases de combustión. Es importante destacar que el combustible solo reacciona con el oxigeno y no con el nitrógeno, el otro componente del aire. Por lo tanto el nitrógeno del aire pasará íntegramente a los productos de combustión sin reaccionar.

Entre las sustancias mas comunes que se pueden encontrar en los productos o humos de la reacción se encuentran:

CO2
H2O como vapor de agua
N2
O2
CO
H2
Carbono en forma de hollín
SO2

De acuerdo a como se produzcan las reacciones de combustión, estas pueden ser de distintos tipos:

Combustión completa:

Ocurre cuando las sustancias combustibles reaccionan hasta el máximo grado posible de oxidación. En este caso no habrá presencia de sustancias combustibles en los productos o humos de la reacción.

Combustión incompleta:

Se produce cuando no se alcanza el grado máximo de oxidación y hay presencia de sustancias combustibles en los gases o humos de la reacción.

Combustión estequiometria o teórica:

Es la combustión que se lleva a cabo con la cantidad mínima de aire para que no existan sustancias combustibles en los gases de reacción. En este tipo de combustión no hay presencia de oxigeno en los humos, debido a que este se ha empleado íntegramente en la reacción.

Combustión con exceso de aire:

Es la reacción que se produce con una cantidad de aire superior al mínimo necesario. Cuando se utiliza un exceso de aire, la combustión tiende a no producir sustancias combustibles en los gases de reacción. En este tipo de combustión es típica la presencia de oxigeno en los gases de combustión.

La razón por la cual se utiliza normalmente un exceso de aire es hacer reaccionar completamente el combustible disponible en el proceso.

Combustión con defecto de aire:

Es la reacción que se produce con una menor cantidad de aire que el mínimo necesario. En este tipo de reacción es característica la presencia de sustancias combustibles en los gases o humos de reacción.

EXPLOSION

Una explosión es la liberación de energía en un intervalo temporal ínfimo. De esta forma, la potencia de la explosión es proporcional al tiempo requerido. Los órdenes de magnitud rondan los gigawatts.

Los orígenes de las explosiones se suelen dividir en dos clases:

Físicos: mecánicos (choques de móviles), electromagnéticos (relámpagos) o neumáticos (presiones y gases).

Químicos: de reacciones de cinética rápida.

Una explosión causa ondas de presión en los alrededores donde se produce. Las explosiones se pueden categorizar como deflagraciones si las ondas son subsónicas y detonaciones si son supersónicas (ondas de choque). Estas velocidades deben considerarse respecto del medio de propagación (el explosivo).

El efecto destructivo de una explosión es precisamente por la potencia de la detonación que produce ondas de choque o diferencias de presión subyacentes de duración muy corta, extremadamente bruscas.

La bomba atómica, por ejemplo, además de producir calor intenso produce presiones elevadísimas que causan las destructivas ondas de choque.

CICLO DIESEL

El ciclo del motor diesel lento (en contraposición al ciclo rápido, más aproximado a la realidad) ideal de cuatro tiempos es una idealización del diagrama del indicador de un motor Diesel, en el que se omiten las fases de renovado de la masa y se asume que el fluido termodinámico que evoluciona es un gas perfecto, en general aire. Además, se acepta que todos los procesos son ideales y reversibles, y que se realizan sobre el mismo fluido. Aunque todo ello lleva a un modelo muy aproximado del comportamiento real del motor, permite al menos extraer una serie de conclusiones cualitativas con respecto a este tipo de motores.

Consta de las siguientes fases:

Compresión, proceso 1-2:

es un proceso de compresión adiabática reversible (isentrópica). Viene a simbolizar el proceso de compresión de la masa fresca en el motor real, en el que en el pistón, estando en el punto muerto inferior (PMI), empieza su carrera de ascenso, comprimiendo el aire contenido en el cilindro. Ello eleva el estado termodinámico del fluido, aumentando su presión, su temperatura y disminuyendo su volumen específico, en virtud delefecto adiabático. En la idealización, el proceso viene gobernado por la ecuación de la isentrópica , con k índice de politropicidad isentrópico.

Combustión, proceso 2-3:

en esta idealización, se simplifica por un proceso isóbaro. Sin embargo, la combustión Diesel es mucho más compleja: en el entorno del PMS (en general un poco antes de alcanzarlo debido a problemas relacionados con la inercia térmica de los fluidos), se inicia la inyección del combustible (en motores de automóviles, gasóleo, aunque basta con que el combustible sea lo suficientemente auto inflamable y poco volátil). El inyector pulveriza y perliza el combustible, que, en contacto con la atmósfera interior del cilindro, comienza a evaporarse. Como quiera que el combustible de un motor Diesel tiene que ser muy auto inflamable (gran poder detonante), ocurre que, mucho antes de que haya terminado la inyección de todo el combustible, las primeras gotas de combustible inyectado se auto inflaman y dan comienzo a una primera combustión caracterizada por ser muy turbulenta e imperfecta, al no haber tenido la mezcla de aire y combustible tiempo suficiente como para homogeneizarse. Esta etapa es muy rápida, y en el presente ciclo se obvia, pero no así en el llamado ciclo Diesel rápido, en el que se simboliza como una compresión isócora al final de la compresión. Posteriormente, se da, sobre la masa fresca que no ha sido quemada, una segunda combustión, llamada combustión por difusión, mucho más pausada y perfecta, que es la que aquí se simplifica por un proceso isóbaro. En esta combustión por difusión se suele quemar en torno al 80% de la masa fresca, de ahí que la etapa anterior se suela obviar. Sin embargo, también es cierto que la inmensa mayoría del trabajo de presión y de las pérdidas e irreversibilidades del ciclo se dan en la combustión inicial, por lo que omitirla sin más sólo conducirá a un modelo imperfecto del ciclo Diesel. Consecuencia de la combustión es el elevamiento súbito del estado termodinámico del fluido, en realidad debido a la energía química liberada en la combustión, y que en este modelo ha de interpretarse como un calor que el fluido termodinámico recibe, y a consecuencia del cual se expande en un proceso isóbaro reversible.

Expansión, proceso 3-4:

se simplifica por una expansión isentrópica del fluido termodinámico, hasta el volumen específico que se tenía al inicio de la compresión. En la realidad, la expansión se produce a consecuencia del elevado estado termodinámico de los gases tras la combustión, que empujan al pistón desde el PMS hacia el PMI, produciendo un trabajo. Nótese como, como en todo ciclo de motor de cuatro tiempos, sólo en esta carrera, en la de expansión, se produce un trabajo.

Última etapa, proceso 4-1:

esta etapa es un proceso isócoro desde la presión final de expansión hasta la presión inicial de compresión. En rigor, carece de cualquier significado físico, y simplemente se emplea ad hoc, para poder cerrar el ciclo ideal. Sin embargo, hay autores que no satisfechos con todas las idealizaciones realizadas, insisten en dar un significado físico a esta etapa, y la asocian el renovado de la carga, pues, razonan, es esto lo que se produce en las dos carreras que preceden a la compresión y siguen a la expansión: el escape de masa quemada y la admisión de masa fresca. No obstante, el escape es un proceso que requiere mucho más trabajo que el que implica este proceso (ninguno), y además ninguno de los dos procesos se da, ni por asomo, a volumen específico constante.

Es importante notar cómo, en el ciclo Diesel, no se deben confundir nunca los cuatro tiempos del motor con el ciclo termodinámico que lo idealiza, que sólo se refiere a dos de los tiempos: la carrera de compresión y la de expansión; el proceso de renovado de la carga cae fuera de los procesos del ciclo Diesel, y ni tan siquiera es un proceso termodinámico en el sentido estricto.

CICLO CARNOT

El ciclo de Carnot es un ciclo termodinámico ideal reversible entre dos fuentes de temperatura, en el cual el rendimiento es máximo. Fue estudiado por Sadi Carnot en su trabajo Reflections sur la puissance motrice de feu et sur les machines propres à developper cette puissance, de1824.

Una maquina térmica que realiza este ciclo se denomina maquina de carnot. Trabaja absorbiendo una cantidad de calor:

Y, como se verá adelante, es mayor que cualquier máquina que funcione cíclicamente entre las mismas fuentes de temperatura.

Como todos los procesos que tienen lugar en el ciclo ideal son reversibles, el ciclo puede invertirse. Entonces la máquina absorbe calor de la fuente fría y cede calor a la fuente caliente, teniendo que suministrar trabajo a la máquina. Si el objetivo de esta máquina es extraer calor de la fuente fría se denomina máquina frigorífica, y si es aportar calor a la fuente caliente bomba de calor.

Es un ciclo termodinámico ideal reversible entre dos fuentes de temperatura, en el cual el rendimiento es máximo.

Una máquina térmica que realiza este ciclo se denomina máquina de Carnot. Trabaja absorbiendo una cantidad de calor Q1 de la fuente de alta temperatura y cede un calor Q2 a la de baja temperatura produciendo un trabajo sobre el exterior. El rendimiento viene definido, como en todo ciclo, por si, lo que conduce al enunciado de Kelvin-Planck . El rendimiento de un motor de Carnot es el valor límite que teóricamente alcanzaría la máquina reversible, de forma que el rendimiento térmico de una maquina real es inferior a ese límite.

En un ciclo reversible de Carnot siempre se cumple, el trabajo neto W efectuado por el sistema durante el ciclo está representado por el área encerrada en la trayectoria a, b, c.d. La cantidad de energía calórica neta recibida por el sistema se obtiene por la diferencia entre Q2 y Q1. Como el estado inicial y final es el mismo, no hay cambio en la energía interna U del sistema. Por lo tanto, según la primera ley de termodinámica:

W = Q1 – Q2.

El ciclo de Carnot consta de cuatro etapas: dos procesos isotermos (a temperatura constante) y dos adiabáticos (aislados térmicamente)

1. Expansión isoterma: (proceso 1 → 2 en el diagrama) Se parte de una situación en que el gas se encuentra al mínimo volumen del ciclo y a temperatura T1 de la fuente caliente. En este estado se transfiere calor al cilindro desde la fuente de temperatura T1, haciendo que el gas se expanda. Al expandirse, el gas tiende a enfriarse, pero absorbe calor de T1 y mantiene su temperatura constante. Al tratarse de un gas ideal, al no cambiar la temperatura tampoco lo hace su energía interna, y despreciando los cambios en la energía potencial y la cinética, a partir de la 1ª ley de la termodinámica vemos que todo el calor transferido es convertido en trabajo:

2. Desde el punto de vista de la entropía, ésta aumenta en este proceso: por definición, una variación de entropía viene dada por el cociente entre el calor transferido y la temperatura de la fuente en un proceso reversible: Como el proceso es efectivamente reversible, la entropía aumentará

3. Expansión adiabática: (2 → 3) La expansión isoterma termina en un punto tal que el resto de la expansión pueda realizarse sin intercambio de calor. A partir de aquí el sistema se aísla térmicamente, con lo que no hay transferencia de calor con el exterior. Esta expansión adiabática hace que el gas se enfríe hasta alcanzar exactamente la temperatura T2 en el momento en que el gas alcanza su volumen máximo. Al enfriarse disminuye su energía interna, con lo que utilizando un razonamiento análogo al anterior proceso:
Esta vez, al no haber transferencia de calor, la entropía se mantiene constante:

4. Compresión isoterma: (3 → 4) Se pone en contacto con el sistema la fuente de calor de temperatura T2 y el gas comienza a comprimirse, pero no aumenta su temperatura porque va cediendo calor a la fuente fría. Al no cambiar la temperatura tampoco lo hace la energía interna, y la cesión de calor implica que hay que hacer un trabajo sobre el sistema:
Al ser el calor negativo, la entropía disminuye:

5. Compresión adiabática: (4 → 1) Aislado térmicamente, el sistema evoluciona comprimiéndose y aumentando su temperatura hasta el estado inicial. La energía interna aumenta y el calor es nulo, habiendo que comunicar un trabajo al sistema:
Al ser un proceso adiabático, no hay transferencia de calor, por lo tanto la entropía no varía:

· El ciclo completo:
• Variación de energía interna

En un proceso cíclico reversible la variación de energía interna es cero
• Trabajo

Los trabajos en las transformaciones adiabáticas son iguales y opuestos. A partir de las ecuaciones de las dos adiabáticas, la relación entre los volúmenes de los vértices es, lo que nos conduce a la expresión final para el trabajo.

• Calor En la isoterma T1 se absorbe calor Q>0 ya que vB>vA de modo que En la isoterma T2 se cede calor Q<0>

• Rendimiento del ciclo Se define rendimiento como el cociente entre el trabajo realizado y el calor absorbido

CICLO RANKINE

El Ciclo de Rankine es un ciclo termodinámico en el que se relaciona el consumo de calor con la producción de trabajo. Como otros ciclos termodinámicos, la máxima eficiencia termodinámica es dada por el cálculo de máxima eficiencia delciclo de carnot. Debe su nombre a su desarrollador, el físico y filósofo escoses William John Rankine.

El ciclo Rankine es un ciclo de planta de fuerza que opera con vapor. Este es producido en una caldera a alta presión para luego ser llevado a una turbina donde produce energía cinética, donde perderá presión. Su camino continúa al seguir hacia un condensador donde lo que queda de vapor pasa a estado líquido para poder entrar a una bomba que le subirá la presión para nuevamente poder ingresarlo a la caldera. Existen algunas mejoras al ciclo, como por ejemplo agregar sobre calentadores a la salida de la caldera que permitan obtener vapor sobrecalentado para que entre a la turbina y aumentar así el rendimiento del ciclo.

El diagrama T-S de un ciclo de Rankine, mostrando el proceso no-ideal. Existen cuatro procesos distintos en el desarrollo del ciclo, los cuales van cambiando el estado del fluido. Estos estados quedan definidos por los números del 1 al 4 en el diagrama T-s. Los procesos que tenemos son los siguientes (suponiendo ciclo ideal con procesos internamente reversibles):

• Proceso 1-2: Expansión isoentrópica del fluido de trabajo en la turbina desde la presión de la caldera hasta la presión del condensador.

• Proceso 2-3: Transmisión de calor desde el fluido de trabajo al refrigerante a presión constante en el condensador hasta el estado de líquido saturado.

• Proceso 3-4: Compresión isoentrópica en la bomba. En él se aumenta la presión del fluido mediante un compresor o bomba, al que se le aporta un determinado trabajo.

• Proceso 4-1: Transmisión de calor hacia el fluido de trabajo a presión constante en la caldera. En la realidad, los procesos no son internamente reversibles, pues tenemos distintas irreversibilidades y pérdidas, lo que se refleja en que los procesos 1-2 y 3-4 no son isoentrópicos.

Aumentar la eficiencia del Ciclo Rankine La idea para mejorar un ciclo Rankine es aumentar la temperatura promedio a la cual el calor se añade en la caldera o disminuir la temperatura promedio a la cual el calor se rechaza en el condensador. Estas ideas se pueden reflejar en:

1. Reducción de la presión del condensador: En este procedimiento se disminuye automáticamente la temperatura del condensador otorgando un mayo trabajo a la turbina, una disminución del calor rechazado. La desventaja es que la humedad del vapor empieza a aumentar ocasionando erosión en los alabes de la turbina.

2. Aumentar la presión de la caldera para una temperatura fija: Al aumentar la presión aumenta la temperatura a la cual se añade calor aumentando el rendimiento de la turbina por ende la del ciclo. La desventaja es la humedad excesiva que aparece.

3. Sobrecalentar la temperatura de entrada de la turbina: se procede a recalentar el vapor a altas temperaturas para obtener un mayo trabajo de la turbina, tiene como ventaja que la humedad disminuye. Este aumento de la temperatura esta limitado por las materiales a soportar altas temperaturas.

CICLO RANKINE CON RECALENTAMIENTO:

Ciclo Rankine regenerativo:
En esta variación se introduce un nuevo elemento al ciclo, un calentador abierto. Este elemento consiste en un intercambiador de calor por contacto directo en el cual se mezclan dos corrientes de agua para dar una corriente de temperatura intermedia. De las dos corrientes que entran al calentador una proviene de una extracción de vapor de la turbina y la otra del condensador (sufre la expansión total). Como las presiones en el calentador han de ser iguales, se añade una bomba después del condensador para igualar la presión de la parte del vapor que ha sufrido la expansión completa a la de la extracción. En esta variación del ciclo de Rankine, encontramos ventajas respecto al ciclo simple como un aumento del rendimiento y una reducción del aporte de calor a la caldera. Pero por otro lado también encontraremos inconvenientes como una reducción de la potencia de la turbina y un aumento de la complejidad de la instalación, ya que añadiremos a la instalación una bomba más y un mezclador de flujos.

CICLO OTTO

El ciclo Otto es el ciclo termodinámico ideal que se aplica en los motores de combustión interna. Se caracteriza porque todo el calor se aporta a volumen constante.

El ciclo consta de cuatro procesos:

1-2: compresión isoentrópica

2-3: admisión, aporte de calor a volumen constante. La presión se eleva rápidamente antes de comenzar el tiempo útil

3-4: fuerza, adiabática o parte del ciclo que entrega trabajo

4-1: Escape, cesión del calor residual al ambiente a volumen constante

Hay dos tipos de motores que se rigen por el ciclo de Otto, los motores de dos tiempos y los motores de cuatro tiempos. Este, junto con el motor diesel, es el más utilizado en los automóviles ya que tiene un buen rendimiento y contamina mucho menos que el motor de dos tiempos.

Ciclos del motor:

(Admisión - Compresión). Cuando el pistón alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior) empieza a desplazarse hasta el PMS (Punto Muerto Superior), creando una diferencia de presión que aspira la mezcla de aire y gasolina por la lumbrera de admisión. Cuando el pistón tapa la lumbrera, deja de entrar mezcla, y durante el resto del recorrido el pistón la comprime.

(Expansión - Escape de Gases). Una vez que el pistón ha alcanzado el PMS y la mezcla está comprimida, se la enciende por una chispa entre los dos electrodos de la bujía, liberando energía y alcanzando altas presiones y temperaturas en el cilindro.

El pistón se desplaza hacia abajo, realizando trabajo hasta que se descubre la lumbrera de escape. Al estar a altas presiones, los gases quemados salen por ese orificio.

El rendimiento de este motor es inferior respecto al motor de 4 tiempos, ya que tiene un rendimiento volumétrico menor y el escape de gases es menos eficaz. También son más contaminantes. Por otro lado, suelen dar más potencia para la misma cilindrada, ya que este hace una explosión en cada revolución, mientras el motor de 4 tiempos hace una explosión por cada 2 revoluciones, y cuenta con más partes móviles.

Éste tipo de motores se utilizan mayoritariamente en motores de poca cilindrada (motocicletas, cortacésped, moto sierras, etc.), ya que es más barato y sencillo de construir.

Ciclo de cuatro tiempos:

Durante la primera fase el pistón se desplaza hasta el PMI y la válvula de admisión permanece abierta, permitiendo que se aspire la mezcla de combustible y aire hacia dentro del cilindro.

Durante la segunda fase las válvulas permanecen cerradas y el pistón se mueve hacia el PMS, comprimiendo la mezcla de aire y combustible. Cuando el pistón llega al final de esta fase, la bujía se activa y enciende la mezcla.

Durante la tercera fase se produce la combustión de la mezcla, liberando energía que provoca la expansión de los gases y el movimiento del pistón hacia el PMI. Se produce la transformación de la energía química contenida en el combustible en energía mecánica trasmitida al pistón. El la trasmite a la biela, y la biela la trasmite alcigüeñal, de donde se toma para su utilización.

En la cuarta fase se abre la válvula de escape y el pistón se mueve hacia el PMS, expulsando los gases producidos durante la combustión y quedando preparado para empezar un nuevo ciclo.
Para mejorar el llenado del cilindro, también se utilizan sistemas de sobrealimentación. Una de las formas llegar a una sobre alimentación bien "equilibrada" (ya que la mezcla de nafta y aire tiene que ser justa para una buena combustión) es poniendo un filtro de aire de admisión directa que hace que no haya excedentes de nafta en la cámara de compresión ya que los filtros convencionales frenan mucho el aire.

Eficiencia:

La eficiencia de los motores Otto modernos se ve limitada por varios factores, entre otros, la pérdida de energía por la fricción y la refrigeración.

En general, la eficiencia de un motor de este tipo depende de la relación de comprensión, proporción entre los volúmenes máximo y mínimo de la cámara de combustión. Esta proporción suele ser de 8 a 1 o 10 a 1 en la mayoría de los motores Otto modernos.

Se pueden utilizar proporciones mayores, como de 12 a 1, aumentando así la eficiencia del motor, pero este diseño requiere la utilización de combustibles de alto índice octano. Una relación de compresión baja requiere un octanaje bajo para hacer que el combustible alcance su punto de ignición. De la misma manera, una compresión alta requiere un combustible de octanaje alto para evitar los efectos de detonación del combustible, es decir, que se produzca un auto ignición del combustible antes de producirse la chispa en la bujía.

La eficiencia media de un buen motor Otto es de un 25 a un 30%, inferior al rendimiento alcanzado con motores diesel, que llegan a rendimientos del 30 al 45%. En el ciclo Otto los motores trabajan en un rango de presiones de 5 a 10 bares, una relación de compresión de 7 a 10, donde el exceso de aire lamba, toma valores de 0,9 a 1,1.

Invención del motor de combustión interna:

El primer inventor, hacia 1862, fue el francés Alphonse Beau de Rochas. El segundo, hacia1875, fue el alemán doctor Nikolaus August Oto. Como ninguno de ellos sabía de la patente del otro hasta que se fabricaron motores en ambos países, hubo un pleito. De Rochas ganó cierta suma de dinero, pero Otto se quedó con la fama: el principio termodinámico del motor de cuatro tiempos se llama aún ciclo de Otto.

Nikolaus August Otto: en 1866 el especialista en maquinaria y empresario alemán Nikolaus August Otto (1832-1891) construyó, junto con su compatriota Eugen Langen, un motor de gas que poco después dio origen al motor de combustión interna de cuatro tiempos. Otto desarrolló esta máquina, que después llevaría su nombre (motor cíclico Otto), en versiones de cuatro y dos tiempos.

MEDIDA NOMINAL

El nivel de medida de una variable en matemáticas y estadísticas es una clasificación acordada con el fin de describir la naturaleza de la información contenida dentro de los números asignados a los objetos y, por lo tanto, dentro de una variable. Según la teoría de las escalas de medida, varias operaciones matemáticas diferentes son posibles dependiendo del nivel en el cual la variable se mide.

Niveles de clasificación:

En la estadística descriptiva y con el fin de realizar pruebas de significancia, las variables se clasifican de la siguiente manera de acuerdo con su nivel de medida:

Nominal (también categórica o discreta)
Ordinal
De intervalo (continua)
Racional (continua)
Las variables de intervalo y de razón también están agrupadas como variables continuas

Medidas nominales:

En este tipo de medidas, se asignan nombres o etiquetas a los objetos. La asignación se lleva a cabo evaluando, de acuerdo con un procedimiento, la similaridad de la instancia a ser medida con cada conjunto de ejemplares nominados o definiciones de categorías. El nombre de la mayoría de los ejemplares nominados o definiciones es el “valor” asignado a la medida nominal de la instancia dada. Si dos instancias tienen el mismo nombre asociado a ellas, entonces pertenecen a la misma categoría, y ese es el único significado que las medidas nominales tienen.

Medida ordinal:

En esta clasificación, los números asignados a los objetos representan el orden o rango de las entidades medidas. Los números se denominan ordinales, las variables se denominan ordinales o variables de rango. Se pueden hacer comparaciones como “mayor que”, “menor que”, además de las comparaciones de igualdad o diferencia. Las operaciones aritméticas como la sustracción a la adición no tienen sentido en este tipo de variables

Medida de intervalo:

En este tipo de medida, los números asignados a los objetos tienen todas las características de las medidas ordinales, y además las diferencias entre medidas representan intervalos equivalentes. Esto es, las diferencias entre una par arbitrario de medidas puede compararse de manera significativa. Por lo tanto, operaciones tales como la adición, la sustracción tienen significado. El punto cero de la escala es arbitrario y se pueden usar valores negativos. Las diferencias se pueden expresar como razones. Las medidas de tendencia central pueden representarse mediante la moda, la mediana al promedio aritmético. EL promedio proporciona más información

Medida racional:

Los números asignados a los objetos tienen todas las características de las medidas de intervalo y además tienen razones significativas entre pares arbitrarios de números. Operaciones tales como la multiplicación y la división tienen significado.

La posición del cero no es arbitraria para este tipo de medida. Las variables para este nivel de medida se llaman variables racionales. La mayoría de las cantidades físicas, tales como la más, longitud, energía, se miden en la escala racional, así como también la temperatura (en kélvines) relativa al cero absoluto. Las medidas de tendencia central de una variable medida a nivel racional pueden representarse por la moda, la mediana, el promedio aritmético o su promedio geométrico. Lo mismo que con la escala de intervalos, el promedio aritmético proporciona la mayor información.

HOLGURA

Se denomina holgura a la diferencia que existe entre las dimensiones de dos piezas en el lugar donde se acoplan. Por ejemplo un cojinete en su soporte, una polea en su eje, etc. Según sea el tipo de acoplamiento que se produzca la holgura puede ser holgada, ajustada de deslizamiento suave o forzado.

La holgura está regulada por las tolerancias máximas y mínimas que se establecen en las dimensiones de las piezas que se acoplan para mantener la intercambiabilidad de las mismas.

MICROMETRO

El micrómetro (del griego micros, pequeño, y metrón, medición), también llamado Tornillo de Palmer, es un instrumento de medición cuyo funcionamiento está basado en el tornillo micrométrico y que sirve para medir las dimensiones de un objeto con alta precisión, del orden de centésimas de milímetros (0,01 mm) y de milésimas de milímetros (0,001 mm) (micra).

Para ello cuenta con 2 puntas que se aproximan entre sí mediante un tornillo de rosca fina, el cual tiene grabado en su contorno una escala. La escala puede incluir un nonio. La máxima longitud de medida del micrómetro de exteriores normalmente es de 25 mm aunque existen también los de de 0 a 30, por lo que es necesario disponer de un micrómetro para cada campo de medidas que se quieran tomar (0-25 mm), (25-50 mm), (50-75 mm), etc.

Frecuentemente el micrómetro también incluye una manera de limitar la torsión máxima del tornillo, dado que la rosca muy fina hace difícil notar fuerzas capaces de causar deterioro de precisión del instrumento.

FACTORES DE MEDIDA

YARDA: 0.9144 metros

Es la unidad de longitud básica en los sistemas de medida utilizados en estados unidos y reino unido, equivale a: 0.9144 metros.

LONGITUD:
Es la magnitud con que se mide la distancia entre dos puntos.

PRESION:
Es una magnitud física que mide la fuerza por unidad de superficie y sirve para caracterizar como se aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie.

TEMPERATURA:
Es una magnitud referida a las nociones comunes de calor y frio por lo general un objeto mas caliente tendrá una temperatura mayor físicamente es una (energía). Magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema.

PESO:
En física es la medida de la fuerza que ejerce la gravedad sobre la masa de un cuerpo normalmente se considera respecto a la fuerza de la gravedad terrestre.

VOLUMEN (en física)
Es una magnitud definida como el espacio ocupado por un cuerpo.

TIEMPO:
Es la magnitud física que mide la duración o separación de acontecimientos sujetos a cambios de los sistemas sujetos a observaciones.

VELOCIDAD:
Es la magnitud física que expresa la variación de posición de un objeto en función del tiempo, o la distancia recorrida por el objeto por unidad de tiempo.

MASA:
Es la magnitud que cuantifica la cantidad de materia de un cuerpo, la unidad de masa en el sistema internacional de unidades es el kilogramo. Es una unidad escalar y no debe confundirse con el peso.

METROLOGIA:

Es la ciencia de la medida tiene por objeto el estudio de los sistemas de medida en cualquier campo de la ciencia.

Tiene dos características muy importantes:

· Resultado de la medición
· Incertidumbre de medida

MEDIR:
Es la determinación de la proporción entre la dimensión o suceso de un objeto y una determinada unidad de medidas, la dimensión del objeto y la unidad deben ser de la misma magnitud.

METRO:
Es la unidad de longitud del sistema internacional de unidades se define como la longitud del trayecto recorrido en el vacio por la luz durante un tiempo de 1/299792458 de segundo (unidad tiempo aproximado 3.34 ns)

PULGADA:
Es una unidad de longitud antropométrica que equivalía a la longitud de un pulgar y mas específicamente a su primera falange, una pulgada equivale a 25.4 milímetros.

MILLA:
Es una unidad de longitud que no forma parte del sistema métrico decimal y la milla equivale a 1.609344 kilómetros.

PIE:
Es una unidad de longitud de origen natural (basado en el pie humano), actualmente ha sido sustituido en casi todo el mundo por las unidades del sistema internacional.

CENTIMETRO:
Es el segundo submúltiplo del metro y equivale a la centésima parte de el (1 centímetro= 0.01 metro = 10-2 metros.

MILIMETRO:
Es el tercer submúltiplo del metro y equivale a la milésima parte de el (1milimetro =10-3 metros)

DECIMETRO:
Es el primer submúltiplo del metro y equivale a la decima parte de el. (1 decímetro = 0,1 metros =10-1 metros.

KILOMETRO:
Es el tercer submúltiplo del metro y su equivalencia es en el S.I.

· 1000.000 milímetros
· 10.000 centímetros
· 1000 decímetros
· 1000 metros
· 100 decámetros
· 10 hectómetros

TOLERANCIA MECANICA:
Se aplica a la fabricación de piezas en serie dada una magnitud significativa y cuantificable propia de un producto industrial (sea alguna de sus dimensiones, resistencia, peso o cualquier otra).

El margen de tolerancia es el intervalo de valores en el que debe encontrarse dicha magnitud para que se acepte como valida lo que determina la aceptación o el rechazo de los componentes fabricados, cuanto menor sea el margen de tolerancia la pieza será mas difícil de producir y por lo tanto mas costosa.

CALIBRADOR PIE DE REY

PARTES:

1. Mordazas para medidas externas

2. Orejetas para medidas internas

3. Aguja para medida de profundidades
4. Escala principal con divisiones en milímetros y centímetros

5. Escala secundaria con divisiones en pulgadas y fracciones de pulgada

6. Nonio para la lectura de las fracciones de milímetros en que esta dividido

7. Nonio para la lectura de las fracciones de pulgada en que esta dividido

8. Botón de deslizamiento y freno.

Permite la lectura precisa de una regla calibrada. Fue inventada en 1963 por el matemático francés Pierre Vernier (1580 – 1637), es una herramienta de precisión de todo tipo. Con el pie de rey puedes medir exteriores, interiores y profundidades, la escala es la misma para todas. Es un instrumento para medir con precisión dimensiones de objetos relativamente pequeños desde centímetros hasta fracciones de milímetro: (1/10 de milímetro), (1/20 de milímetro) y (1/50 de milímetro).

Consta de una regla fija con una escuadra es un extremo sobre la cual desliza otra regla móvil destinada a indicar la medida en una escala, permite apreciar longitudes de (1/10, 1/20, 1/50 de milímetros), utilizando el nonio.

SISTEMA INGLES

Es el conjunto de las unidades no métricas que se utilizan actualmente.

UNIDADES DE LONGITUD:

· 1 mil = 25.4 micrómetros
· 1 pulgada = 2.54 centímetros
· 1 pie = 30.48 centímetros
· 1 yarda = 91.44 centímetros
· 1 milla = 1.609347 kilómetros
· 1 braza = 1.8288 metros

UNIDADES DE SUPERFICIE:

· 1 pulgada cuadrada = 6.4516 centímetros cuadrados
· 1 pie cuadrado = 929.0304 centímetros cuadrados
· 1 yarda cuadrada = 0.83612736 metros cuadrados
· 1 milla cuadrada = 2.589988110336 kilómetros cuadrados

UNIDADES DE VOLUMEN (volumen sólidos):

· 1 pulgada cubica = 16.387064 centímetros cúbicos
· 1 pie cubico = 28.316846592 decímetros cúbicos
· 1 yarda cubica = 764.554857984 decímetros cúbicos
· 1 milla cubica = 4.1681818254406 kilómetros cúbicos

VOLUMEN EN ARIDOS:

· 1 cuarto = 1.10122094272 litros
· 1 galón = 4.40488377086 litros

VOLUMEN EN LIQUIDOS:

· 1 onza liquida = 29.5735295625 mililitros
· 1 cuarto = 946.352946 mililitros
· 1 galón = 3.785411784 litros
· 1 barril = 158.987294928 litros

SISTEMA METRICO DECIMAL

Es un sistema de unidades basado en el metro en el cual los múltiplos y submúltiplos de una cantidad de medida están relacionados entre si por múltiplos o submúltiplos de diez.
Fue implantado por la primera conferencia general de pesos y medidas (parís 1889) con el que se pretendía buscar un sistema único para todo el mundo y facilitar el intercambio como unidad de medida de longitud se adopto el metro, definido como la diezmillonésima parte del cuadrante del meridiano terrestre cuyo patrón se produjo en una barra de platino iridiado.

· Como medida de capacidad se adopto el litro, equivalente al decímetro cubico.

· Como medida de masa se adopto el kilogramo definido a partir de la masa de un litro de agua pura y materializada en un kilogramo patrón.

Se adoptaron:

· múltiplos (deca= 10) (hecto=100) (kilo=1000) (miria=10000)

· submúltiplos (deci= 0.1) (centi=0.01) (mili=0.001)

SISTEMA INTERNACIONAL DE MEDIDAS

Fue creado en 1960 por la conferencia general de pesos y medidas que inicialmente definió seis unidades físicas básicas. En 1971 se añadió la séptima unidad física, el mol.

La gran ventaja del sistema internacional es que sus unidades en fenómenos físicos fundamentales, la única excepción es la unidad de la magnitud mas el kilogramo que esta definido como la masa del prototipo internacional del kilogramo.

Las unidades del S.I. son la referencia internacional de las indicaciones de los instrumentos de medida y a las que están referidas a través de una cadena interrumpida de calibraciones y comparaciones, y esto permite alcanzar la equivalencia de las medidas realizadas por instrumentos similares, utilizados y calibrados en lugares apartados y por ende asegurar sin la necesidad de ensayos y mediciones duplicadas.

E l S.I.de unidades consta de siete unidades básicas, (son las unidades utilizadas para expresar las magnitudes físicas definidas como básicas, a partir de las cuáles se definen las demás.

L as unidades básicas tienen múltiplos y submúltiplos que se expresan mediante prefijos, así por ejemplo: la expresión “kilo” indica mil por lo tanto, un kilometro son mil metros del mismo modo que “mili” indica milésima y por ejemplo un metro A es igual a 0,001A.

NOTA SOBRE KILOGRAMO:

Es la única unidad básica con un prefijo multiplicativo.

DEFINICIONES DE LAS UNIDADES BASICAS.

KELVIN:(K) unidad de temperatura termodinámica.

Un kelvin es la temperatura termodinámica correspondiente a la fracción 1/271.16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.

SEGUNDO: (S) unidad de tiempo.
El segundo es la duración de 9192631770 periodos de la radiación correspondiente ala transición entre los dos niveles hiperdefinidos del estado fundamental del átomo de cesio 133.

METRO:(m) unidad de longitud.
Un metro es la longitud de trayecto recorrido en el vacio por la luz durante un tiempo de 1/299792458 de segundo.

KILOGRAMO:(Kg) unidad de masa.
Un kilogramo es una masa igual a la almacenada en un prototipo.

AMPERIO:(A) unidad de intensidad de corriente eléctrica.
Un amperio es la intensidad de una corriente constante que manteniéndose en dos conductores Paralelos, rectilíneos de longitud infinita de sección circular.

MOL:(mol) unidad de cantidad de sustancia.
Un mol es la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0.012 kilogramos de carbono 12.

CANDELA:(Cd) unidad de intensidad luminosa.
Una candela es la intensidad luminosa en una dirección dada de una fuente que emite una radiación monocromática.

NOMBRE Y FORMULA.

HERCIO: (Hz) unidad de frecuencia.
Un hercio es un ciclo por cada segundo.
Hz= 1 segundo

NEWTON:(N) unidad de fuerza.
Un newton es la fuerza necesaria para proporcionar una aceleración de 1m/seg2 a un objeto cuya masa es de 1 kilogramo.
N= m.kg/seg2

JULIO:(J) unidad de energía, trabajo y calor.
Un julio es el trabajo producido por una fuerza de un newton cuyo punto de aplicación se desplaza 1 metro en la dirección de la fuerza, en términos eléctricos, un julio es el trabajo realizado por una diferencia de potencial de un voltio y con una intensidad de 1 amperio durante un tiempo de 1 segundo.
J= N.m = Kg.m2/seg2

VATIO:(W) unidad de potencia.
Un vatio es la potencia que da lugar a una producción de energía igual a un julio por segundo, en términos eléctricos un vatio es la potencia producida por una diferencia potencial de un voltio y una corriente eléctrica de un amperio.
W= J/seg = V.A = m2.Kg /seg3

VOLTIO:(V) unidad de potencial eléctrico y fuerza electromotriz.
La diferencia de potencial a lo largo de un conductor cuando una corriente con una intensidad de 1 amperio utiliza 1 vatio de potencia.
V= J/C = m2.Kg /seg3.A

GRADOS CELSIUS (°C) unidad de temperatura termodinámica.
La magnitud de un grado Celsius (1 °c) es igual a la de 1 kelvin.
t/°C = T/K – 273.15 donde T es la temperatura de un grado Celsius y T en kélvines.

UNIDAD DE AREA: es el área equivalente a la de un cuadrado de 1 metro de lado (m2)

UNIDAD DE VOLUMEN: es el volumen equivalente al de un cubo de 1 metro (m3)

UNIDAD DE VELOCIDAD Y RAPIDEZ: un metro por segundo es la velocidad de un cuerpo que con movimiento uniforme, recorre una longitud de 1 metro en un segundo. (m/seg)

UNIDAD DE ACELERACION: es el aumento de velocidad regular que sufre un objeto equivalente a 1 metro por segundo cada segundo. (m/seg2)

UNIDAD DE VELOCIDAD ANGULAR: la velocidad de un cuerpo que con una rotación uniforme alrededor de un eje fijo, gira en un segundo, un radian. (Rad/seg = 1/seg)

UNIDAD DE ACELERACION ANGULAR: es la aceleración angular de un cuerpo animado de una rotación uniforman te variada alrededor de un eje fijo, cuya velocidad angular varia un radian por segundo, en 1 segundo. (Rad/seg2 = 1/ seg2)