Como funciona?[Info]


Un motor de gasolina...


FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR TÍPICO DE GASOLINA DE CUATRO TIEMPOS
Ciclos de tiempo del motor de combustion interna


Los motores de combustión interna pueden ser de dos tiempos, o de cuatro tiempos, siendo los motores de gasolina de cuatro tiempos los más comúnmente utilizados en los coches o automóviles y para muchas otras funciones en las que se emplean como motor estacionario.

Una vez que ya conocemos las partes, piezas y dispositivos que conforman un motor de combustión interna, pasamos a explicar cómo funciona uno típico de gasolina.

Como el funcionamiento es igual para todos los cilindros que contiene el motor, tomaremos como referencia uno sólo, para ver qué ocurre en su interior en cada uno de los cuatro tiempos:


Admisión
Compresión
Explosión
Escape


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Principio de funcionamiento de un motor de gasolina de cuatro tiempos




Primer tiempo

Admisión.- Al inicio de este tiempo el pistón se encuentra en el PMS (Punto Muerto Superior). En este momento la válvula de admisión se encuentra abierta y el pistón, en su carrera o movimiento hacia abajo va creando un vacío dentro de la cámara de combustión a medida que alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior), ya sea ayudado por el motor de arranque cuando ponemos en marcha el motor, o debido al propio movimiento que por inercia le proporciona el volante una vez que ya se encuentra funcionando. El vacío que crea el pistón en este tiempo, provoca que la mezcla aire-combustible que envía el carburador al múltiple de admisión penetre en la cámara de combustión del cilindro a través de la válvula de admisión abierta.

Segundo tiempo

Compresión.-
Una vez que el pistón alcanza el PMI (Punto Muerto Inferior), el árbol de leva, que gira sincrónicamente con el cigüeñal y que ha mantenido abierta hasta este momento la válvula de admisión para permitir que la mezcla aire-combustible penetre en el cilindro, la cierra. En ese preciso momento el pistón comienza a subir comprimiendo la mezcla de aire y gasolina que se encuentra dentro del cilindro.

Tercer tiempo

Explosión.-
Una vez que el cilindro alcanza el PMS (Punto Muerto Superior) y la mezcla aire-combustible ha alcanzado el máximo de compresión, salta una chispa eléctrica en el electrodo de la bujía, que inflama dicha mezcla y hace que explote. La fuerza de la explosión obliga al pistón a bajar bruscamente y ese movimiento rectilíneo se transmite por medio de la biela al cigüeñal, donde se convierte en movimiento giratorio y trabajo útil.

Cuarto tiempo

Escape.-
El pistón, que se encuentra ahora de nuevo en el PMI después de ocurrido el tiempo de explosión, comienza a subir. El árbol de leva, que se mantiene girando sincrónicamente con el cigüeñal abre en ese momento la válvula de escape y los gases acumulados dentro del cilindro, producidos por la explosión, son arrastrados por el movimiento hacia arriba del pistón, atraviesan la válvula de escape y salen hacia la atmósfera por un tubo conectado al múltiple de escape.

De esta forma se completan los cuatro tiempos del motor, que continuarán efectuándose ininterrumpidamente en cada uno de los cilindros, hasta tanto se detenga el funcionamiento del motor.


CICLO OTTO

El motor de gasolina de cuatro tiempos se conoce también como “motor de ciclo Otto”, denominación que proviene del nombre de su inventor, el alemán Nikolaus August Otto (1832-1891).

El ciclo de trabajo de un motor Otto de cuatro tiempos, se puede representar gráficamente, tal como aparece en la ilustración de la derecha.

Como
Esa representación gráfica se puede explicar de la siguiente forma:

1. La línea amarilla representa el tiempo de admisión. El volumen del cilindro conteniendo la mezcla aire-combustible aumenta, no así la presión.

2. La línea azul representa el tiempo de compresión. La válvula de admisión que ha permanecido abierta durante el tiempo anterior se cierra y la mezcla aire-combustible se comienza a comprimir. Como se puede ver en este tiempo, el volumen del cilindro se va reduciendo a medida que el pistón se desplaza. Cuando alcanza el PMS (Punto Muerto Superior) la presión dentro del cilindro ha subido al máximo.

3. La línea naranja representa el tiempo de explosión, momento en que el pistón se encuentra en el PMS. Como se puede apreciar, al inicio de la explosión del combustible la presión es máxima y el volumen del cilindro mínimo, pero una vez que el pistón se desplaza hacia el PMI (Punto Muerto Inferior) transmitiendo toda su fuerza al cigüeñal, la presión disminuye mientras el volumen del cilindro aumenta.

4. Por último la línea gris clara representa el tiempo de escape. Como se puede apreciar, durante este tiempo el volumen del cilindro disminuye a medida que el pistón arrastra hacia el exterior los gases de escape sin aumento de presión, es decir, a presión normal, hasta alcanzar el PMS..

El sombreado de líneas amarillas dentro del gráfico representa el "trabajo útil" desarrollado por el motor.



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Un TV Plasma...



aporte
Una vez estudiado el funcionamiento básico de los televisores LCD, nos fijamos en cómo generan las imágenes los televisores de plasma, pues podremos comprender mejor las diferencias entre ambas tecnologías, y por qué posteriormente escogeremos una u otra tecnología como mejor en diferentes especificaciones. Todo proviene de su funcionamiento.
Pero, ¿cómo funciona un televisor de plasma? Pues aunque parezca mentira, y al contrario que los LCD, funcionan de manera similar a los televisores CRT tradicional. Al menos en el tema de los fósforos que generan la luz.
En los televisores de plasma partimos de unos paneles de cristal divididos en celdas y que contienen una mezcla de gases nobles que cuando excitamos con electricidad, se convierte en plasma y los fósforoscomienzan a emitir luz. He aquí la principal diferencia con los televisores LCD. En el caso de los plasmas, la luz la contienen ellos, no proviene de otro lugar, como pasa con la retroiluminación de los televisores LCD. Esto nos da como resultado más inmediato la principal característica de los televisores de plasma: el negro intenso que consiguen, todavía inalcanzable para la tecnología LCD.





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ME GUSTA



Como funciona?[Info]
Los televisores de plasma también están formados por píxeles. A su vez, cada píxel dispone de tres celdas separadas en cada una de las cuales hay un fósforo de color distinto: rojo, azul y verde. Estos colores se mezclan para crear el color final del píxel.
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El funcionamiento por medio de fósforos de las pantallas de plasma, nos ofrece una serie de ventajas (mejor contraste y tiempo de respuesta muy rápido) pero también son la fuente de sus principalesinconvenientes. Así, al estar basada la tecnología en fósforo, la exposición prolongada de una imagen estática durante un largo periodo de tiempo puede provocar un marcado en la pantalla muy molesto. Si siempre tiende a marcarse la misma zona, se podría producir lo que se denomina quemado de la pantalla.
Además, los fósforos tienden con el tiempo a agotarse y apagarse, lo que nos deja un tiempo de vida de las pantallas de plasma más reducido que en el caso de la tecnología LCD, como veremos en la comparativa. El descenso en calidad de imagen suele ser progresivo.
Por último decir que debido al funcionamiento del plasma que se basa en gases, la altitud les afectadirectamente, y aunque no debe ser el caso de la inmensa mayoría, cuidado con los televisores de plasma en grandes altitudes porque pueden llegar incluso a no funcionar.
Visto el funcionamiento de las pantallas de plasma y los LCD, solo nos queda decidir qué es mejor, si plasma o LCD. Eso será mañana.



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Un GPS...


Paso 1: La Triangulación desde los satélites
Aunque pueda parecer improbable, la idea general detrás del GPS es utilizar los satélites en el espacio como puntos de referencia para ubicaciones aquí en la tierra.
Esto se logra mediante una muy, pero muy exacta, medición de nuestra distancia hacia tres satélites, lo que nos permite "triangular" nuestra posición en cualquier parte de la tierra.
Olvidémonos por un instante sobre cómo mide nuestro GPS dicha distancia. Lo veremos luego. Consideremos primero como la medición de esas distancias nos permiten ubicarnos en cualquier punto de la tierra.
La gran idea, Geométricamente, es:
Supongamos que medimos nuestra distancia al primer satélite y resulta ser de 11.000 millas (20.000 Km)
Sabiendo que estamos a 11.000 millas de un satélite determinado no podemos, por lo tanto, estar en cualquier punto del universo sino que esto limita nuestra posición a la superficie de una esfera que tiene como centro dicho satélite y cuyo radio es de 11.000 millas.

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A continuación medimos nuestra distancia a un segundo satélite y descubrimos que estamos a 12.000 millas del mismo.
Esto nos dice que no estamos solamente en la primer esfera, correspondiente al primer satélite, sino también sobre otra esfera que se encuentra a 12.000 millas del segundo satélite. En otras palabras, estamos en algún lugar de la circunferencia que resulta de la intersección de las dos esferas.

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Si ahora medimos nuestra distancia a un tercer satélite y descubrimos que estamos a 13.000 millas del mismo, esto limita nuestra posición aún mas, a los dos puntos en los cuales la esfera de 13.000 millas corta la circunferencia que resulta de la intersección de las dos primeras esferas.

Como funciona?[Info]
O sea, que midiendo nuestra distancia a tres satélites limitamos nuestro posicionamiento a solo dos puntos posibles.
Para decidir cual de ellos es nuestra posición verdadera, podríamos efectuar una nueva medición a un cuarto satélite. Pero normalmente uno de los dos puntos posibles resulta ser muy improbable por su ubicación demasiado lejana de la superficie terrestre y puede ser descartado sin necesidad de mediciones posteriores.
Una cuarta medición, de todos modos es muy conveniente por otra razón que veremos mas adelante.
Veamos ahora como el sistema mide las distancias a los satélites.
En Resumen: Triangulación
Nuestra posición se calcula en base a la medición de las distancias a los satélitesMatemáticamente se necesitan cuatro mediciones de distancia a los satélites para determinar la posición exactaEn la práctica se resuelve nuestra posición con solo tres mediciones si podemos descartar respuestas ridículas o utilizamos ciertos trucos.Se requiere de todos modos una cuarta medición por razones técnicas que luego veremos.


Paso 2: Midiendo las distancias a los satélitesSabemos ahora que nuestra posición se calcula a partir de la medición de la distancia hasta por lo menos tres satélites. Pero, ¿cómo podemos medir la distancia hacia algo que está flotando en algún lugar en el espacio?. Lo hacemos midiendo el tiempo que tarda una señal emitida por el satélite en llegar hasta nuestro receptor de GPS.
La gran idea, Matemáticamente, es:
Toda la idea gira alrededor de aquellos problemas sobre la velocidad que resolvíamos en la secundaria, Recordemos que "Si un auto viaja a 60 kilómetros por hora durante dos horas, ¿qué distancia recorrió?
Velocidad (60 km/h) x Tiempo (2 horas) = Distancia (120 km)
En el caso del GPS estamos midiendo una señal de radio, que sabemos que viaja a la velocidad de la luz, alrededor de 300.000 km por segundo.
Nos queda el problema de medir el tiempo de viaje de la señal (Que, obviamente, viene muy rápido)
Sincronicemos nuestros relojes
El problema de la medición de ese tiempo es complicado. Los tiempos son extremadamente cortos. Si el satélite estuviera justo sobre nuestras cabezas, a unos 20.000 km de altura, el tiempo total de viaje de la señal hacia nosotros sería de algo mas de 0.06 segundos. Estamos necesitando relojes muy precisos. Ya veremos como lo resolvemos.
Pero, aún admitiendo que tenemos relojes con la suficiente precisión, ¿cómo medimos el tiempo de viaje de la señal?
Supongamos que nuestro GPS, por un lado, y el satélite, por otro, generan una señal auditiva en el mismo instante exacto. Supongamos también que nosotros, parados al lado de nuestro receptor de GPS, podamos oír ambas señales (Obviamente es imposible "oír" esas señales porque el sonido no se propaga en el vacío).
Oiríamos dos versiones de la señal. Una de ellas inmediatamente, la generada por nuestro receptor GPS y la otra con cierto atraso, la proveniente del satélite, porque tuvo que recorrer alrededor de 20.000 km para llegar hasta nosotros. Podemos decir que ambas señales no están sincronizadas.
Si quisiéramos saber cual es la magnitud de la demora de la señal proveniente del satélite podemos retardar la emisión de la señal de nuestro GPS hasta lograr la perfecta sincronización con la señal que viene del satélite.
El tiempo de retardo necesario para sincronizar ambas señales es igual al tiempo de viaje de la señal proveniente del satélite. Supongamos que sea de 0.06 segundos. Conociendo este tiempo, lo multiplicamos por la velocidad de la luz y ya obtenemos la distancia hasta el satélite.
Tiempo de retardo (0.06 seg) x Vel. de la luz (300.000 km/seg) = Dist. (18.000 km)
Así es, básicamente, como funciona el GPS.
La señal emitida por nuestro GPS y por el satélite es algo llamado "Código Pseudo Aleatorio" (Pseudo Random Code). La palabra "Aleatorio" significa algo generado por el azar.
¿Un Código Aleatorio?
Este Código Pseudo Aleatorio es una parte fundamental del GPS. Físicamente solo se trata de una secuencia o código digital muy complicado. O sea una señal que contiene una sucesión muy complicada de pulsos "on" y "off", como se pueden ver:

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La señal es tan complicada que casi parece un ruido eléctrico generado por el azar. De allí su denominación de "Pseudo-Aleatorio".
Hay varias y muy buenas razones para tal complejidad. La complejidad del código ayuda a asegurarnos que el receptor de GPS no se sintonice accidentalmente con alguna otra señal. Siendo el modelo tan complejo es altamente improbable que una señal cualquiera pueda tener exactamente la misma secuencia.
Dado que cada uno de los satélites tiene su propio y único Código Pseudo Aleatorio, esta complejidad también garantiza que el receptor no se confunda accidentalmente de satélite. De esa manera, también es posible que todos los satélites trasmitan en la misma frecuencia sin interferirse mutuamente. Esto también complica a cualquiera que intente interferir el sistema desde el exterior al mismo. El Código Pseudo Aleatorio le da la posibilidad al Departamento de Defensa de EEUU de controlar el acceso al sistema GPS.
Pero hay otra razón para la complejidad del Código Pseudo Aleatorio, una razón que es crucial para conseguir un sistema GPS económico.
El código permite el uso de la "teoría de la información" para amplificar las señales de GPS. Por esa razón las débiles señales emitidas por los satélites pueden ser captadas por los receptores de GPS sin el uso de grandes antenas.
Cuando comenzamos a explicar el mecanismo de emisión de las señales por el GPS y el satélite, asumimos que ambos comenzaban la emisión de la señal exactamente al mismo tiempo. ¿Pero cómo podemos asegurarnos que todo esté perfectamente sincronizado?
Ya veremos...
En Resumen: Midiendo la distancia
La distancia al satélite se determina midiendo el tiempo que tarda una señal de radio, emitida por el mismo, en alcanzar nuestro receptor de GPS.Para efectuar dicha medición asumimos que ambos, nuestro receptor GPS y el satélite, están generando el mismo Código Pseudo Aleatorio en exactamente el mismo momento.Comparando cuanto retardo existe entre la llegada del Código Pseudo Aleatorio proveniente del satélite y la generación del código de nuestro receptor de GPS, podemos determinar cuanto tiempo le llevó a dicha señal llegar hasta nosotros.Multiplicamos dicho tiempo de viaje por la velocidad de la luz y obtenemos la distancia al satélite.


Paso 3: Control perfecto del tiempoSi la medición del tiempo de viaje de una señal de radio es clave para el GPS, los relojes que empleamos deben ser exactísimos, dado que si miden con un desvío de un milésimo de segundo, a la velocidad de la luz, ello se traduce en un error de 300 km!
Por el lado de los satélites, el timing es casi perfecto porque llevan a bordo relojes atómicos de increíble precisión.
¿Pero que pasa con nuestros receptores GPS, aquí en la tierra?
Recordemos que ambos, el satélite y el receptor GPS, deben ser capaces de sincronizar sus Códigos Pseudo Aleatorios para que el sistema funcione.
Si nuestros receptores GPS tuvieran que alojar relojes atómicos (Cuyo costo está por encima de los 50 a 100.000 U$S) la tecnología resultaría demasiado costosa y nadie podría acceder a ellos.
Por suerte los diseñadores del sistema GPS encontraron una brillante solución que nos permite resolver el problema con relojes mucho menos precisos en nuestros GPS. Esta solución es uno de los elementos clave del sistema GPS y, como beneficio adicional, significa que cada receptor de GPS es en esencia un reloj atómico por su precisión.
El secreto para obtener un timing tan perfecto es efectuar una medición satelital adicional.
Resulta que si tres mediciones perfectas pueden posicionar un punto en un espacio tridimensional, cuatro mediciones imperfectas pueden lograr lo mismo.
Esta idea es fundamental para el funcionamiento del sistema GPS, pero su explicación detallada excede los alcances de la presente exposición. De todos modos, aquí va un resumen somero:
Una medición adicional remedia el desfasaje del timing.
Si todo fuera perfecto (es decir que los relojes de nuestros receptores GPS lo fueran), entonces todos los rangos (distancias) a los satélites se intersectarían en un único punto (que indica nuestra posición). Pero con relojes imperfectos, una cuarta medición, efectuada como control cruzado, NO intersectará con los tres primeros.
De esa manera la computadora de nuestro GPS detectará la discrepancia y atribuirá la diferencia a una sincronización imperfecta con la hora universal.
Dado que cualquier discrepancia con la hora universal afectará a las cuatro mediciones, el receptor buscará un factor de corrección único que siendo aplicado a sus mediciones de tiempo hará que los rangos coincidan en un solo punto.
Dicha corrección permitirá al reloj del receptor ajustarse nuevamente a la hora universal y de esa manera tenemos un reloj atómico en la palma de nuestra mano!
Una vez que el receptor de GPS aplica dicha corrección al resto de sus mediciones, obtenemos un posicionamiento preciso.
Una consecuencia de este principio es que cualquier GPS decente debe ser capaz de sintonizar al menos cuatro satélites de manera simultánea. En la práctica, casi todos los GPS en venta actualmente, acceden a mas de 6, y hasta a 12, satélites simultáneamente.
Ahora bien, con el Código Pseudo Aleatorio como un pulso confiable para asegurar la medición correcta del tiempo de la señal y la medición adicional como elemento de sincronización con la hora universal, tenemos todo lo necesario para medir nuestra distancia a un satélite en el espacio.
Pero, para que la triangulación funcione necesitamos conocer no sólo la distancia sino que debemos conocer dónde están los satélites con toda exactitud.
Veremos cómo lo conseguimos.
En Resumen: Obtener un Timing Perfecto
Un timing muy preciso es clave para medir la distancia a los satélitesLos satélites son exactos porque llevan un reloj atómico a bordo.Los relojes de los receptores GPS no necesitan ser tan exactos porque la medición de un rango a un satélite adicional permite corregir los errores de medición.



Paso 4: Conocer dónde están los satélites en el espacioA lo largo de este trabajo hemos estado asumiendo que conocemos dónde están los satélites en sus órbitas y de esa manera podemos utilizarlos como puntos de referencia.
¿Pero, cómo podemos saber donde están exactamente? Todos ellos están flotando a unos 20.000 km de altura en el espacio.
Un satélite a gran altura se mantiene estable
La altura de 20.000 km es en realidad un gran beneficio para este caso, porque algo que está a esa altura está bien despejado de la atmósfera. Eso significa que orbitará de manera regular y predecible mediante ecuaciones matemáticas sencillas.
La Fuerza Aérea de los EEUU colocó cada satélite de GPS en una órbita muy precisa, de acuerdo al Plan Maestro de GPS.
En tierra, todos los receptores de GPS tienen un almanaque programado en sus computadoras que les informan donde está cada satélite en el espacio, en cada momento.
El Control Constante agrega precisión
Las órbitas básicas son muy exactas pero con el fin de mantenerlas así, los satélites de GPS son monitoreados de manera constante por el Departamento de Defensa.

Como
Ellos utilizan radares muy precisos para controlar constantemente la exacta altura, posición y velocidad de cada satélite.
Los errores que ellos controlan son los llamados errores de efemérides, o sea evolución orbital de los satélites. Estos errores se generan por influencias gravitacionales del sol y de la luna y por la presión de la radiación solar sobre los satélites.
Estos errores son generalmente muy sutiles pero si queremos una gran exactitud debemos tenerlos en cuenta.
Corrigiendo el mensaje
Una vez que el Departamento de Defensa ha medido la posición exacta de un satélite, vuelven a enviar dicha información al propio satélite. De esa manera el satélite incluye su nueva posición corregida en la información que transmite a través de sus señales a los GPS.

funciona
Esto significa que la señal que recibe un receptor de GPS no es solamente un Código Pseudo Aleatorio con fines de timing. También contiene un mensaje de navegación con información sobre la órbita exacta del satélite
Con un timing perfecto y la posición exacta del satélite podríamos pensar que estamos en condiciones de efectuar cálculos perfectos de posicionamiento. Sin embargo debemos resolver otros problemas.
En Resumen: Posicionamiento de los Satélites
Para utilizar los satélites como puntos de referencia debemos conocer exactamente donde están en cada momento.Los satélites de GPS se ubican a tal altura que sus órbitas son muy predecibles.El Departamento de Defensa controla y mide variaciones menores en sus órbitas.La información sobre errores es enviada a los satélites para que estos a su vez retransmitan su posición corregida junto con sus señales de timing.



Paso 5: Corrigiendo ErroresHasta ahora hemos estado tratando los cálculos del sistema GPS de manera muy abstracta, como si todo el proceso ocurriera en el vacío. Pero en el mundo real hay muchas cosas que le pueden suceder a una señal de GPS para transformarla en algo menos que matemáticamente perfecta.
Para aprovechar al máximo las ventajas del sistema un buen receptor de GPS debe tener en cuenta una amplia variedad de errores posibles. Veamos que es lo que debemos enfrentar.
Un Rudo Viaje a través de la atmósfera
En primer lugar, una de las presunciones básicas que hemos estado usando a lo largo de este trabajo no es exactamente cierta. Hemos estado afirmando que podemos calcular la distancia a un satélite multiplicando el tiempo de viaje de su señal por la velocidad de la luz. Pero la velocidad de la luz sólo es constante en el vacío.
Una señal de GPS pasa a través de partículas cargadas en su paso por la ionosfera y luego al pasar a través de vapor de agua en la troposfera pierde algo de velocidad, creando el mismo efecto que un error de precisión en los relojes.

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Hay un par de maneras de minimizar este tipo de error. Por un lado, podríamos predecir cual sería el error tipo de un día promedio. A esto se lo llama modelación y nos puede ayudar pero, por supuesto, las condiciones atmosféricas raramente se ajustan exactamente el promedio previsto.
Otra manera de manejar los errores inducidos por la atmósfera es comparar la velocidad relativa de dos señales diferentes. Esta medición de doble frecuencia es muy sofisticada y solo es posible en receptores GPS muy avanzados.
Un Rudo Viaje sobre la tierra
Los problemas para la señal de GPS no terminan cuando llega a la tierra. La señal puede rebotar varias veces debido a obstrucciones locales antes de ser captada por nuestro receptor GPS.

Como funciona?[Info]
Este error es similar al de las señales fantasma que podemos ver en la recepción de televisión. Los buenos receptores GPS utilizan sofisticados sistemas de rechazo para minimizar este problema.
Problemas en el satélite
Aún siendo los satélites muy sofisticados no tienen en cuenta minúsculos errores en el sistema.
Los relojes atómicos que utilizan son muy, pero muy, precisos, pero no son perfectos. Pueden ocurrir minúsculas discrepancias que se transforman en errores de medición del tiempo de viaje de las señales.
Y, aunque la posición de los satélites es controlada permanentemente, tampoco pueden ser controlados a cada segundo. De esa manera pequeñas variaciones de posición o de efemérides pueden ocurrir entre los tiempos de monitoreo.
Algunos ángulos son mejores que otros
La geometría básica por si misma puede magnificar estos errores mediante un principio denominado "Dilución Geométrica de la Precisión", o DGDP
Suena complicado pero el principio es simple.
En la realidad suele haber mas satélites disponibles que los que el receptor GPS necesita para fijar una posición, de manera que el receptor toma algunos e ignora al resto.
Si el receptor toma satélites que están muy juntos en el cielo, las circunferencias de intersección que definen la posición se cruzarán a ángulos con muy escasa diferencia entre sí. Esto incrementa el área gris o margen de error acerca de una posición.
Si el receptor toma satélites que están ampliamente separados, las circunferencias intersectan a ángulos prácticamente rectos y ello minimiza el margen de error.
Los buenos receptores son capaces de determinar cuales son los satélites que dan el menor error por Dilución Geométrica de la Precisión.
¡Errores Intencionales!
Aunque resulte difícil de creer, el mismo Gobierno que pudo gastar 12.000 Millones de dólares para desarrollar el sistema de navegación más exacto del mundo, está degradando intencionalmente su exactitud. Dicha política se denomina "Disponibilidad Selectiva" y pretende asegurar que ninguna fuerza hostil o grupo terrorista pueda utilizar el GPS para fabricar armas certeras.
Básicamente, el Departamento de Defensa introduce cierto "ruido" en los datos del reloj satelital, lo que a su vez se traduce en errores en los cálculos de posición. El Departamento de Defensa también puede enviar datos orbitales ligeramente erróneos a los satélites que estos reenvían a los receptores GPS como parte de la señal que emiten.
Estos errores en su conjunto son la mayor fuente unitaria de error del sistema GPS. Los receptores de uso militar utilizan una clave encriptada para eliminar la Disponibilidad Selectiva y son, por ello, mucho más exactos.
La Dsiponibilidad Selectiva fue interrumpida por un decreto del presidente Clinton, con efecto desde el 2 de mayo de 2000. El Departamento de Defensa de los Estados Unidos se reserva el derecho de reimplantarla cuando lo considere conveniente a los intereses de la Seguridad de los Estados Unidos y ademas dispone de la tecnología necesaria para implantarla en areas geograficas limitadas. Estas condiciones permitieron al Presidente Clinton supenderla.
La línea final
Afortunadamente todos esos errores no suman demasiado error total. Existe una forma de GPS, denominada GPS Diferencial, que reduce significativamente estos problemas.
En Resumen: Corrección de Errores
La ionosfera y la troposfera causan demoras en la señal de GPS que se traducen en errores de posicionamiento.Algunos errores se pueden corregir mediante modelación y correcciones matemáticas.La configuración de los satélites en el cielo puede magnificar otros erroresEl GPS Diferencial puede eliminar casi todos los errores


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Un Revolver...






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Engranajes...
Introduccion
Desde el minúsculo reloj de pulsera al motor de un transatlántico, son innumerables los mecanismos que cumplen su cometido gracias a los engranajes.
El engranaje es una rueda o cilindro dentado empleado para transmitir un movimiento giratorio o alternativo desde una parte de una máquina a otra. Un conjunto de dos o más engranajes que transmite el movimiento de un eje a otro se denomina tren de engranajes. Los engranajes se utilizan sobre todo para transmitir movimiento giratorio, pero usando engranajes apropiados y piezas dentadas planas pueden transformar movimiento alternativo en giratorio y viceversa.
Hay varios tipos de engranajes, el más sencillo es el engranaje recto, una rueda con dientes paralelos al eje tallados en su perímetro. Los engranajes rectos transmiten movimiento giratorio entre dos ejes paralelos. En un engranaje sencillo, el eje impulsado gira en sentido opuesto al eje impulsor. Si se desea que ambos ejes giren en el mismo sentido se introduce una rueda dentada denominada 'rueda loca' entre el engranaje impulsor o motor y el impulsado. La rueda loca gira en sentido opuesto al eje impulsor, por lo que mueve al engranaje impulsado en el mismo sentido que éste. En cualquier sistema de engranajes, la velocidad del eje impulsado depende del número de dientes de cada engranaje. Un engranaje con 10 dientes movido por un engranaje con 20 dientes girará dos veces más rápido que el engranaje impulsor, mientras que un engranaje de 20 dientes impulsado por uno de 10 se moverá la mitad de rápido. Empleando un tren de varios engranajes puede variarse la relación de velocidades dentro de unos límites muy amplios.

Los engranajes interiores o anulares son variaciones del engranaje recto en los que los dientes están tallados en la parte interior de un anillo o de una rueda con reborde, en vez de en el exterior. Los engranajes interiores suelen ser impulsados por un piñón, un engranaje pequeño con pocos dientes. La cremallera (barra dentada plana que avanza en línea recta) funciona como una rueda dentada de radio infinito y puede emplearse para transformar el giro de un piñón en movimiento alternativo, o viceversa.

Los engranajes cónicos, así llamados por su forma, tienen dientes rectos y se emplean para transmitir movimiento giratorio entre ejes no paralelos.
Y también están los engranajes helicoidales, los dientes de éstos no son paralelos al eje de la rueda dentada, sino que se enroscan en torno al eje en forma de hélice. Estos engranajes son apropiados para grandes cargas porque los dientes engranan formando un ángulo agudo, en lugar de 90º como en un engranaje recto. Los engranajes helicoidales sencillos tienen la desventaja de producir una fuerza que tiende a mover las ruedas dentadas a lo largo de sus ejes. Esta fuerza puede evitarse empleando engranajes helicoidales dobles, o bihelicoidales, con dientes en forma de V compuestos de medio diente helicoidal dextrógiro y medio diente helicoidal levógiro. Los engranajes hipoides son engranajes cónicos helicoidales utilizados cuando los ejes son perpendiculares pero no están en un mismo plano. Una de las aplicaciones más corrientes del engranaje hipoide es para conectar el árbol de la transmisión con las ruedas en los automóviles de tracción trasera. A veces se denominan de forma incorrecta engranajes en espiral los engranajes helicoidales empleados para transmitir rotación entre ejes no paralelos.
Otra variación del engranaje helicoidal es el engranaje de husillo, también llamado tornillo sin fin. En este sistema, un tornillo sin fin largo y estrecho dotado de uno o más dientes helicoidales continuos engrana con una rueda dentada helicoidal. La diferencia entre un engranaje de husillo y un engranaje helicoidal es que los dientes del primero se deslizan a lo largo de los dientes del engranaje impulsado en lugar de ejercer una presión de rodadura directa. Los engranajes de husillo se utilizan para transmitir rotación (con una gran reducción de velocidad) entre dos ejes perpendiculares.
HISTORIA y evolución DE LOS ENGRANAJES

Uno de los problemas principales de la Ingeniería Mecánica es la transmisión de movimiento, entre un conjunto motor y máquinas conducidas. Desde épocas muy remotas se han utilizado cuerdas y elementos fabricados de madera para solucionar los problemas de transporte, impulsión, elevación y movimiento.
El inventor de los engranajes en todas sus formas fue Leonardo da Vinci, quien a su muerte en la Francia de 1519, dejó para nosotros sus valiosos dibujos y esquemas de muchas de los mecanismos que hoy utilizamos diariamente.
La forma más básica de un engrane es una pareja de ruedas, una de ellas provistas de barras cilíndricas y la otra formada por dos ruedas unidas por barras cilíndricas.
En la figura se aprecia un mecanismo para repeler ataques enemigos, consiste de aspas al nivel del techo movidas por un eje vertical, unido a un "engranaje" , el movimiento lo producen soldados que giran una rueda a nivel del piso y provocando que los enemigos que han alcanzado el techo sean expulsados. En este mecanismo se muestra la transmisión entre dos ejes paralelos, uno de ellos es el eje motor y el otro el eje conducido.
Leonardo se dedica mucho a la creación de máquinas de guerra para la defensa y el ataque, sus materiales son madera, hierro y cuerdas las que se elaboran en forma rudimentaria, pero sus esquemas e invenciones trascienden el tiempo y nos enseñan las múltiples alternativas que nos brindan mecanismos básicos de palancas, engranes y poleas unidas entre si en una máquina cuyo diseño geométrico es notable.
En la segunda figura se puede apreciar la transmisión trasera para un carro, el eje vertical mueve el "engrane" que impulsa las ruedas hacia adelante o atrás. En este mecanismo los ejes están perpendiculares entre sí.
Se puede deducir que la posición entre los ejes es de gran importancia al diseñar la transmisión. Las situaciones son principalmente tres: ejes paralelos, ejes que se cortan y ejes que se cruzan. Un ejemplo de esta última situación se aprecia en la figura, en donde una manivela mueve un elemento que llamaremos tornillo sin fin el que a su vez mueve la rueda unida a él. En este caso, el mecanismo se utiliza como tecle para subir un balde. Los ejes se encuentran en una posición ortogonal, o sea, se cruzan a 90 grados.
Los engranes propiamente tales son ruedas provistas de dientes que posibilitan que dos de ellas se conecten entre sí. Leonardo nos entrega el siguiente esquema en donde se indican los tres diámetros que definen el tamaño del diente.


ENGRANAJES

Sistema mecánico basado en ruedas dentadas que sirve para transmitir el movimiento de rotación de un eje a otro, invirtiendo eventualmente sentido o modificando su velocidad angular. Esos mismos efectos podrían obtenerse sin engranajes donde los árboles motor o conductor y receptor conducido son dos cilindros lisos que estar en contacto. Al girar en determinado sentido, el árbol motor transmite al árbol receptor un movimiento de sentido contrario. Por otra parte, la velocidad angular del segundo depende de la relación existente entre el diámetro de ambos. Si éste es igual, los dos darán el mismo número de vueltas por unidad de tiempo; pero si el cilindro receptor es mayor o menor, su velocidad será respectivamente inferior o superior a la del cilindro motor. Concretamente la relación entre las velocidades es constante e igual a la razón inversa de los radios, lo cual se expresa matemáticamente diciendo que si el cilindro de radio r1 gira a N1 revoluciones por minuto, la velocidad del cilindro de radio r2 será de N2 revoluciones de modo que el producto de 2r1 por N1 sea igual al de 2r2 por N2:
o sea

En realidad, esa transmisión de movimiento entre ruedas de fricción es rara vez usada, pues, por muchas precauciones que se adopten en -forrándolas, por ejemplo, con caucho para aumentar la adherencia-, se produce inevitablemente un patinaje de la rueda motriz sobre la rueda receptora cada vez que la carga supera la resistencia al deslizamiento de las superficies en contacto. Dicho llanamente, los dientes de las ruedas dentadas constituyen algo así como grandes asperezas que, al encajar en sendas depresiones de la rueda opuesta, impiden ese deslizamiento.
En una rueda de engranaje cabe distinguir tres diámetros: el diámetro primitivo no es sino el que tendrían los correspondientes cilindros o ruedas de fricción (sin dientes); el diámetro interior, de fondo o de pie, menor que el anterior, corresponde a la base de los dientes; el diámetro exterior o de cabeza, el mayor de los tres, es el que circunscribe los dientes. A esos diámetros corresponden otras tantas circunferencias designadas con los mismos adjetivos (circunferencia primitiva, de fondo, etc.). La parte periférica de las ruedas en la cual han sido entallados los dientes constituye la llanta. Los dientes constan de un pie, que es su parte más ancha comprendida entre las circunferencias interior y primitiva, y de una cabeza, incluida entre las conferencias primitiva y exterior. La superficie del diente situada dentro de la entalladura o entrediente se llama flanco.
Durante muchos siglos fueron utilizados engranajes que, por haber sido diseñados empíricamente y toscamente labrados, estaban sujetos a vibraciones y desgastes excesivos; eran ruidosos y sus dientes se rompían fácilmente. Además, rozaban entre sí, disipando mucha energía en forma de calor. Al producirse la Revolución Industrial se hizo patente la necesidad de definir matemáticamente perfiles adecuados para que los dientes engranaran perfectamente, sin choque inicial, progresivamente y con un mínimo de deslizamiento de las superficies en contacto. La primera solución científica de esos problemas tan sólo fue hallada ya entrados en el siglo XIX, por Jean Víctor Poncelet. Entre los muchos perfiles para dientes que luego se fueron inventando destacaron los epicicloides, a los cuales serían preferidos más tarde los de evolvente de la circunferencia, dadas las facilidades que ofrecen su fabricación y ajuste. La evolvente de la circunferencias es, dicho prosaicamente, la curva que describe en el espacio el extremo de un hilo de coser al desenrollarlo tensamente de su carrete mantenido fijo. El perfil de cada flanco del diente no es sino un arco de esa curva.
RUEDAS DENTADAS

La menor de las dos ruedas de un par se llama piñón, especialmente cuando difieren mucho las dimensiones de ambas. El diámetro de una rueda, el número y tamaño de sus dientes son muy variables, pues dependen de las fuerzas que han de vencer, de la resistencia de metal empleados y de las condiciones en que han de transmitir o cambiar el movimiento. La relación entre las dimensiones de la rueda y las de los dientes se expresa en forma depaso circunferencial o simplemente paso, que es el coeficiente resultante de dividir la circunferencia primitiva por el número dientes (es, por consiguiente, la distancia que media entre el centro de dos dientes consecutivos). Para los ingenieros resulta más cómoda la noción de paso diametral o módulo, relación entre el diámetro de dicha circunferencia y el número de dientes: cuanto mayor es el módulo, mayores y más resistentes son los dientes. Por lo demás, cuanto menor es el módulo, más numerosos son los dientes que están simultáneamente en contacto y entre los cuales se reparte la carga. Módulos y pasos han sido normalizados. Ello no es óbice para que exista una extraordinaria variedad de engranajes, desde los de los relojes más diminutos hasta los de las máquinas más gigantescas. Por lo demás, no es raro que una aplicación determinada suscite la aparición de una nueva familia de engranajes. Así, al observar con que frecuencia se rompían los dientes en la transmisión de los coches mal conducidos, los ingenieros de la industria automovilística inventaron los engranajes de dientes cortos, mucho más resistentes que los de dientes normales.
funciona

Por lo general, para transmisiones entre ejes paralelos suelen usarse engranajes cilíndricos, de dientes de rectos asimismo paralelos a aquéllos. Si los ejes no son paralelos, se requiere en engranajes cónicos. La intersección entre ambos puede formar un ángulo axial de cualquier abertura, pero en la práctica suele ser de 90º. Las ruedas y piñones de estos engranajes son troncos de sendos conos cuyos vértices teóricos convergen en la intersección de los ejes. Los dientes coinciden con las generatrices de los conos. Existen, no obstante, algunas variantes. En el engranaje cónico de dentado espiral, el diente es tallado a lo largo de una espiral que se enrolla en el cono. Elengranaje hipoide se distingue del anterior en que los ejes no están en un mismo plano (sus vértices no coinciden en un mismo punto), lo cual hace que se pueda situar el árbol del piñón a cierta distancia por debajo del de la corona. Ello permite, por ejemplo, en la transmisión de los automóviles, rebajar la altura del piso de los coches.
De los engranajes cilíndricos y cónicos derivan muchos otros. En un engranaje helicoidal las ruedas y piñones son cilíndricos, pero los dientes adoptan la forma de arcos de hélice inclinados respecto al eje de rotación. El engranaje de tornillo sin fin constituye un caso particular de engranaje helicoidal para árboles cuya orientación difiere de 90º. Su piñón está constituido por un tornillo que, en vez de ser cilíndrico, adopta la forma circular de la rueda al par que está, de perfil acanalado, se adapta a la de aquél, engranando con él a lo largo de unos 60 a 90º. Los engranajes helicoidales se beneficien de la propiedad que tienen sus dientes de engranar progresivamente y de asegurar así una transmisión más suave y silenciosa que la que se obtiene con los engranajes de dientes rectos. Tienen el inconveniente de engendrar un empuje longitudinal sobre los árboles, efecto fácilmente corregible con un tope adecuado o merced a una segunda rueda simétrica de la primera. Por lo demás, ambas pueden estar unidas en una sola, que constituye entonces una rueda de flecha, bihelicoidal o de cheurones. En algunas aplicaciones de los engranajes cilíndricos el piñón engrana no ya con una rueda, sino con una barra dentada, la cremallera, que puede ser considerada como un segmento de rueda de diámetro infinito. Su cometido es la transformación de un movimiento circular en movimiento rectilíneo o viceversa. Los engranajes interiores tienen la forma de una corona, con los dientes tallados en el interior de la llanta. A este tipo pertenece, por ejemplo, la corona de los trenes epiciclocoidales o planetarios como el del diferencial de los automóviles.

Todos los engranajes son, por definición, de acción directa: los dientes de una rueda engrana en los de otra. En ciertos casos, cual ocurre con el plato y el piñón de las bicicletas, las ruedas dentadas están más o menos alejadas y las enlaza una cadena cuyos eslabones engranan en los dientes. Ese modo de transmisión es calificado deengranaje de acción indirecta.
ENGRANAJES CILÍNDRICOS
Se fabrican a partir de un disco cilíndrico, cortado de una plancha o de un trozo de barra maciza redonda. Este disco se lleva al proceso de fresado en donde se retira parte del metal para formar los dientes. Estos dientes tienen dos orientaciones : dientes rectos (paralelos al eje) y dientes helicoidales (inclinados con respecto al eje). En las figuras se muestran un par de engranajes cilíndricos y un engrane cilíndrico de diente helicoidal.
Los engranajes de diente recto son mas simples de producir y por ello mas baratos, la transmisión del movimiento se realiza por medio de los dientes, quienes se empujan sin resbalar. En el caso de los dientes helicoidales los dientes se empujan y resbalan entre sí, parte de la energía transmitida se pierde por roce y el desgaste es mayor. La ventaja de los helicoidales es la falta de juego entre dientes que provoca un funcionamiento silencioso y preciso.
Los engranajes cilíndricos se aplican en la transmisión entre ejes paralelos y que se cruzan. En la figura se aprecia una transmisión entre dos ejes que se cruzan, utilizando dos engranajes cilíndricos de diente helicoidal.
Los engranajes pueden ser desde muy pequeños hasta muy grandes, para facilitar la puesta en marcha y la detención de un mecanismo es importante que el engranaje tenga poca masa, esto se logra quitando material a la llanta. Puede fabricarse una llanta delgada, con perforaciones o simplemente sacar la llanta y reemplazarla por rayos. En la figura se aprecian tres engranes de distinto tamaño, desde un engrane macizo hasta un engrane con rayos pasando por un engrane con llanta aligerada.
El proceso de fabricación es el maquinado con fresas u otro mecanismo de corte, dependiendo del tamaño del engrane. En la figura se aprecia un engrane cilíndrico de diente helicoidal de gran tamaño, durante el proceso de maquinado de dientes.
FABRICACIÓN DE ENGRANAJES

Pueden obtenerse por moldeo o por talla de muy variadas materias: aceros especiales, hierro colado, bronce, latón, aleaciones de aluminio, nailon, madera e incluso tejidos y papeles baquelizados bajo presión. Los que se obtienen vaciando metal en moldes apropiados son menos costosos, pero, al carecer de precisión, requieren ser montados con mucho juego y son, por ende, ruidosos. Sólo convienen para maquinaria agrícola, grúas y otros mecanismos en los que funcionan a velocidades moderadas.
La talla de las ruedas dentadas se efectúa con máquinas especiales y a veces son simples fresadoras de cabezal divisor. Con la fresadora, los mejores resultados se obtienen, no ya con la fresa de perfil constante, sino con otra en forma de tornillo sin fin poliroscado y varias veces interrumpido para formar otros tantos filos cortantes. Esa fresa de rodadura gira sobre su eje horizontal y sus dientes atacan al contradentado de la rueda a labrar que gira sobre un eje vertical. En la talla por generación el útil consiste en un peine cuyos dientes cortantes labran la pieza merced a un movimiento alternativo de traslación paralelo al eje de la pieza. Como ésta gira al mismo tiempo, el movimiento relativo de la herramienta y el de la rueda que se labra es semejante al de un engranaje de piñón y cremallera. En otros casos el útil actúa mortajadora y sus dientes cortantes van ahondando más y más las entredientes de la pieza a medida que el eje de ésta y el de la herramienta se van acercando.
Los dientes, con perfecta que haya sido su talla, nunca están exentos de estrías, asperezas y deformaciones. Por lo demás, aunque fueran perfectos, sufrirían deformaciones al ser templados. Es consiguientemente imprescindible someterlos a ulteriores operaciones de rectificación. Los procedimientos corrientemente aplicados con dicho fin son: el esmerilado con muelas especiales, muy finas, a las cuales, tallándolas con diamantes, se ha conferido el perfil exacto del entrediente; el lapeado, que es un esmerilado con un abrasivo tan finísimo que se llegan a respetar tolerancias del orden de la milésima de milímetro; el bruñido, consistente en montar la ruedas y piñones en su posición de trabajo hasta que se consume el desgaste de sus asperezas. Los engranajes perfectamente tallados y rectificados no disipan por fricción más del 1% o, a lo sumo, 2% de la energía mecánica transmitida.
APLICACIONES DE LOS ENGRANAJES

aporte
Son tan numerosos como variadas y las más de las veces no se limitan a un par de ruedas, sino a combinaciones más numerosas, en forma de tren de engranajes. Se puede obtener así cualquier cambio de velocidad. Si, como en la figura de abajo, un piñón motor (1) arrastra una rueda mayor (2) en cuyo mismo eje va calado otro piñón (3) que, a su vez, ataca a otra rueda (4) y así sucesivamente, el número de revoluciones disminuye según la fórmula inserta más arriba. Pero si ese mismo tren funciona al revés, siendo la rueda 4 motriz y transmitiéndose el movimiento de las ruedas a los piñones, la velocidad transmitida en 4 quedará multiplicada en 1 en las mismas proporciones. Las ruedas pares giran en sentido contrario al del eje del motor y las impares en el mismo sentido que éste. Es posible, no obstante, transmitir el movimiento sin cambio de su sentido adoptando una rueda conducida de engranaje interno, o sea, en forma de corona que lleva tallados los dientes en la superficie interior de la llanta.
El tren de engranajes de un reloj mecánico permite que unas pocas vueltas del barrilete motor hagan dar más de 1500 vueltas al piñón minutero. En un automóvil, el cambio de velocidades permite combinar varias ruedas y piñones con objeto de adaptar la carga al régimen del motor, así como para invertir la marcha. El diferencial de ese mismo vehículo constituye otro ejemplo de las muchas posibilidades que ofrecen los engranajes pues, además de transmitir el movimiento del árbol motor entre ejes que forman ángulo de 90º, permite que la rueda del coche situada en el interior de los virajes ruede con menor velocidad que la rueda exterior. En los ferrocarriles de cremallera, piñones dentados de la locomotora engranan en una cremallera fijada en las traviesas; los trenes pueden subir así por pendientes superiores a las que la simple adherencia de las ruedas permitiría franquear a un tren ordinario. En muchos casos resulta útil que una misma rueda dentada pueda accionar simultáneamente varios órganos mecánicos y, por ejemplo, en ciertas maquinillas de afeitar eléctricas el árbol motor hace girar tres rodetes de cuchillas a la vez. Una de las cualidades más preciosas de los engranajes estriba en la ausencia total de deslizamiento entre la primera y la última ruedas del tren lo cual permite obtener en cualquier parte de los mecanismos velocidades o movimientos angulares de rigurosa precisión.
Las exigencias cada vez más numerosas y estrictas impuestas por las nuevas tecnologías hacen que el cálculo y diseño de los engranajes más apropiados para cada uso y de la maquinaria necesaria para fabricarlos constituyan una de las especialidades fundamentales y más difíciles de la moderna ingeniería mecánica.
MÁQUINAS PARA LA FABRICACIÓN DE ENGRANAJES

Se distinguen los siguientes tipos básicos:
Dentadoras Pfauter:
Para tallar engranajes cilíndricos, rectos o helicoidales y coronas.

Dentadoras - Mortajadoras Fellows:
Para tallar engranajes cilíndricos, rectos o helicoidales, con dentado exterior o interior.

Dentadoras - Mortajadoras Maag:
Para tallar engranajes cilíndricos, rectos o helicoidales, con dentado exterior.

Dentadoras Bilgram:
Para tallar engranajes cónicos rectos.

Dentadoras Gleason:
Para tallar engranajes cónicos helicoidales o espiroidales.

Afeitadoras Fellows y rectificadoras Maag:
Para el acabado de los flancos de los dientes o helicoidales de engranajes exteriores.



INDICE
Páginas
Introducción 1-2
Historia y Evolución de los Engranajes 3-4
Engranajes 4-6
Ruedas Dentadas 6-8
Engranajes Cilíndricos 8-9
Fabricación de Engranajes 10-11
Aplicaciones de los Engranajes 11-12
Máquinas para la Fabricación de
Engranajes 13-14

Índice 15
Como funciona?[Info]

“LOS ENGRANAJES” 1º-B.A.C.H.-A
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Hasta aca llego mi post espero que les hala gustado.