Los nuevos materiales y el uso eficiente de la energía en los procesos de producción para la resolución de problemas.

La vanguardia en el uso de materiales reside. en la nanotecnología; es el nombre genérico de la ciencia dedicada al control y la manipulación de la materia a una escala menor que un micrómetro; es decía, a nivel de átomos y moléculas. En el ambiente la informática, destaca el desarollo de los nanotubos de carbono, estructuras que tienen el tamaño de un nanómetro. Los nanotubos son de importancia para la informática porque presentan un amplio margen de comportamiento en relación con la electricidad , pues dependiendo de las condiciones a la que se sometan, puedan comportarse como semiconductor o como superconductor eléctrico.

Los materiales y el uso de energía en el cuidado del ambiente

De acuerdo con la Agencia Ambiental de Estados Unidos (EPA), en la fabricación de las computadoras se utilizan los sig, materiales:

• Metales ferrosos (acero, latón, níquel), 27%
• Metales no ferrosos (cobre, aluminio, plomo), 25.5%
• Plásticos, 24.5%
• Vidrio (monitores, LCD), 12%
• Metales preciosos (oro, platino, plata), 1-3%
• Otros, 4%
• Componentes peligrosos (ácidos de pilas), 3%

Aquí un video sobre el cuidado del ambiente en cuestión a la energía: 

Libro: Tecnologías de la información y la comunicación: Informática 1 - Luis Antonio Magaña Pineda

Los materiales y la energía en la resolución de problemas técnicos y el trabajo por proyectos en los procesos productivos.

Todo proceso productivo tiene su punto de partida en un proyección, es decir, en un procedimiento creativo, ordenado y sistemático que proporciona una idea clara de como debe ser; y requiere de la experiencia, destrezas y capacidad de análisis de los ejecutores para comprender las características, el funcionamiento y la finalidad del procedimiento a realizar.
   Los pasos a seguir son los siguientes:

•  Definir claramente y por escrito el objetivo
• Diagramar tanto el producto como el proceso de producción, utilizando los diagramas que ya conoces:

1. De actividad
   
2. De secuencia
   
3. De colaboración
   

• Identificar todas y cada una de las tareas que deben realizarse
• Delimitar el tiempo en que deber ser concluida cada tarea
• El proceso de producción debe ser medible
• Designar puntos de control a lo largo del proceso
• Nombrar un solo responsable por cada tarea
• Establecer el presupuesto global necesario para iniciar
• Identificar los requerimientos materiales y los proveedores
• Anticipar los puntos débiles, las posibles fallas y establecer una gama de soluciones posibles
• El plan debe revisarse periódicamente y ser comparado con el avance real
• Contexto ambiental

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Prevención del impacto ambiental derivado del uso de la energía

Más del 90% de la energía mundial se produce a partir del carbón, el petroleo y el gas natural, las tres fuentes de energía que están a punto de agotarse y cuya combustión libera cantidades exorbitantes de dióxido de carbono al medio ambiente, agudizando con ello el efecto invernadero y, por consiguiente, el calentamiento global.

Los problemas generados en la Naturaleza derivados del uso de la energía.

Todos los conversores para extraer la energía de las fuentes producen un impacto ambiental. Por ejemplo: la energía geotérmica puede ser muy nociva si se arrastran metales pesados y gases con efecto invernadero a la superficie. La eólica produce un impacto visual en el paisaje y puede ser una trampa para aves. La hidráulica provoca pérdida de la biodiversidad, genera metano por la materia vegetal no retirada e inunda zonas con patrimonio cultural o paisajístico. La energía solar se encuentra entre las menos agresivas, salvo el debate generado por la electricidad fotovoltaica. La mareomotriz se ha discontinuado por los altísimos costos iniciales y el impacto ambiental que suponen, y la biomasa produce contaminación durante la combustión por emisión de dióxido de carbono, pero es reabsorbida por el crecimiento de las plantas cultivadas; por ello disminuye la cantidad de estas tierras disponibles para el consumo humano y para la ganadería, con peligro de incrementar el costo de los alimentos y la producción de monocultivos.

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Funciones de la energía en los procesos técnicos y su transformación

La función básica de la energía en los procesos radica en su capacidad para llevar a cabo un trabajo, desde mover un transporte motorizado hasta enfriar alimentos en un refrigerador.

   Cada vez que la energía se convierte de eléctrica a cinética, térmica o radiante, se genera una pérdida de energía. La energía no se crea ni se destruye; sin embargo, si se degrada porque al funcionar los motores, una parte de ella se disipa en el calor y otra se pierde por fricción en la transferencia, al pasar de un engrane a otro. Los diferentes métodos de transformación de energía permiten cambiar la de un a sola fuente en otros tipos, sin necesidad de tener distintas fuentes. 

Por ejemplo, un motor transforma energía química en cinética; al encender un monitor, la eléctrica se transforma en luminosa.

La energía y su transformación en el procesamiento de la información

La energía eléctrica se transforma en información dentro del microprocesador. Una de sus características fundamentales es la velocidad con la que traduce las instrucciones de lenguaje Binario a la acción concreta que se espera del programa que se ejecuta; escribir palabras en un procesador de texto, resolver una operación numérica en la hoja de calculo, crear una forma geométrica en un programa de dibujo, reproducir un vídeo, etc.

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Energía

Fuentes y tipos de energía y su transformación

Según el contexto en que se utiliza, la palabra energía puede significar eficacia, poder o virtud para obrar. En física es la capacidad para realizar un trabajo y generar movimiento.

Las fuentes y tipos de energía y sus características

La cantidad de energía que contienen los cuerpos se mide por el trabajo que son capaces de realizar. La Ley de la Conservación de la Energía, enunciada por Rudolf Clausius en 1850, nos indica que "la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma: pasa de un cuerpo a otro y en el proceso genera calor".

    Por la forma en que se manifiesta, se distinguen diferentes tipos de energía:

• Mecánica: es aquella que se debe a la posición y al movimiento de un cuerpo; constituye la suma de las energías potencial, cinética y elástica de un cuerpo en movimiento.
  
• Cinética: es la que posee un cuerpo en razón de su movimiento. Está definida como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa dada, desde el reposo hasta la velocidad que posee.
  
• Eléctrica: se debe al movimiento de las partículas cargadas eléctricamente en el interior de los materiales conductores de la electricidad. Se transforma en energía luminosa o luz, mecánica y térmica.
  
• Potencial: la que posee un cuerpo por hallarse en un campo de fuerza; por ejemplo, la gravedad. Es la energía que puede asociarse con un cuerpo o sistema conservativo en virtud de su posición o configuración.
  
• Térmica: es la energía calorífica que se produce por la quema de un combustible, ya sea sólido, líquido o gaseoso; también se obtiene mediante energía eléctrica.
  

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Prevención del impacto ambiental derivado de la extracción, uso y procesamiento de los materiales.

Todas las actividades producidas en sus diferentes facetas originan graves problemas de tipo ambiental, social y económico. Por ejemplo la extracción de minerales implica la deforestación de las áreas verdes. Entre las consecuencias de mayor impacto esta la contaminación del aire, agua y suelo por las maquinas y técnicas empleadas.

   Desde inicios de la Primera Revolución Industrial, a mediados del siglo XVII, los industriales confiaron en que nuestro planeta tenía la capacidad de absorber estos desechos de manera natural y reintegrarlos al ciclo biológico. Por ejemplo, supusieron que el bióxido de carbono emanado por quemar carbón y petroleo seria absorbido por los árboles, que lo transformarían en oxigeno por fotosíntesis. Sin embargo, no consideraron que el crecimiento de la población causaría un aumento en la actividad industrial y, por lo mismo, un incremento en los contaminantes.

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Uso, procesamiento y aplicaciones de los materiales naturales y sintéticos

Los materiales naturales son aquellos que, como su nombre lo indica, se encuentran en su estado final en la naturaleza, como la madera y la piedra.

Los materiales sintéticos son los creados por el hombre, a través de procesos físicos o químicos, como es el caso de los metales, plásticos, vidrios o fibra de carbono.

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