Evidencia #1: Investigación en Ingeniería

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
Evidencia #1
Investigación en Ingeniería
Nombre: Gonzalo Rodríguez González
Matrícula: 1593527
Hora: Lunes Nocturno
Aula: 5-311
Instructor: Dr. Roberto Salinas Navarro
Fecha: 22/01/2024
Objetivo de la Práctica
Concientizar al lector de este trabajo de investigación acerca de tres áreas

de conocimiento relacionadas con mi trabajo, estudio o afición; siendo una
de estas explicada con mayor detenimiento para público que no tenga
conocimiento del tema.
Introducción
El uso de los interruptores de circuito se ha popularizado tanto que se ha

vuelto parte del día a día de los lugares que vamos: centros comerciales,
hospitales, residencias e incluso, la oficina en la que se lee este documento.
Las bombillas son otro objeto que también damos por sentado. A cada lugar
que vamos, la iluminación debe existir como parte del ecosistema. Si esta
llega a no estar presente, puede causarnos confusión y molestia.
Y para llegar a los lugares previamente mencionados, la evolución de las

ciudades hace obligatorio que la movilidad sea con un vehículo
motorizado; en su mayoría, autos. Si bien, estos últimos representan
movilidad básica para nosotros, también es propio mencionar que uno de
los deportes más reconocidos a nivel mundial.
Como primera parte, en este proyecto de investigación se buscará dar a

conocer estas tres áreas de conocimiento, mencionando algunos de los
investigadores que aportaron a las mismas, pero haciendo énfasis en una de
ellas, explicando mi participación para continuar su desarrollo.
Y al final, como segunda parte, haré una explicación simple, pero concisa,
de este tema. Esto con el motivo de dar a conocer al lector del tema como
si nunca hubiese escuchado de él en toda su vida.
1
Desarrollo
Interruptor de Circuito
La historia del interruptor de circuito comienza por el interruptor automático

de primera línea, que fue inventado por el estadounidense Charles Grafton
Page.
En 1838, creó un “interruptor”, que

realmente era un tanque de
mercurio con una varilla de
contacto. A medida que
aumentaba la corriente, apareció
un campo electromagnético,
haciendo que la varilla se levantara
del mercurio. El circuito se abrió, y
cuando el campo magnético
desapareció, todos los elementos
volvieron a sus lugares.
A principios del siglo XX, un verdadero auge de los interruptores automáticos

comenzó en Europa. En la Exposición Mundial de París, Electric b. Schukkert
en Nuremberg introdujo un generador trifásico con un nuevo interruptor
automático.
La revista "Electricity" en 1902 informó: "La conmutación secundaria de un

disyuntor después de que se haya caído del circuito solo es posible cuando
la causa del cortocircuito u otro daño realmente se ha eliminado. El
dispositivo es muy sensible. Siempre funciona a la misma corriente. Por medio
de un tornillo especial, el dispositivo se puede entregar a cualquier número
de amperios hasta 2000 ".
En 1910, apareció un interruptor con dos relés. El dispositivo desconectó la

red instantáneamente solo con una gran sobrecarga. Si la potencia en la
red aumentó ligeramente, el interruptor se disparó con un retraso ajustable.
2
En el mismo periodo, los inventores están pensando en cómo resolver el
problema del arco eléctrico, que se forma cuando los contactos se abren y
destruyen los elementos del interruptor automático. Mikhail Dolivo-
Dobrovolsky entonces inventa un dispositivo de arco: una rejilla metálica de
material aislante con ranuras estrechas extingue un arco eléctrico al
aplastarlo en pequeñas partes.
De aquí en delante, pasaron varios personajes que aportaron a esta rama:
• En 1914, el mismo Dolivo-Dobrovolsky inventó una rejilla deiónica con

electroimanes especiales para dibujar un arco eléctrico en el espacio
de la cámara del arco.
• En 1924, recibieron la patente de invención los
alemanes Hugo Stotz y Heinrich Schachtner
combinaron unidades de disparo térmicas y
magnéticas en una sola unidad reutilizable. Esto
hizo que los dispositivos comenzaran a proteger
tanto en sobrecargas como en cortocircuitos.
De la década de los 90s para el presente, los interruptores

contienen módulos adicionales que amplían su
funcionalidad.
Por ejemplo, se inventan unidades de disparo que se

pueden controlar de forma remota. Permiten abrir el
circuito a distancia.
3
Bombillo (Foco)
En octubre de 1879, el equipo de Thomas Edison

había producido una bombilla con un filamento
carbonizado de hilo de algodón sin revestir que
podía durar 14.5 horas. Continuaron
experimentando con el filamento hasta utilizar uno
hecho de bambú que les dio a las lámparas de
Edison una vida útil de hasta 1.200 horas; este
filamento se convirtió en el estándar para la
bombilla de Edison durante los siguientes 10 años.
El siguiente gran cambio en la bombilla

incandescente vino con la invención del filamento
de tungsteno por los inventores europeos en 1904.
Estos nuevos bulbos de filamento de tungsteno
duraron más y tenían una luz más brillante en
comparación con las bombillas de filamentos de carbono.
Thomas Edison y Nikola Tesla experimentaron con lámparas

fluorescentes en la década de 1890, pero nunca las produjeron
comercialmente. En cambio, fue el gran avance de Peter
Cooper Hewitt a principios de 1900, el que se convirtió en uno
de los precursores de la lámpara fluorescente.
Hewitt creó una luz azul verdosa al pasar una corriente eléctrica
a través del vapor de mercurio e incorporar un balasto (un
dispositivo conectado a la bombilla que regula el flujo de corriente a través
del tubo). Mientras que las lámparas Cooper Hewitt eran más eficientes que
las bombillas incandescentes, tenían pocos usos adecuados debido al color
de la luz.
4
Fue otra escasez de energía, la crisis del petróleo de 1973, la que hizo que
los ingenieros de iluminación desarrollaran una bombilla fluorescente que
podría usarse en aplicaciones residenciales.
En 1974, los investigadores de Sylvania comenzaron a investigar cómo

podían miniaturizar el lastre y meterlo en la lámpara. Si bien desarrollaron
una patente para su bombilla, no pudieron encontrar una manera de
producirla de manera factible.
Dos años más tarde, en 1976, Edward Hammer de General

Electric descubrió cómo doblar el tubo fluorescente en
forma de espiral, creando la primera luz fluorescente
compacta (CFL). Al igual que Sylvania, General Electric
archivó este diseño porque la nueva maquinaria
necesaria para producir en serie estas luces era
demasiado costosa.
En 1962, mientras trabajaba para General Electric, Nick

Holonyak, Jr., inventó el primer LED de espectro visible en
forma de diodos rojos. Diodos amarillo pálido y verde
fueron inventados a continuación.
A medida que las empresas continuaron mejorando los

diodos rojos y su fabricación, comenzaron a aparecer
como luces indicadoras y pantallas de calculadora en la
década de 1970.
La invención del diodo azul en la década de 1990 llevó

rápidamente al descubrimiento de LED blancos: los
investigadores simplemente cubrieron los diodos azules
con un fósforo para que pareciera blanco.
Poco después, los investigadores demostraron la luz blanca con LED rojos,
verdes y azules. Estos avances llevaron a que los LED se usen en una variedad
de aplicaciones que incluyen semáforos, linternas y televisores.
5
En 2000, el Departamento de Energía se asoció con la industria privada para
impulsar la tecnología LED blanca mediante la creación de un dispositivo de
alta eficiencia que empaquetaba LEDs.
Cuando el Departamento anunció la competencia del Premio L en 2008

(una competencia diseñada para estimular el desarrollo de productos de
iluminación de estado sólido ultra eficientes para reemplazar las tecnologías
de iluminación comunes); había solo unas pocas bombillas LED en el
mercado que podrían servir como reemplazo para incandescentes, y la
mayoría fueron 25-40 vatios equivalentes.
A finales de 2009, Philips Lighting North America

ingresó su bombilla LED en la categoría de reemplazo
de 60 vatios. Después de un riguroso proceso de
evaluación, que incluyó pruebas realizadas por
laboratorios independientes y evaluaciones de
campo. El Departamento de Energía anunció que
Philips ganó el primer premio en 2011.
6
Unidad de Potencia (F1)
Un motor de combustión interna o motor de explosión es un tipo de máquina

que obtiene energía mecánica directamente de la energía química de un
combustible que arde dentro de la cámara de combustión. El nombre se
debe a que dicha combustión se produce dentro de la propia máquina, a
diferencia de, por ejemplo, la máquina de vapor.
Existen diferentes tipos de motores:
• El motor de explosión ciclo Otto, cuyo nombre proviene del técnico

alemán que lo desarrolló, Nikolaus August Otto, es el motor
convencional de gasolina, aunque también se lo conoce como motor
de ciclo Beau de Rochas debido al inventor francés que lo patentó
en 1862.
• El motor diésel, llamado así en honor del ingeniero alemán Rudolf
Diesel, funciona con un principio diferente y suele consumir gasóleo.
• La turbina de gas.
• El motor rotatorio o Motor Wankel.
• El Ciclo Atkinson.
Lejos de explicar cómo funciona cada uno de los motores antes

mencionados, me concentraré en la aplicación de uno de estos a la unidad
de potencia de un F1.
El motor que tiene la F1 actual no es un motor de combustión interna

“simple”, sino que además tienen un recuperador del aire caliente y un
sistema eléctrico. Es decir, son motores híbridos turboalimentados.
Por tanto, se compone de:
• ICE: Internal Combustion Engine, o motor de combustión interna.

Además, conectado a un turbocompresor
• MGU-H: Motor Generator Unit – Heat, recuperador de energía del aire
caliente saliente del ICE
• MGU-K: Motor Generator Unit – Kinetic, recuperador de energía
cinética en frenado
7
Un motor de Fórmula 1 tiene
• 24 válvulas, 4 por cilindro: 2 de

entrada y 2 de salida.
• El pistón sube y baja 2 veces por
cada ciclo.
• El ciclo es de 4 tiempos: admisión,
compresión, explosión y escape.
• Solo una de las cuatro fases del
ciclo es la que proporciona el
trabajo útil: la explosión de la
mezcla combustible + aire.
• La finalidad del movimiento de los
pistones es transmitir par (fuerza de
giro) al cigüeñal.
Por otro lado, tenemos que los motores de la Fórmula 1 se han adaptado al
llamado Downsizing, que consiste en reducir el tamaño y cilindrada del
motor, pero añadiéndole un turbo para que no pierda potencia. Y esta
corriente se ha extendido por prácticamente todas las marcas de coches
de calle.
Por el downsizing, la F1 usa un motor V6 con una cilindrada de solo 1600 cc

(con 6 cilindros en posición “V”).
Es en este tema en particular, que me gustaría continuar con su desarrollo.

Las tecnologías de hoy en día permiten explotar al máximo el potencial de
los materiales y el conjunto de piezas. Con el paso del cambio climático,
podemos hacer motores más eficientes sin desperdiciar recursos naturales.
8
Conclusiones
Con este trabajo de redacción e investigación podemos concluir que es

muy fácil perderse entre tanta información que existe.
Muchas veces las compañías (en buena fe) intentan hablar bien de su
tecnología, casi al punto de intentar venderse a través de la información
que comparten. Esto puede ser poco arbitrario al momento de que un
individuo pueda buscar información para su trabajo de investigación.
Es nuestro deber como buscadores y exponentes del conocimiento saber

discernir entre explicar la realidad imparcial y los intereses más allá del
conocimiento.
Referencias
• Adame, A. (2023, 6 diciembre). Historia y evolución de la Bombilla - Ingeniería

Energética sustentable. Ingeniería Energética Sustentable.
https://www.iessa.mx/historia-evolucion-de-la-bombilla/
• https://mx.mitsubishielectric.com/fa/es/products/lvpdp/low-voltage-
circuit-breakers/molded-case-circuit-breakers/
• La historia inusual de un interruptor de circuito convencional. (s. f.).
https://i.electricianexp.com/es/main/fakty/1638-neobychnaya-istoriya-
obychnogo-avtomaticheskogo-vyklyuchatelya.html
• Abelcaro. (2023, 8 mayo). Motor F1 en 2023 > Claves de las UP.
Lebalap Academy. https://lebalap.academy/f1/motor-f1/
• Iad. (2023, 24 abril). Unidades de potencia de un Fórmula 1 - Instituto
de Auto. . . IAD. https://iad.la/blogs/unidades-de-potencia-de-un-
formula-1-iad/

Evidencia #1: Investigación en Ingeniería

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

Evidencia #1: Investigación en Ingeniería

Cargado por

Información del documento

Título original

Derechos de autor

Formatos disponibles

Compartir este documento

Compartir o incrustar documentos

Opciones para compartir

¿Le pareció útil este documento?

¿Este contenido es inapropiado?

Copyright:

Formatos disponibles

Evidencia #1: Investigación en Ingeniería

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

Nombre: Gonzalo Rodríguez González

Hora: Lunes Nocturno

Instructor: Dr. Roberto Salinas Navarro

Concientizar al lector de este trabajo de investigación acerca de tres áreas

El uso de los interruptores de circuito se ha popularizado tanto que se ha

Y para llegar a los lugares previamente mencionados, la evolución de las

Como primera parte, en este proyecto de investigación se buscará dar a

La historia del interruptor de circuito comienza por el interruptor automático

En 1838, creó un “interruptor”, que

A principios del siglo XX, un verdadero auge de los interruptores automáticos

La revista "Electricity" en 1902 informó: "La conmutación secundaria de un

En 1910, apareció un interruptor con dos relés. El dispositivo desconectó la

De aquí en delante, pasaron varios personajes que aportaron a esta rama:

• En 1914, el mismo Dolivo-Dobrovolsky inventó una rejilla deiónica con

De la década de los 90s para el presente, los interruptores

Por ejemplo, se inventan unidades de disparo que se

En octubre de 1879, el equipo de Thomas Edison

El siguiente gran cambio en la bombilla

Thomas Edison y Nikola Tesla experimentaron con lámparas

En 1974, los investigadores de Sylvania comenzaron a investigar cómo

Dos años más tarde, en 1976, Edward Hammer de General

En 1962, mientras trabajaba para General Electric, Nick

A medida que las empresas continuaron mejorando los

La invención del diodo azul en la década de 1990 llevó

Cuando el Departamento anunció la competencia del Premio L en 2008

A finales de 2009, Philips Lighting North America

Un motor de combustión interna o motor de explosión es un tipo de máquina

Existen diferentes tipos de motores:

• El motor de explosión ciclo Otto, cuyo nombre proviene del técnico

Lejos de explicar cómo funciona cada uno de los motores antes

El motor que tiene la F1 actual no es un motor de combustión interna

Por tanto, se compone de:

• ICE: Internal Combustion Engine, o motor de combustión interna.

• 24 válvulas, 4 por cilindro: 2 de

Por el downsizing, la F1 usa un motor V6 con una cilindrada de solo 1600 cc

Es en este tema en particular, que me gustaría continuar con su desarrollo.

Con este trabajo de redacción e investigación podemos concluir que es

Es nuestro deber como buscadores y exponentes del conocimiento saber

• Adame, A. (2023, 6 diciembre). Historia y evolución de la Bombilla - Ingeniería

También podría gustarte