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EDUCACIÓN TECNOLÓGICA 3

Ciclo Lectivo

2020 Prof. Lic. Julia Alejandra Pérez


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P R O F. L I C . J U L I A A L E J A N D R A P É R E Z

Objetivos generales:

Después de cursar este espacio curricular, los estudiantes estarán en condiciones de:

Identificar y analizar los distintos procesos tecnológicos, sus productos resultantes, sus impactos

socio-culturales y ambientales en los distintos entornos cercanos y cotidianos.

Reconocer y considerar las operaciones que intervienen e interactúan con materia, energía e

información en los procesos productivos, para lograr mayor eficacia y mejor calidad en la

obtención de los productos tecnológicos.

Examinar críticamente los productos, procesos y organizaciones como sistemas, considerando

todos los elementos que la componen.

Fortalecer el trabajo cooperativo y solidario para interactuar en la construcción de innovaciones

tecnológicas que respondan a una problemática o necesidad.

Reflexionar lógicamente y éticamente sobre el uso de la biotecnología y la nanotecnología en

nuestras vidas.

Reflexionar sobre el propio proceso de aprendizaje para explicar los conocimientos adquiridos y

reconocer aquellos aspectos que requieren de otros abordajes.

Implicarse en propuestas colectivas desde un rol activo y protagónico, en la búsqueda de un

resultado común.

Expectativas de logros para el tercer año:

Investigar y conocer los subsistemas de control y automatización dentro de un proceso

tecnológico.

Reconocer, organizar y vincular las diversas operaciones dentro de un proceso tecnológico.

Indagar acerca de las actividades en las que se emplean medios técnicos para obtener un fin.

Conocer y analizar la estructura, funcionamiento de elementos de los sistemas socio-técnicos.

Definir, formular y resolver situaciones problemáticas que impliquen el diseño de artefactos y/o

procesos.

Conocer, comprender y utilizar progresivamente las tecnologías de la información y las

comunicaciones para planificar, organizar, diseñar y publicar proyectos que resuelvan situaciones

problemáticas reales.


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PROGRAMA DE EDUCACIÓN

TECNOLÓGICA 3er AÑO

Módulo 1: Teoría General de Sistemas:

1.1 Sistemas. El enfoque sistémico. Subsistemas. Concepto. Características.

1.2 Sistemas naturales y artificiales. Abiertos y cerrados.

1.3 Los aspectos estructurales y funcionales de los sistemas.

1.4 Los productos tecnológicos, los procesos y las organizaciones como sistemas.

Módulo 2: Los sistemas de control:

2.1 Sistema de control. Concepto. Clasificación: naturales y artificiales.

2.2 Sistemas de control manual y automático.

2.3 Sistemas de control de lazo abierto y lazo cerrado.

2.4 Importancia en la regulación y verificación en los productos, procesos y organizaciones.

2.5 Robótica y programación.

Módulo 3: Biotecnología y Nanotecnología:

3.1. La Biotecnología:

3.1.1. Biotecnología. Concepto. Aplicaciones.

3.1.2. Técnicas modernas y tradicionales de la biotecnología.

3.1.3. La ingeniería genética: campo de aplicación.

3.1.4. La clonación. Obtención de individuos transgénicos.

3.2. La Nanotecnología:

3.2.1. Nanotecnología. Concepto. Alcances.

3.2.2. Escala nanométrica.

3.2.3. La nanociencia. Aplicaciones. Precursor.

3.2.4. Nanomateriales. Productos nanotecnológicos. El grafeno.

Módulo 4: Ciencia, Tecnología y Sociedad:

4.1. El progreso científico tecnológico y su relación con el desarrollo socio económico.

4.2. La transferencia de tecnología. Organismos estatales.


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Bibliografía y webgrafía:

Del docente:

Bonardi, Cristina (2009). Tecnología 9. Editorial SIMA. Córdoba. Argentina. 1er Edición.

Bonardi, Cristina (2014). Tecnología 9. Editorial SIMA. Córdoba. Argentina. 2da Edición.

Fernández, Alfredo y Franco, Ricardo (2000). Tecnología 7. Editorial Santillana. Serie

Claves.

Cicera, Ramón; Fernández, Eduardo y otros (2000). Tecnología 8. Editorial Santillana.

Serie Claves.

Cicera, Ramón; Fernandez, Alfredo y otros (2001). Tecnología 9. Editorial Santillana.

Serie Claves.

Sitio web de las Instituciones científicas tecnológicas de Argentina.

Del alumno:

Compendio elaborado por el docente.


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MÓDULO 1 TRABAJO N° 1: EL ENFOQUE SISTÉMICO. LOS SISTEMAS

Objetivo:

Comprender la concepción de sistema aplicada a los productos tecnológicos. Conocer las características de los sistemas.

A lo largo de la historia de la humanidad, el hombre ha creado diversos medios técnicos como

herramientas, dispositivos y máquinas, que le han facilitado la realización de diferentes acciones y tareas.

La incorporación de las máquinas a fin de realizar diferentes operaciones en los proceso productivos,

reemplazando la labor manual, se denominó mecanización. Posteriormente se avanzó en la introducción

de sistemas de control a fin de controlar y regular el

funcionamiento de las mismas, dando paso a la automatización.

La automatización (del griego antiguo auto: guiado por uno

mismo), es el uso de sistemas o elementos computarizados y

electromecánicos para controlar maquinarias y/o procesos

industriales sustituyendo a operadores humanos.

El enfoque sistémico

El enfoque sistémico es una forma de abordar o estudiar un fenómeno o un objeto como sistema, es

decir, establecer sus límites, sus propiedades, sus componentes funcionando como un todo (las

relaciones entre los componentes), sus flujos de energía, materia o información, identificar subsistemas

o suprasistemas, etc.

El enfoque sistémico no concibe la posibilidad de explicar un elemento si no es precisamente en su

relación con el todo.

Una exposición moderna del enfoque sistémico es la llamada Teoría General de Sistemas (TGS) que fue

propuesta por el biólogo austriaco Ludwig von Berthalanffy a mediados del siglo veinte.

La TGS propone una terminología y unos métodos de análisis que se han generalizado en todos los

campos del conocimiento y están siendo usados extensamente por científicos de la física, la biología y las

ciencias sociales.

Actividad:

Analizar la secuencia de las siguientes imágenes y reflexionar acerca de ella.

1- Si centramos la atención en una imagen solamente, ¿qué idea tenemos?

2- Ahora si observamos el conjunto de imágenes, ¿qué idea tenemos?


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Si para mirar lo pequeño necesitamos un microscopio, para mirar lo complejo necesitamos un macroscopio.

El enfoque sistémico nos invita a comprender la realidad del mundo natural y artificial estudiando el todo,

las partes, las múltiples relaciones que se producen entre ellas y con el todo; aportándonos una visión

macroscópica.

¿Qué opinas de la imagen anterior?

Redacta en la carpeta un concepto de enfoque sistémico.

Actividad Inicial:

¿Qué les siguiere la palabra sistema?

¿Qué sistema han estudiado en otras asignaturas?

¿Por qué creen que los anteriores son sistemas?

¿Podrían decir que tienen en común?

Elaborar una definición de sistema con tus propias palabras.


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Si recuerdan lo aprendido en Biología, a la hora de estudiar el ecosistema terrestre (el todo), es

importante hacerlo no de manera aislada, sino teniendo en cuenta las múltiples interrelaciones que se

producen entre sus componentes (partes).

Estas interrelaciones y dependencias (ciclos biogeoquímicos) entre los distintos componentes o partes

(hidrósfera, litósfera, biósfera, atmósfera) aseguran el mantenimiento del equilibrio del ecosistema

(todo).

Pero también estas interrelaciones hacen que cuando algún desastre ecológico ocurre aún muy lejos

de donde vivimos, a la larga repercuta de algún modo sobre nosotros.

Los sistemas

Concepto de sistema

Un sistema es un conjunto de elementos que se interrelacionan dinámicamente para

cumplir una función que los caracteriza como sistema.

1- Identificar las palabras claves del concepto. Definirlas.

CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS

Sistemas naturales son aquellos que han sido elaborados por la naturaleza, desde el nivel de estructura

atómica hasta los sistemas vivos, los sistemas solares y el universo.

Sistemas artificiales son aquellos que han sido diseñados por el hombre.

Los sistemas cerrados son los que no tienen ninguna clase de intercambio con el medio que los rodea, y

por lo tanto son herméticos a la influencia ambiental.

No reciben influencia alguna de lo que los rodea: los recursos de los que se vale siempre son los propios.

Ejemplos de sistemas cerrados: Un globo inflado, una olla a presión, una batería de un auto, el motor de una

heladera.

Los sistemas abiertos, por el contrario, son los que tienen una relación permanente con su medio

ambiente intercambiando materia, energía e información.

A diferencia de los sistemas cerrados, en los sistemas abiertos existe una transformación permanente

motivada por el intercambio de energía.

Ejemplos de sistemas abiertos: Un bosque, una pecera, un río, una ciudad, un animal, una bacteria.

Actividad en carpeta:

3- Definir y ejemplificar sistemas naturales y artificiales.

4- Definir y ejemplificar sistemas abiertos y cerrados.

5- Pegar imágenes o dibujar por lo menos 2 ejemplos de cada uno.

http://www.ejemplos.co/10-ejemplos-de-sistemas-cerrados/

http://www.ejemplos.co/10-ejemplos-de-sistemas-abiertos/


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TRABAJO N° 2: ASPECTOS ESTRUCTURALES DE LOS SISTEMAS

Objetivos: Establecer comparaciones entre sistemas. Identificar los aspectos estructurales de los sistemas.

El aspecto estructural

Involucra la organización de los componentes del sistema.

Las PARTES O COMPONENTES del sistema (subsistemas, elementos): su orden y su distribución.

Las partes que conforman un producto son en sí mismas también sistemas, pero por constituir el producto

las denominaremos subsistemas. A su vez, estos últimos están constituidos por elementos.

Un conjunto de elementos es un sistema, o un subsistema, dependiendo del límite que fijemos, es decir

cuánto pretendamos abarcar al estudiarlo.


1- Definir las partes o componentes del sistema: los subsistemas y los elementos. Dar ejemplos.

2- ¿De qué depende que un conjunto de elementos sea un sistema o un subsistema?

3- A partir del siguiente listado de conceptos, completar el cuadro correspondiente clasificando las

categorías: sistema, subsistema y elemento.

a. Sistema de salud – hospital – camilla.

b. Rueda - bicicleta – rayo.

c. Empresa – producto – departamento de producción.

d. Escuela – profesor – departamento de Educación Física.

Sistema Subsistema Elemento


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4- De acuerdo a lo trabajado, completar el gráfico con los siguientes términos según el grado de inclusión: a. Sistema de distribución de agua. b. Tanque. c. Canilla. d. Sistema de instalación domiciliaria.

5- Menciona los subsistemas de los sistemas de:

Salud:

Alimentación:

Vivienda:

Educación:

Un LÍMITE es lo que separa al sistema del entorno (la piel del cuerpo, la frontera de una nación).

6- Define qué es el límite del sistema. Da ejemplos. 7- Pega un objeto tecnológico y traza por lo menos tres límites que identifiquen diferentes subsistemas

dentro del mismo producto.

Los DEPOSITOS son lugares en el sistema donde se almacenan energía, materia e información.

8- Define que son los depósitos del sistema. Da ejemplos de depósitos que almacenan energía, información y materiales.

9- Analiza las siguientes imágenes de diferentes depósitos e indica que almacenan.

Sistema

Subsistema

Elemento

Los productos tecnológicos y las

organizaciones forman parte de

sistemas mayores, por ejemplo: los

autos, las bicicletas, los colectivos,

las redes viales, las señales de

tránsito constituyen subsistemas de un

sistema mayor; el sistema de

transporte; un hospital del sistema de

salud; una escuela del sistema de

educación.


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Una RED DE COMUNICACIÓN es la comunicación que se establece entre las partes del sistema y

da lugar al intercambio de materia, energía e información.

Las cañerías, los cables eléctricos, los gasoductos, los cables telefónicos, los caminos, las redes

informáticas, las rutas y las cintas transportadoras son elementos de los sistemas destinados a facilitar la

comunicación entre las distintas partes.

10- Define que es una red de comunicación. Marca en los ejemplos anteriores, dos redes que transporten energía, dos que transporten información y dos que transporten materias.

11- Puesta en común.


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TRABAJO N° 3: ASPECTOS FUNCIONALES DE LOS SISTEMAS

El aspecto funcional

Involucra las transformaciones de materia, energía e información que se producen en el sistema. A

estas transformaciones la asociamos con flujos, de materia, energía e información, que circulan por el

sistema en un cierto periodo de tiempo.

Los flujos se expresan por cantidades en unidad de tiempo, por ejemplo el flujo de dinero podría estar

representado por el salario mensual o el flujo de productos por la cantidad de motos fabricadas por día

en la planta industrial, etc.

Los flujos hacen subir o bajar el nivel de los depósitos y sirven de base a las decisiones para actuar

sobre ellos haciendo, impidiendo o favoreciendo la suba o baja de los niveles de los depósitos.

Estos flujos se representan

gráficamente con flechas

En todo sistema se producen ingreso y egreso de flujos


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Actividad en carpeta

1- Transfieran los elementos analizados al siguiente esquema del sistema de transporte público de

nuestra ciudad.

INFORMACION INFORMACION

MATERIA MATERIA

ENERGIA ENERGIA

Retroalimentación

INFORMACION INFORMACION

MATERIA MATERIA

ENERGIA ENERGIA

Retroalimentación

2- Piensa en algún producto tecnológico con el que estés familiarizado y responde:

a. ¿Crees que es un sistema? Justificar.

b. ¿Es un sistema abierto o cerrado? Explicar.

c. Indica los aspectos estructurales y funcionales del mismo.

d. Aplicar los esquemas correspondientes a los productos analizados.

En tecnología, el enfoque sistémico permite considerar a un determinado objeto, producto, proceso u

organización como una totalidad a la que se puede describir, explicando su funcionamiento a través de

las relaciones de sus componentes entre sí y con el medio ambiente.

ENTRADA SISTEMA SALIDA



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TRABAJO N° 4: LOS PRODUCTOS TECNOLÓGICOS, LOS PROCESOS Y

LAS ORGANIZACIONES COMO SISTEMAS

Objetivos:

Conocer qué es una Organización.

Identificar las características de las Organizaciones como sistemas.

Las Organizaciones

Las Organizaciones son un conjunto de recursos humanos, materiales, tecnológicos y de información

que interactúan orientados hacia determinados objetivos y se desempeñan en permanente intercambio

con el medio.

Las organizaciones toman recursos del medio y los emplean en los procesos que permiten fabricar

bienes, comercializarlos, prestar servicios, etc. Estos bienes y servicios son ofrecidos al medio, donde los

clientes los consumen para satisfacer sus necesidades y deseos.

Las Organizaciones constituyen sistemas.


1- Define qué son las Organizaciones.

2- ¿Qué similitud encuentras con el concepto de sistema? ¿En qué difieren?

3- Selecciona una organización que conozcas y da ejemplos de los aspectos funcionales de la misma.


TRANSFORMACION


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MÓDULO 2 TRABAJO N° 5: LOS SISTEMAS DE CONTROL

Objetivos:

Comprender y aplicar el concepto de sistema de control.

Identificar los sistemas de control en los productos, procesos y organizaciones.

Introducción

El hombre ha utilizado herramientas para satisfacer sus

necesidades. Por ejemplo, descubrió, quizá por casualidad, cómo

obtener fuego para proporcionarse calor y cocinar sus alimentos. Lo

hizo frotando enérgicamente dos trozos de cierta piedra (pedernal).

La piedra era su herramienta. Hoy en día, se dispone de

pequeños y económicos encendedores que permiten disponer

inmediatamente de fuego. Si se los observa con atención, se verá

que tienen una pequeña piedra, que cuando es rozada por la medita metálica

que hacemos girar, desprende chispas que encienden el gas.

Precisamente, el material con que está hecha esa pequeña piedra es, en

esencia, el mismo que utilizaban nuestros antepasados de las cavernas. En la

actualidad lo encontramos, junto con un tanque de gas, una válvula que

regula su salida, una entrada de oxígeno y hasta otra válvula de recarga

formando parte de un sistema: el encendedor. Cada componente, por sí

mismo, no puede proporcionar fuego, pero sí puede hacerlo el conjunto.

Características y tipos de sistemas de control

Un encendedor, una bicicleta y un automóvil son sistemas que funcionan sólo si cuentan con todos sus

componentes y éstos desarrollan sus funciones en forma simultánea.

Un sistema es un conjunto de elementos o dispositivos que interactúan para cumplir una función

determinada. Se comportan en conjunto como una unidad y no como un montón de piezas sueltas.

El comportamiento de un sistema cambia apreciablemente cuando se modifica o reemplaza uno de

sus componentes; también, si uno o varios de esos componentes no cumplen la función para la cual fueron

diseñados. Entonces, resulta necesario controlar cada elemento en forma independiente, o bien, el

resultado final de todo el sistema.

Se puede controlar la batería de un auto, la presión de los neumáticos, la temperatura del agua de

refrigeración o la presión de aceite: batería, neumáticos, agua de refrigeración y aceite son algunos de los

componentes de un automóvil. Pero, además, es posible controlar la velocidad del auto, que es el

resultado del funcionamiento del motor en su conjunto.


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Crónica de una tragedia anunciada

El vuelo LAPA 3142, de la aerolínea argentina LAPA, se estrelló

en el aeroparque Jorge Newbery de la ciudad de Buenos Aires el

31 de agosto de 1999 a las 20:54 hora local, cuando despegaba

hacia la ciudad de Córdoba, protagonizando uno de los accidentes

más graves de la historia de la aviación argentina.

Al iniciar la aeronave su carrera de despegue comenzó a sonar

una alarma a la que los pilotos hicieron caso omiso. Esa alarma,

que los pilotos no pudieron determinar a qué se debía, indicaba que los flaps se hallaban retraídos, lo que

les impidió despegar pese a haber superado la velocidad mínima que habían calculado que necesitaban

para hacerlo. Imposibilitados de frenar antes del fin de la pista por la velocidad que traían, continuaron la

carrera fuera de ella, rompiendo luego las vallas del perímetro del aeropuerto, cruzando una avenida,

arrastrando en su trayecto a un automóvil que circulaba por ella, para terminar colisionando sobre unas

máquinas viales y un terraplén. La pérdida de combustible sobre los motores calientes y el gas expelido

por la rotura de una planta reguladora de gas existente en el lugar, provocaron el incendio y destrucción

total de la aeronave.

En el accidente murieron 65 personas, mientras que 17 resultaron heridas de gravedad y otras tantas

levemente.

La Junta de Investigaciones de Accidentes de Aviación Civil (JIAAC) determinó que se había tratado de

un error de los pilotos al olvidar configurar el avión correctamente para el despegue. Sin embargo, la causa

penal abierta se centró posteriormente en probar que la cultura organizativa de la empresa y la falta de

controles por parte de las autoridades de la Fuerza Aérea fueron factores causales del accidente,

permitiendo, por ejemplo, que el piloto volara con una licencia vencida. Es por eso que la Justicia ha

imputado y elevado a juicio oral a algunos de los máximos directivos de la empresa LAPA y a los

funcionarios de la Fuerza Aérea responsables de los controles.

1) Lee atentamente el artículo anterior.

a. Reflexionar acerca de las causas del accidente.

b. Responder:

a. ¿Cuáles fueron las fallas de control que existieron?

b. ¿Qué deberíamos exigir a los entes reguladores del servicio de transporte aéreo?

c. Reflexione sobre la importancia del control.

2) Piensa en la escuela y trata de especificar qué aspectos se controlan:

a. Referido a los profesores

b. Referido a los alumnos

c. Referido a lo que se enseña y a lo que se aprende

d. Referido a la disciplina

e. Referido a la higiene

3) ¿Por qué crees que es necesario el control?


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El problema del control se presenta cuando se pretende que el comportamiento de un sistema se ajuste

al objetivo que se ha planteado con anterioridad.

El control de los sistemas es muy importante para evitar posibles impactos negativos sobre la sociedad,

el medio ambiente, etc.

4) En los siguientes sistemas:

Sistema de tránsito

Sistema educativo

Una empresa constructora

Sistema de distribución de energía de una casa

a) ¿Cuál es la importancia de la existencia del control?

b) ¿Qué aspectos se controlan?

c) ¿Cuáles son las consecuencias de la ausencia del control?

En el cuerpo humano encontramos numerosos sistemas de control. Por ejemplo el control del

mantenimiento de la temperatura corporal constante a lo largo de todo el año. Cuando la temperatura

baja o sube fuera de los parámetros normales existen en nuestra piel receptores de temperatura que

captan esa información y la envían al sistema nervioso para que éste, tras procesarla, active mecanismos

tales como el escalofrío (produce calor) o la sudoración (se pierde calor como vapor de agua), que

garantiza la temperatura corporal constante.

Existen sistemas de control naturales o biológicos y artificiales creados por el hombre.

Concepto:

Los sistemas de control son subsistemas de otros más amplios, a los que regulan a través de

señales de información de distinto tipo. Esta regulación se logra tras la comparación de dichas

señales con un valor o magnitud prefijada.

Si tomamos como ejemplo el sistema de distribución de agua de la casa y el subsistema canilla,

encontramos los siguientes elementos:


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TRABAJO N° 6: SISTEMA DE CONTROL MANUAL Y AUTOMÁTICO

El control es un procedimiento manual o automático. Esto dependerá de si la información previa al

proceso de regulación proviene de los órganos de los sentidos del usuario o implica sustituir la

intervención del hombre en las operaciones de regulación por el uso de dispositivos mecánicos,

neumáticos, eléctricos, etc., capaces de realizar acciones por si mismos.

La automatización puede considerarse como la liberación del hombre de la carga que representan

ciertas tareas repetitivas.

La regulación se basa en comparar una señal de salida o retroalimentada con una señal de referencia

(valor deseado). De dicha comparación se tiene una señal de desvío (diferencia entre el valor de salida y

el deseado) que determina el ajuste. La comparación y el ajuste se pueden realizar automáticamente o

puede ser manual.


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1- Identificar las imágenes de los siguientes artefactos e indicar:

a. ¿Cuál es el sistema controlado?

b. Este sistema ¿es manual o automático?

c. ¿Cuál es la variable a controlar?

d. ¿Qué consecuencias habría ante la usencia del control?

2- Puesta en común.

Actividad para la casa:

Realizar en grupo de no más de 3 alumnos la siguiente experiencia:

Objetivo:

Investigar el sistema de control utilizado en el depósito de agua del baño.

Materiales:

Lápiz, papel, metro, cronómetro, baño con depósito de agua.

Procedimiento:

1. Tomen el lápiz, el papel y el metro y vayan al baño.

2. Observen si detrás del inodoro hay un recipiente cerámico. Ese es el depósito de agua, más

conocido como “mochila del inodoro”.

3. Dibujen la forma que tiene, vista de frente, de costado y arriba. Midan el ancho, el largo y el alto

del dispositivo y anoten las medidas en el dibujo.

4. Levanten la tapa que lo cubre y observen los elementos que componen la mochila. ¿Cuántos

componentes puedes identificar? Hagan una lista con ellos.

5. Con la tapa abierta, accionen la palanca del depósito y observen como descarga el agua y como

se llena: ¿se vacía por completo? ¿Por qué les parece que ocurre esto?

6. Esperen que vuelva a llevarse de agua y accionen la palanca nuevamente. ¿Por dónde ingresa el

agua?

5

1 2 3

6


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7. Mientras está en funcionamiento, observen los componentes. ¿Cuáles son los componentes

móviles?

8. Ajusten a 0:00 el cronómetro, simultáneamente accionen la palanca del depósito y activen el

cronómetro. Detengan el cronómetro cuando termine la descarga. ¿Cuánto demoró en cargar el

agua?

9. Esperen que vuelva a llenarse de agua y accionen la palanca otra vez: tomen el tiempo de llenado,

es decir, activen el cronómetro en el momento en que termina la descarga y deténganlo en el

momento en que se llena. ¿Cuánto tiempo demoró en llevarse? ¿Qué es lo que indica que el

depósito está lleno?

10. Redacten un resumen describiendo todo el proceso de funcionamiento de la mochila del inodoro,

indicando qué función cumple cada componente.


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TRABAJO N° 7: SISTEMAS DE CONTROL DE LAZO ABIERTO Y LAZO

CERRADO

Sistemas de control de lazo abierto

Estos sistemas funcionan de acuerdo con órdenes preestablecidas que no pueden ser modificadas. Por

ejemplo, un horno de microondas es un sistema de lazo abierto, porque si colocas una pizza y seleccionas

30 minutos como tiempo de cocción, cuando la retires la encontrarás quemada. Esto ocurre porque no

hay manera de ordenarle al horno de microondas que se apague cuando la pizza está lista. Por eso cuando

cocinas con microondas es mejor que falte tiempo y que no sobre.

En los sistemas de control de lazo abierto la señal de salida no influye en el

funcionamiento del sistema. Por ejemplo el lavarropas que al finalizar su

programa de lavado carece de un sensor que indique que la ropa, luego del

proceso del lavado está limpia o todavía sucia. Se ve aquí que la salida no influye

en la señal de entrada, ya que el lavarropas no inicia por si mismo nuevamente un

programa de lavado.

El esquema de funcionamiento de un sistema de control de lazo abierto es el siguiente:

Entrada del usuario: son los materiales a procesar y las órdenes o comandos que especifica el usuario, en

general, mediante un papel de control. Dependiendo del dispositivo se pueden especificar duración,

temperatura, volumen, etc.

Unidad de control: es la encargada de traducir las órdenes del usuario en señales eléctricas, neumáticas

o hidráulicas, según el tipo de dispositivo.

Entrada de referencia: es la orden del usuario en un formato que puede entender la unidad de proceso.

Unidad de proceso: se encarga de realizar el proceso en sí. El modo de funcionamiento depende de la

entrada de referencia que recibe. En general, ni bien recibe e interpreta una entrada de referencia,

comienza a funcionar.

Señal de fin (salida): indica la finalización del proceso. Puede ser un sonido, o la expulsión del material

procesado. Parte de la salida también pueden ser residuos del proceso.

Algunos dispositivos que utilizan sistema de control de lazo abierto

Dispositivo Función Entrada Salida

Horno de microondas

Cocinar,

calentar y

descongelar los

alimentos

Materia: material crudo o

frío

Energía: eléctrica

Información: tiempo

Materia: material cocido

o caliente

Energía: calórica

Información: sonido de fin

Unidad de

control

Unidad de

proceso

Entrada del usuario Entrada de referencia Salida


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Lavarropas

Lavar la ropa

sucia

Materia: ropa sucia, agua y

jabón


Información: duración o tipo

de programa

Materia: ropa limpia y

agua sucia

Energía: calórica


Tostadora de pan

Tostar pan Materia: pan


Información: duración

Materia: pan tostado

Energía: calórica


Sistemas de control de lazo cerrado

Estos sistemas cuentan con algún mecanismo capaz de modificar la entrada de referencia para adaptar

el sistema a las condiciones cambiantes del ambiente.

En los sistemas de control de lazo cerrado se produce un proceso de retroalimentación. La señal de

salida del sistema (variable a controlar) se compara con un valor de referencia (variable de referencia)

prefijado como un límite, impuesto al sistema para regular su funcionamiento. La diferencia entre la

variable a controlar (la de salida) y la variable de referencia se llama señal de error o desviación. Es ésta

la que pone en marcha a los elementos de control que ejecutan las correcciones necesarias y estabilizan

los procesos o el funcionamiento de los componentes de la máquina involucrada.

El esquema de funcionamiento del sistema de lazo cerrado es el siguiente:

Los sistemas de control de lazo cerrado incorporan un circuito de corrección del funcionamiento,

integrado por la unidad de retroalimentación o sensor y el comparador o regulador. La unidad de

retroalimentación, por ejemplo una termocupla, es un mecanismo que lee la información de salida y se la

pasa al comparador como salida retroalimentada. El comparador toma esa información y la compara

contra la entrada de referencia fijada por el usuario, por ejemplo, una temperatura determinada.

De acuerdo con el resultado de la comparación, se genera una entrada de corrección, que es la que

ingresa a la unidad de proceso. La comparación y la corrección continuas deben ser realizadas, debido a

que los sistemas de lazo cerrados tienen en cuenta las perturbaciones del ambiente, entre otras, los

ruidos, las vibraciones o los cambios de temperaturas. Por esta razón, los sistemas de control de lazo

cerrado son muy utilizados en fábricas y ambientes industriales.

Unidad de

control

Unidad de

proceso

Entrada del usuario

Entrada de referencia

Salida

Comparador

o regulador

Entrada de corrección

Unidad de retro-

alimentación o sensor Salida

retroalimentada

Perturbaciones del ambiente


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Algunos dispositivos que utilizan sistema de control de lazo cerrado

Dispositivo Función Entrada Unidad de

retroalimentación

Salida

Heladera

Mantiene

frescos los

alimentos

Materia: alimentos

a temperatura

ambiente


Información: tiempo

Termostato Materia: alimentos

frescos

Energía: calórica

Información:

temperatura

correcta

Termotanque

Calentar el

agua

Materia: agua fría

Energía: eléctrica o

gas

Información: nivel

de calor

Termocupla Materia: agua

caliente

Energía: calórica

Información:

temperatura

correcta

Depósito del baño

Llena y

descarga el

agua para

el inodoro

Materia: agua

Energía: hidráulica

Información: nivel

de llenado

Flotador y válvula Materia: agua

Energía: mecánica

Información:

cantidad correcta de

agua

Retroalimentación: mecanismo de autorregulación que hace que el medidor transmita la información

necesaria para readaptar el funcionamiento del sistema.

Termostato: aparato que se conecta a una fuente de calor o de frío y que permite mantener una

temperatura constante en un recinto cerrado.

Termocupla: par de metales de diferentes conductividad térmica unidos en uno de sus extremos.

Válvula: pieza móvil, de variadas formas, que sirve para interrumpir la comunicación entre dos elementos

de un sistema.


1- Definir que son los sistemas de control de lazo abierto y de lazo cerrado.

2- ¿Cuál es la diferencia que encuentras entre los esquemas de ambos sistemas? Explica.

3- Investiga cómo funciona la plancha y el semáforo.

4- Utilizando de referencia los cuadros anteriores, realiza lo mismo con la plancha y el semáforo.

Clasifícalos.

5- Indica en las siguientes afirmaciones si son verdaderas o falsas:

o El depósito de agua del baño no es un sistema de control automático.

o El sistema del semáforo no es un sistema de control automático.

o Una fábrica con robots es un sistema de control automático.

o Una vez que despega un avión, no puede volar sin piloto.


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TRABAJO N° 8: LA IMPORTANCIA DE LA REGULACION Y

VERIFICACIÓN EN LOS PROCESOS

Para que un sistema de control automático funcione apropiadamente, debe contar con algún

mecanismo de regulación, es decir, con un mecanismo que le permita comparar el estado del sistema en

un momento dado con el estado de funcionamiento determinado con el usuario. Este proceso de

comparación y posterior corrección del funcionamiento del sistema se conoce como regulación, y es lo

que permite que un sistema funcione de manera automática.

Todo mecanismo de regulación debe contar por lo menos con tres elementos:

Un panel de control, a través del cual el usuario ingresa los valores de las condiciones deseadas

de funcionamiento, por ejemplo, temperatura, presión, tiempo, capacidad, velocidad, etc.

Uno o varios sensores, dispositivos que miden los valores de funcionamiento del sistema y que

los comunican con los elementos de control.

Uno o varios elementos de control, mecanismos que modifican las condiciones de

funcionamiento del sistema para adaptarlas a las condiciones deseadas.

En una embotelladora, por ejemplo, debe existir un mecanismo de

regulación para determinar la presencia de una botella en el

momento de llenado. En el panel de control el usuario debe ingresar

la capacidad de llenado, por ejemplo, 1 litro y el tiempo de rotación

entre 2 botellas, por ejemplo, 2 segundos.

El sensor de presencia de una botella puede ser un sensor de

presión ubicado en la base, donde se posa la botella, o un sensor de

contacto ubicado en forma transversal a la botella.

El elemento de control es una válvula que se cierra y evita la

expulsión del líquido cuando no se detecta la presencia de una botella.


1- Lee atentamente el texto. Realiza un resumen de lo que entendiste.

2- Visualizar en YouTube proyectos que podes hacer con tu grupo relacionado con los sistemas de

control, como por ejemplo:

Semáforo casero: https://www.youtube.com/watch?v=rXBEu1T_6-Y

Bola de discoteca casera: https://www.youtube.com/watch?v=W77VV_d0Gck

Rueda de la fortuna casera: https://www.youtube.com/watch?v=YLYANWRkjG0

U otros que te gusten. Traer la propuesta para hacer en clases.

Analiza en dichos proyectos la importancia en la regulación del control de estos artefactos.

https://www.youtube.com/watch?v=rXBEu1T_6-Y

https://www.youtube.com/watch?v=W77VV_d0Gck

https://www.youtube.com/watch?v=YLYANWRkjG0


28

MÓDULO 3 TRABAJO N° 10: LA BIOTECNOLOGÍA

Objetivos:

Reflexionar acerca de las ventajas y desventajas de los avances de la biotecnología para el

hombre.

Identificar las técnicas tradicionales y modernas de la biotecnología así como sus diferentes

aplicaciones en la industria, la salud, el ambiente, los animales y los vegetales.

Concepto.

La biotecnología es el empleo de organismos vivos para la obtención

de un bien o servicio útil para el hombre. Así, la biotecnología tiene una

larga historia, que se remonta a la fabricación del vino, el pan, el queso

y el yogurt. El descubrimiento de que el jugo de uva fermentado se

convierte en vino, que la leche puede convertirse en queso o yogurt, o

que se puede hacer cerveza fermentando soluciones de malta y lúpulo

fue el comienzo de la biotecnología, hace miles de años.

Técnicas modernas y tradicionales.

Uso de organismos vivos o compuestos

obtenidos a partir de ellos para

generar productos de valor para el

hombre

DISCIPLINAS Y

CIENCIAS Biología

Bioquímica

Genética

Virología

Agronomía

Ingeniería

Química

Medicina

Veterinaria

SALUD Humana

Animal

Vegetal

Ambiental BIOTECNOLOGÍA

TRADICIONAL Técnicas

Fermentación de

alimentos (queso, yogurt,

vino, cerveza, etc)

Compostaje

Vacunas

Control biológico

Mejoramiento de

animales domésticos.

BIOTECNOLOGÍA

MODERNA Técnicas

Basada en la

utilización de nuevas

técnicas de ADN

recombinante

(ingeniería genética),

los anticuerpos

monoclonales y los

nuevos métodos de

cultivos de células.

Involucra Se aplica a

Ha evolucionado


29

Técnicas tradicionales

Aunque en ese entonces los hombres no entendían cómo ocurrían estos procesos, podían utilizarlos

para su beneficio. Estas aplicaciones constituyen lo que se conoce como biotecnología tradicional y se

basa en la obtención y utilización de los productos del metabolismo de ciertos microorganismos.

Los científicos actualmente comprenden en detalle cómo ocurren estos procesos biológicos lo que

les ha permitido desarrollar nuevas técnicas a fin de modificar o copiar algunos de dichos procesos

naturales para poder lograr una variedad mucho más amplia de productos.

Los científicos hoy saben, además, que los microorganismos sintetizan compuestos químicos y

enzimas que pueden emplearse eficientemente en procesos industriales, tales como la fabricación de

detergentes, manufactura del papel e industria farmacéutica.

Técnicas modernas

La biotecnología moderna, en cambio, surge en la década de los ’80, y utiliza técnicas, denominadas

en su conjunto “ingeniería genética”, para modificar y transferir genes de un organismo a otro. De esta

manera es posible producir insulina humana en bacterias y, consecuentemente, mejorar el tratamiento

de la diabetes. Por ingeniería genética también se fabrica la quimosina, enzima clave para la fabricación

del queso y que evita el empleo del cuajo en este proceso. La ingeniería genética también es hoy una

herramienta fundamental para el mejoramiento de los cultivos vegetales.

Por ejemplo, es posible transferir un gen proveniente de una bacteria a una planta, tal es el ejemplo

del maíz Bt. En este caso, los bacilos del suelo fabrican una proteína que mata a las larvas de un insecto

que normalmente destruyen los cultivos de maíz. Al transferirle el gen correspondiente, ahora el maíz

fabrica esta proteína y por lo tanto resulta refractaria al ataque del insecto.


30

Actividad en clase:

Luego de visualizar los videos responder la actividad:

Video 1: La Biotecnología

https://www.youtube.com/watch?v=25WJLqXCNBg

Video 2: ¿Qué es la Biotecnología?

https://www.youtube.com/watch?v=QFV-hpGO8s8

Actividad:

1. ¿Qué es la biotecnología?

2. ¿A qué se denomina biotecnología tradicional?

3. Nombrar ejemplos de productos que se obtiene a través de la biotecnología tradicional, y que se

emplean en diferentes industrias.

4. ¿A qué se denomina biotecnología moderna?

5. ¿Cuál es la principal diferencia entre la biotecnología tradicional y la moderna?

6. Enumerar ejemplos de productos obtenidos por biotecnología moderna.

7. En el video 2 se presenta una situación, redacta lo que sucede y relaciónalo con los temas vistos

(en no menos de 10 renglones).

https://www.youtube.com/watch?v=25WJLqXCNBg

https://www.youtube.com/watch?v=QFV-hpGO8s8


31

TRABAJO N° 11: APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGÍA

Biotecnología Roja

La biotecnología roja agrupa todos aquellos usos de la biotecnología relacionados con la medicina.

Incluye la obtención de vacunas y antibióticos, el desarrollo de nuevos fármacos, técnicas moleculares de

diagnóstico, las terapias regenerativas y el desarrollo de la ingeniería genética para curar enfermedades

a través de la manipulación genética. Algunos de los ejemplos más relevantes de biotecnología roja son,

la terapia celular y la medicina regenerativa, la terapia génica y los medicamentos basados en moléculas

biológicas, como los anticuerpos terapéuticos.

Biotecnología Blanca

La biotecnología blanca engloba a todos aquellos usos de la biotecnología relacionados con los

procesos industriales. Esta biotecnología es conocida como biotecnología industrial, presta especial

atención al diseño de procesos y productos que consuman menos recursos que los tradicionales,

haciéndolos energéticamente más eficientes o menos contaminantes. Existen numerosos ejemplos de

biotecnología blanca, como son la utilización de microorganismos para la producción de productos

químicos, el diseño y producción de nuevos materiales de uso cotidiano (plásticos, textiles…) y el

desarrollo de nuevas fuentes de energía sostenibles, como los biocombustibles.

Biotecnología Azul

La biotecnología azul se basa en la explotación de los recursos del mar para la generación de productos

y aplicaciones de interés industrial. Si tenemos en cuenta que el mar ofrece la mayor biodiversidad,

potencialmente existe una enorme variedad de sectores que se pueden beneficiar de los usos de la

biotecnología azul. Muchos de los productos y aplicaciones de la biotecnología azul se encuentran en fase

de búsqueda o investigación, si bien ya hay ejemplos de utilización de algunos de ellos de forma cotidiana.

Biotecnología Verde

La biotecnología verde se centra en la agricultura como campo de explotación. Las aproximaciones y

usos biotecnológicos verdes incluyen la creación de nuevas variedades de plantas de interés agropecuario,

la producción de biofertilizantes y biopesticidas, el cultivo in vitro y la clonación de vegetales. La creación

de variedades modificadas de plantas se basa casi exclusivamente en la transgénesis. Mediante la

utilización de esta tecnología se persiguen tres objetivos fundamentales. En primer lugar, se busca la

obtención de variedades resistentes a plagas y enfermedades. A modo de ejemplo, en la actualidad se

utilizan y comercializan variedades de maíz resistentes a plagas como el taladro. Una segunda utilización

de las plantas transgénicas está orientada al desarrollo de variedades con mejores propiedades

nutricionales (por ejemplo, mayores contenidos en vitaminas). Por último, la transgénesis en plantas

también se estudia como medio para obtener variedades de plantas que actúen como biofactorías

productoras de sustancias de interés médico, biosanitario o industrial en cantidades fácilmente aislables

y purificables.

Biotecnología Gris

La biotecnología gris está constituida por todas aquellas aplicaciones directas de la biotecnología al

medio ambiente. Podemos subdividir dichas aplicaciones en dos grandes ramas de actividad: el

mantenimiento de la biodiversidad y la eliminación de contaminantes. Respecto a la primera, cabe


32

destacar la aplicación de la biología molecular al análisis genético de poblaciones y especies integrantes

de ecosistemas, su comparación y catalogación. También pueden incluirse las técnicas de clonación con

el fin de preservar especies y la utilización de tecnologías de almacenamiento de genomas. En cuanto a la

eliminación de contaminantes la biotecnología gris hace uso de microorganismos y especies vegetales

para el aislamiento y la eliminación de diferentes sustancias, como metales pesados e hidrocarburos, con

la interesante posibilidad de aprovechar posteriormente dichas sustancias o utilizar subproductos

derivados de esta actividad.


33

Los probióticos

Los probióticos son microorganismos vivos adicionados a los alimentos que en concentraciones adecuadas, ejercen un efecto benéfico a la salud humana.

Los probióticos más estudiados y utilizados son, las bacterias ácido-lácticas o “lactobacilus”. Se encuentran en nuestro tracto bucal, gastrointestinal y vaginal. Conforman un verdadero ejército que nos protege de agentes invasores nocivos para nuestra salud previniendo muchas enfermedades.

En la actualidad se consumen exclusivamente como productos fermentados (yogur). Se ha demostrado, a través de varios estudios clínicos, que los probióticos podrían ser útiles en el tratamiento de enfermedades gastrointestinales.

Efectos beneficiosos:

Reducción de la severidad y duración de la diarrea causada por agentes patógenos.

Control de enfermedades inflamatorias.

Tratamiento y prevención de enfermedades alérgicas.

Estimulación del sistema inmunológico.

Prevención del cáncer.


34

TRABAJO N° 12: LA INGENIERÍA GENÉTICA

Ingeniería genética

A partir de la segunda mitad del siglo XX

comenzaron a desarrollarse técnicas de biología

molecular que permitían analizar y manipular el

ADN.

La ingeniería genética manipula los genes,

identifica en un organismo un trozo de ADN con

alguna característica deseada y lo transfiere a otro

en el que se desea introducir dicha característica.

El primer paso que da el investigador para

transferir ADN es “cortar” o tomar un segmento de

un gen de una cadena de ADN utilizando tijeras moleculares (enzimas especiales) para cortar en un lugar

específico de la cadena de ADN. El investigador luego utiliza estas tijeras para abrir un espacio en el

organismo en el que se va a introducir el gen de interés. Posteriormente, emplea otras enzimas para pegar

o asegurar que el nuevo gen quede fijo en su lugar.

Gracias a esta técnica, en 1978 Boyer logró aislar el gen de insulina humano e insertarlo en bacterias,

convirtiéndolas en fábricas de insulina. Desde entonces la modificación genética de bacterias se ha

empleado en la obtención de fármacos o vacunas, así como de productos de interés económico cuya

preparación por síntesis química es más costosa (antibióticos y pépticos de interés terapéutico, aditivos

alimentarios, etc.).

La ingeniería genética o tecnología de ADN recombinante es la manipulación deliberada de las

moléculas de ADN con el fin de transferir información genética desde un organismo a otro.


35

Los

transgénicos

Un organismo transgénico es el resultado de insertar un gen foráneo (transgen) deliberadamente en

su genoma, con el fin de modificar algunas características del organismo, ya sea porque el transgen

introduzca una nueva funcionalidad o porque bloquee la expresión de un gen particular del huésped.

Dicho gen se construye mediante la tecnología de ADN recombinante, de forma que, además de su

secuencia, incluye otras que le permiten incorporarse al ADN del huésped y ser expresado correctamente

por las células de éste.

Los animales transgénicos se están utilizando para:

Estudiar enfermedades y contribuir a tratamientos más efectivos.

Producir productos biológicos útiles.

Incrementar calidad en los animales de granja.

Conseguir órganos que puedan utilizarse en trasplantes.

Las plantas transgénicas se están utilizando para:

Aumento de productividad de los cultivos mediante resistencia a plagas, enfermedades,

sequías, herbicidas, etc.

Incremento de la calidad y mejora del producto.

Producción de medicamentos.


36

La clonación

La clonación es la acción de reproducir a un ser de manera efectiva en el aspecto fisiológico y

bioquímico de una célula originaria, esto significa que a partir de una célula de un individuo se crea otro

exactamente igual al anterior.

Los caracteres que puede mostrar un ser humano se deben a los genes que ha heredado de sus

progenitores; mediante la clonación es posible que el individuo tenga los mismos genes que el padre o la

madre. La producción sexual se sustituye por la reproducción artificial, pero a los genes los aporta una

única persona, y el individuo obtenido tendrá los mismos genes que ella.

El proceso de clonación consiste en la extracción de una célula del que será su madre o padre biológico,

y óvulo de la madre de alquiler, el que es vaciado de ADN, para que no posea información genética.

Mediante una descarga eléctrica se le fusiona la célula extraída de la madre; su división crea un embrión

el cual al ser introducido en el útero de la madre de alquiler, evolucionará hasta dar lugar a un hijo casi

igual a su padre.


37

Los ratones fueron los primeros animales transgénicos que se obtuvieron en la década del ’80,

paralelamente con el advenimiento de la ingeniería genética. El primer ratón transgénico, publicado en la

revista científica Nature en 1982, produce la hormona de crecimiento de rata por lo cual se ve bastante

más grande que el ratón que no la tiene. El ratón transgénico produce mucha más hormona de

crecimiento que el ratón salvaje.

Este experimento constituyó una revolución porque mostraba que un gen de una especie puede

introducirse en otra especie diferente, integrarse al genoma y expresarse.

Los ratones transgénicos se utilizan fundamentalmente:

- Como herramientas de laboratorio para estudiar los genes, su función y cómo se regula su expresión, si

se cambia el lugar o el tiempo de expresión de ese gen.

- Como modelos de enfermedades para el desarrollo de drogas y estrategias de tratamiento.

Ejemplos de animales transgénicos desarrollados en Argentina y en el mundo

Tracy fue la primera oveja transgénica del mundo, y vivió entre 1991 y 1998. Producía alfa-1-

antitripsina en la leche que sirve para curar una enfermedad.

Mansa es una ternera argentina que nació en 2002 en Argentina. Es la primera ternera clonada y

transgénica. Produce la hormona de crecimiento humana en la leche.


38

La Dinastía Patagonia son vacas transgénicas que producen en su leche insulina y la Dinastía Porteña

son vacas que producen hormona de crecimiento bovina (bGH). Otro logro argentino lo constituye el

trabajo realizado por el Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) y la Universidad Nacional de

San Martín (UNSAM). Los investigadores desarrollaron a Rosita ISA, el primer bovino clonado con genes

humanos que codifican dos proteínas presentes en la leche materna, de gran importancia para la nutrición

de los lactantes: lactoferrina y la lisozima.

La obtención de productos en la leche de animales transgénicos es particularmente interesante para

proteínas que se requieren en gran cantidad o que son muy complejas. La producción en leche permite,

además, una purificación relativamente simple de la proteína de interés.

Recientemente se publicó en la revista Nature Biotechnology un artículo que da cuenta de un nuevo

OGM que está en proceso de desarrollo. Se trata de vacas transgénicas que producirían más cantidad de

la proteína caseína en la leche. Esto permitiría fabricar más queso con el mismo volumen de leche y más

rápido porque el tiempo de coagulación sería menor.

Actividades

Comprensión de conceptos

1. ¿Qué es la tecnología de ADN recombinante?

2. Explica el proceso que se realiza para transferir el ADN de un individuo a otro.

3. ¿Cuáles son las principales aplicaciones de la agrobiotecnología en la actualidad?

4. El primer animal transgénico fue obtenido en 1982. ¿Qué característica se le incorporó y cuál

fue el organismo dador del nuevo gen?

5. ¿Cuál es la característica que le fue incorporada a Mansa, la ternera argentina que nació en

2002?

TRABAJO N° 13: LA NANOTECNOLOGÍA

Objetivos:

Comprender qué es la nanotecnología y sus alcances.


39

NANOTECNOLOGIA

La nanotecnología es el estudio, manipulación, diseño y creación, de materiales, aparatos y sistemas

funcionales a nano escala y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano escala.

La Nanotecnología es aclamada por tener el potencial de incrementar la eficiencia del consumo de

energía, ayudar a limpiar el ambiente, y solucionar los principales problemas de salud. Se ha dicho que es

capaz de incrementar masivamente la producción manufacturera a costos significativamente más

reducidos.

Los productos de la nanotecnología pueden ser más pequeños, baratos, ligeros y más funcionales y

requieren menos energía y menos materias primas para fabricarlos.

ESCALA NANOMETRICA

El prefijo nano se utiliza para expresar la mil millonésima parte de una magnitud, nanómetro es la mil

millonésima parte de un metro, casi cien mil veces más pequeño que el grosor de un cabello humano.

Las bacterias y las células son demasiado grandes para la escala nanométrica, no en cambio un virus,

un átomo y una molécula.


40

La escala nanométrica, no aplica las reglas ordinarias de la Física y la Química. Las características de los

materiales tales como el color, fuerza, conductividad y reactividad, pueden diferir sustancialmente entre

la nanoescala y lo macro.

Nanotubos de carbono son 100 veces más fuertes que el acero pero seis veces más ligeros.

TRABAJO N° 14: LA NANOCIENCIA

Objetivos:

Comprender qué es la nanotecnología y sus alcances.


41

LA NANOCIENCIA

La nanociencia estudia átomos, moléculas y objetos cuyo tamaño se mide sobre la escala nanométrica

(1-100 nanómetros), no se pueden ver a escala macroscópica. En vez de estudiar materiales en su

conjunto, los científicos investigan con átomos y moléculas individuales. Cuando se manipula la materia a

escala tan minúscula como el tamaño de átomos y moléculas, demuestra fenómenos y propiedades

totalmente nuevas. Por lo tanto, la nanotecnología permite crear materiales, aparatos y sistemas

novedosos con propiedades únicas. Los avances en microscópica electrónicas han facilitado la captación

de imágenes en esos diminutos tamaños.

PRECURSOR

El desarrollo de esta disciplina se produce a partir de las propuestas de Richard Feyman, premio Nobel

de Física, quien en 1959 propuso fabricar productos en base a un reordenamiento de átomos y moléculas.

En 1959, el gran físico escribió un artículo que analizaba como los ordenadores trabajando con átomos

individuales podrían consumir poquísima energía y conseguir velocidades asombrosas.


42

IMPLICACIONES EN EL DESARROLLO DE LA NANOTECNOLOGIA

Supondrá numerosos avances para muchas industrias y nuevos materiales con propiedades

extraordinarias (desarrollar materiales más fuertes que el acero pero con menor peso), nuevas

aplicaciones informáticas con componentes increíblemente más rápidos o sensores moleculares capaces

de detectar y destruir células cancerígenas en las partes más delicadas del cuerpo humano como el

cerebro; nanopolvos, que reaccionan haciendo cambiar el color de la etiqueta cuando el producto caduca,

entre otras muchas aplicaciones. Podemos decir que muchos progresos de la nanociencia estarán entre

los grandes avances tecnológicos que cambiarán al mundo.


43

Grafeno: el material que revolucionará el mundo

Hay un material que probablemente revolucionará la mayoría de las industrias. Se llama grafeno, es

hiperfino, flexible y tiene una gran conductividad, y aunque hace ya años que se habla de él, es ahora

cuando se están viendo las primeras aplicaciones reales de esta sustancia. En el Mobile World

Congress (MWC) se vieron algunas muestras, como baterías ultrarrápidas o pantallas flexibles, pero el

grafeno está llamado a revolucionar el mundo.

Técnicamente, el grafeno es un material bidimensional, consistente en una sola capa de átomos de

carbono puro dispuestos en una retícula hexagonal.


44

LAS CLAVES

PROPIEDADES

El grafeno es cinco veces más ligero que el aluminio y 200 veces más resistente que el acero. Es

flexible, y además tiene una gran conductividad del calor y la electricidad. Además, producirlo es

relativamente barato.

INDUSTRIA

Muchas son las industrias que podrían aplicar este material para mejorar sus actuales productos.

Una es la del móvil, con pantallas flexibles y baterías más duraderas, pero también está el automóvil

o la aeronáutica.

FUTURO

Hace años que se habla y trabaja en el grafeno, pero no ha sido hasta los últimos meses que se están

viendo los primeros productos realizados con este material. Pese a ello, aún tardará en ser un

material usado a gran escala.

Ello significa que con él se pueden construir muchos de los elementos que ya conocemos pero con

menor costo, impacto y con mayores prestaciones.

Observado por primera vez en 1964, no fue hasta el 2004 cuando los investigadores Andre

Geim y Konstantin Novoselov lo redescubrieron y describieron con exactitud, un estudio que les valió el

Premio Nobel de Física en el 2010. “Muchos materiales cumplen alguna de las características del grafeno.

Pero solo uno las une todas, lo que abre unas posibilidades enormes”.

ESPERANZA Y REALIDAD

La empresa Zap Go, una compañía con base en Oxford que elabora cargadores de grafeno lanzará al

mercado un cargador de batería realizado con grafeno. Pensando en el futuro, se podrán introducir

también baterías de grafeno en los móviles, y gracias a sus propiedades será posible cargar el teléfono en

solo cinco minutos”. Otro de los productos son pantallas flexibles realizadas con grafeno. “Sus

posibilidades son impresionantes. En unos años la gente podrá tener el móvil en su muñeca”, con una

pantalla de 4,7 pulgadas y un grosor del panel de solo 0,03 milímetros, además, táctil. Otros productos

son sensores de luz (transparentes, flexibles y de bajo consumo, basados en grafeno, pueden tomar forma

por ejemplo de brazalete para medir el ritmo cardíaco) o una camiseta con tintas conductivas que emiten

sonido al tocarlas. “Los móviles flexibles serán una realidad dentro de unos años, y además con batería

de carga ultrarrápida”.

Pero la tecnología móvil no es el único sector que va a cambiar casi por completo. “El sector

del automóvil es uno de los que más se va a beneficiar. Estamos hablando de baterías más ligeras y con

mayor capacidad, además de todo tipo sensores. En el futuro, por qué no, un chasis de grafeno, más ligero

y resistente sería posible.

La industria aeronáutica también se beneficiará, por ejemplo con alas y todo tipo de piezas más

ligeras, o el sector de la salud, con sensores flexibles, incrustables bajo la piel, o en la ropa de la gente,

para la monitorización de las constantes vitales de cualquier ciudadano.

Pese a todo, aún quedan barreras por superar, entre ellas la fabricación del propio grafeno, que aún

debe evolucionar. “Queda aún mucho por investigar para que llegue a gran escala. Veremos algunos

productos realizados con grafeno en el próximo lustro, pero no creo que haya un uso masivo hasta al

menos 10 años”.


45


46

MÓDULO 5 TRABAJO N° 15: CIENCIA, TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD

Objetivos:

Desarrollar las etapas necesarias para elaborar e innovar productos tecnológicos.

Comprender la relación entre el análisis del producto y el proyecto tecnológico.

EL PROGRESO CIENTIFICO TECNOLOGICO Y SU RELACION CON EL DESARROLLO

Actividad inicial:

Visualización en Power Point de los siguientes esquemas:

Análisis y debate de los esquemas de forma oral con el grupo total.


47

Promover la generación y transferencia de las innovaciones tecnológicas en la Industria.

Garantiza la calidad de los procesos, los bienes y servicios producidos de acuerdo a ciertas normas.

Reconstruye el tejido productivo y promueve la innovación de las Pymes en todo el país.

El Instituto Nacional de Tecnología Industrial es un organismo público autárquico argentino creado el días

27 de diciembre de 1.957. Fundado por Ley 17.138 con la misión de promover la generación y

transferencia de la innovación tecnológica en la industria, al tiempo que garantiza la calidad de los

procesos, los bienes y servicios producidos de conformidad con las normas tendencias globales.

Está formado por 6 áreas temáticas en la sede central y 11 centros regionales en distintas ciudades del

país. Estas son:

Área temática de alimentos.

Área temática de calidad, diseño, extensión y desarrollo.

Área temática de construcción, materiales y procesos.

Área temática de electrónica y metrología.

Área temática de química.

Área temática de recursos naturales y medio ambiente.

En el marco del Plan Industrial 2.020, las actividades del INTI se realizan en torno a tres pilares

estratégicos:

Reconstrucción del tejido productivo.

La federalización de la Industria.

Promoción de la innovación en las Pymes en todo el país


48

Contribuir al desarrollo de la investigación y al mejoramiento de las actividades rurales.

Mejoramiento genético de especies, sanidad de los productos, manejo de plagas, generación de

información y tecnología aplicada a la producción.

El Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria es un organismo de vanguardia en el desarrollo agro-

tecnológico mundial que fue creado el 4 de diciembre de 1.956 por medio del Decreto Ley 21680/56. Sus

objetivos son de contribuir al desarrollo de la investigación, a la articulación entre el sistema científico y

tecnológico y la promoción de acciones dirigidas al mejoramiento de la vida rural.

De este modo proyecta sus acciones para alcanzar competitividad, sostenibilidad social y económica en

sentido nacional priorizando la sustentabilidad ambiental de los territorios.

Sus actividades principales son:

Generar información y tecnologías aplicadas a procesos y productos que luego son trasladadas a

los productores.

Trabajar en el mejoramiento genético y el desarrollo de calidades específicas en diversas especies

vegetales, así como en el manejo de cultivos y bosques forestales nativos.

Actuar también en el campo relacionado a la sanidad de los productos, con manejo de plagas,

malezas y enfermedades.

Trabajar en el manejo de mercados de consumo internos y externos y evaluación económica del

impacto de diferentes tecnologías aplicadas.

Priorizar áreas relacionadas con la cosecha, post cosecha, empaque, distribución y

comercialización, trazabilidad de los productos de la carne y lácteos.


49

Estudiar, desarrollar y aplicar tecnología en los aspectos vinculados con la utilización pacífica de la energía

nuclear.

Creación de centrales y reactores nucleares para la generación de energía. Aplicaciones médicas de la

energía nuclear. Formación y capacitación profesional.

La Comisión Nacional de Energía Atómica es el organismo argentino dependiente del Ministerio de

Planificación Federal, Inversión Pública y Servicios. Fue creada el 31 de mayo de 1.950 por decreto Ley

10.936/50. Desde entonces la institución se dedica al estudio, desarrollo y a las aplicaciones de todos los

aspectos vinculados con la utilización pacífica de la energía nuclear.

Las actividades del CNEA son:

Centrales y reactores.

Aplicaciones.

Investigación y Desarrollo.

Seguridad y ambiente.

Formación y capacitación.

Ciclo del combustible nuclear.

Las misiones y facultades de la CNEA se encuentran reflejadas en la Ley 24.804 que establece que en

materia nuclear “El Estado Nacional fijará políticas y ejercerá las funciones de investigación y desarrollo,

regulación y fiscalización”.


50

Entender, diseñar, ejecutar, controlar, gestionar y administrar proyectos, actividades y emprendimientos

en materia espacial en el ámbito de la república Argentina.

Diseño y construcción de satélites y cohetes para observación climática, oceanográfica y terrestre.

La Comisión Nacional de Actividades Espaciales es una organización estatal argentina dependiente del

Ministerio de Planificación Federal, Inversión Pública y servicios del país. La CONAE fue creada el 28 de

mayo de 1.991, procedida por la Comisión Nacional de Investigaciones Espaciales (CNIE) dependiente de

la Fuerza Aérea, que fue cancelada ese mismo año. Es el organismo competente para entender, diseñar,

ejecutar, controlar, gestionar y administrar proyectos, actividades y emprendimientos en materia espacial

en todo el ámbito de la República Argentina.


51

Promover el desarrollo de la ciencia y la tecnología en el país.

Fomenta y subvenciona la investigación científica y tecnológica, el desarrollo nacional y el mejoramiento

de la calidad. Fomenta el intercambio científico y tecnológico del país con el extranjero. Otorga pasantías,

becas de investigación y asesoramiento.

El Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) es un ente autárquico

dependiente del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación productiva de Argentina, destinada a

promover el desarrollo de la ciencia y la tecnología en el país. Es la institución científica más importante

del país y la segunda en Latinoamérica.

Sus principales actividades son:

Fomenta y subvenciona la investigación científica y tecnológica, y las actividades de apoyo que

apunten al avance científico y tecnológico en el país, al desarrollo de la economía nacional y al

mejoramiento dela calidad de vida.

Fomenta el intercambio y la cooperación científico tecnológico dentro del país y con el extranjero.

Otorga subsidios a proyectos de investigación.

Otorga pasantías y becas para la capacitación y perfeccionamiento de egresados universitarios, o

para la realización de investigaciones científicas en todo el país y en el extranjero.

Organiza y subvenciona a Institutos, laboratorios y centros de investigación, que funcionen en

universidades y en instituciones oficiales y privadas, o bajo la dependencia directa del CONICET.

Administra las carreras del investigador científico y de personal de apoyo a la investigación y al

desarrollo.

Otorga premios, créditos y otras acciones de apoyo a la investigación científica.


52

En carpeta:

1- Copiar en la carpeta los esquemas. Redactar una reflexión.

2- Visualización del Power Point de las Instituciones científicas – tecnológicas de la República

Argentina.

3- Análisis y debate de cada una.

4- Lectura de los textos de las Instituciones Científicas – Tecnológicas de la República

Argentina.

5- Subrayar los términos desconocidos y buscar su significado.

6- Identificar el objetivo que se plantea cada Institución y cuáles son las actividades que

realiza.

Tarea:

1- Revisar el power ponit nuevamente (enviado a sus correos electrónicos).

2- Visitar los sitios web de cada Institución y visualizar los videos institucionales.

3- Confeccionar un cuadro comparativo entre las Instituciones de investigación científica -

tecnológica teniendo en cuenta los siguientes ítems:

Nombre completo Objetivo Actividades. Contribución al desarrollo

científico-tecnológico

INTA

INTI

CNEA

CONAE

CONICET

4- Presentar en la próxima clase.


53

Contenidos MÓDULO 1 .............................................................................................................................................................. 6

TRABAJO N° 1: EL ENFOQUE SISTÉMICO. LOS SISTEMAS ............................................................................ 6

TRABAJO N° 2: ASPECTOS ESTRUCTURALES DE LOS SISTEMAS ................................................................. 9

TRABAJO N° 3: ASPECTOS FUNCIONALES DE LOS SISTEMAS ................................................................. 12

TRABAJO N° 4: LOS PRODUCTOS TECNOLÓGICOS, LOS PROCESOS Y LAS ORGANIZACIONES

COMO SISTEMAS ................................................................................................................................................ 14

MÓDULO 2 .................................................................................................................................. 17

TRABAJO N° 5: LOS SISTEMAS DE CONTROL .............................................................................................. 17

TRABAJO N° 6: SISTEMA DE CONTROL MANUAL Y AUTOMÁTICO ........................................................ 20

TRABAJO N° 7: SISTEMAS DE CONTROL DE LAZO ABIERTO Y LAZO CERRADO ................................. 23

TRABAJO N° 8: LA IMPORTANCIA DE LA REGULACION Y VERIFICACIÓN EN LOS PROCESOS ....... 27

MÓDULO 3 .................................................................................................................................. 28

TRABAJO N° 10: LA BIOTECNOLOGÍA .......................................................................................................... 28

TRABAJO N° 11: APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGÍA ....................................................................... 31

TRABAJO N° 12: LA INGENIERÍA GENÉTICA ................................................................................................. 34

TRABAJO N° 13: LA NANOTECNOLOGÍA ..................................................................................................... 38

TRABAJO N° 14: LA NANOCIENCIA ............................................................................................................... 40

MÓDULO 5 .................................................................................................................................. 46

TRABAJO N° 15: CIENCIA, TECNOLOGÍA Y SOCIEDAD ............................................................................ 46

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