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¿Qué es un Tornillo NPT?

Las roscas NPT (en inglés: National Pipe Taper, American National Standard Taper Pipe Thread) son un tipo de rosca cónica para tubos American Standard que se utiliza para roscas de extremos de tubos (tuberías) y accesorios de tubería.

Los siguientes tipos de uniones de tuberías pueden realizarse con roscas NPT:

• Conexión por inserción
• Conexiones roscadas
• Conexión de brida
• Conexiones soldadas

Usos de las Roscas NPT

Las roscas NPT, al igual que otras roscas cónicas para tuberías, se utilizan principalmente en uniones que requieren estanqueidad. Son especialmente útiles para uniones en maquinaria, equipos y tuberías de plantas en las que el fabricante ha diseñado y construido según las normas americanas o ANSI/ASME.

Ejemplos típicos de uso son los accesorios de tubería utilizados para uniones de tuberías roscadas. Tenga en cuenta que existen varios tipos de accesorios de tubería roscados con roscas NPT.

Las roscas NPT también se utilizan en muchos ensamblajes de tuberías, como las roscas hembra NPT mecanizadas en las uniones de tuberías de las válvulas, las roscas macho NPT mecanizadas en los extremos de las tuberías (cañerías), etc. Para ver ejemplos de roscas NPT utilizadas en ensamblajes de tuberías, consulte la figura.

Principio de los Tornillos NPT

La conicidad de las tornillos NPT es tal que la línea que une la parte superior de las roscas adyacentes (o la parte inferior del canal de la rosca) y el eje central de la rosca no son paralelas, sino que forman un ángulo. Este ángulo hace que la rosca macho se estreche hacia el extremo y la rosca hembra se estreche desde la cara final del orificio hacia atrás.

Cuanto más se apriete el tornillo NPT, menor será la separación entre las roscas macho y hembra y más fuerte será el apriete. Sin embargo, hay que tener cuidado de no apretar demasiado el tornillo, ya que podría resultar dañado.

La norma ANSI especifica la dimensión L1 de profundidad de apriete manual para cada tamaño de tornillo. Sin embargo, esta dimensión es sólo una guía y depende de la precisión de mecanizado del tornillo.

El control del par y de la dimensión de apriete se realiza en cada obra. 

Otra información sobre los Tornillos NPT

1. Forma de Montaña de Referencia de los Tornillos NPT

El perfil de referencia de los tornillos NPT tiene una conicidad de 1/16 del centro del eje de la rosca con un ángulo de 3,576° (1/32, 1,789° en un lado) y un ángulo de cresta o depresión de la rosca de 60°. Por lo tanto, las roscas NPT y R tienen un ángulo de 60°. Por lo tanto, las roscas NPT y R no son intercambiables.

El índice de conicidad = 1/16 es una pendiente de 1 pulgada en la dirección del diámetro para una longitud axial del centro de la rosca de 16 pulg. Para el perfil de referencia de las roscas NPT y R.

2. Roscas Cónicas y Paralelas

Generalmente, cuando se aprietan tornillos NPT, se envuelve cinta selladora o material similar alrededor del lado de la rosca macho para mejorar la estanqueidad. 

A diferencia de la rosca cónica, existe la rosca NPS (National Pipe Straight Pipe Thread), que es una rosca paralela para tubos y se especifica con el mismo número de norma ANSI que la rosca NPT. 

 

¿Qué es el Alcohol Polivinílico?

El alcohol polivinílico es un tipo de resina sintética soluble en agua.

Se inventó en Alemania en 1924. Desde entonces, ha sido desarrollado industrialmente por empresas japonesas.

Proceso de producción del Alcohol Polivinílico

El monómero del alcohol polivinílico, el alcohol vinílico, no puede existir como monómero porque se isomeriza en acetaldehído, que es más estable. Por tanto, el alcohol polivinílico se sintetiza a través del acetato de polivinilo.

Industrialmente, el acetato de vinilo se sintetiza a partir de etileno derivado del petróleo, ácido acético y oxígeno. En esta reacción se utiliza un catalizador de paladio.

El acetato de polivinilo se obtiene por polimerización por adición del acetato de vinilo. A continuación, el alcohol polivinílico se sintetiza por hidrólisis del acetato de polivinilo.

Propiedades del Alcohol Polivinílico

El alcohol polivinílico existe como sólido a temperatura ambiente y es soluble en agua caliente. Esta característica de solubilidad en agua caliente es única entre las resinas sintéticas. Esta característica se debe a la gran cantidad de grupos hidroxi hidrófilos (grupos -OH) en la molécula.

El alcohol polivinílico, también conocido comoPVApor sus siglas en Inglés, esun polímetro sintético soluble en agua. tiene propiedades como producir adhesión a superficies hidrófilas, formar membranas y aumentar la viscosidad en soluciones acuosas.

También es un polímero estable, lo que significa que no se altera ni se degrada fácilmente en diversos entornos, por lo que es una sustancia fácil de manipular a largo plazo. Tiene resistencia química y sólo es soluble en disolventes especiales como el dimetilsulfóxido y el agua. Casi no irrita la piel, los ojos ni produce sensibilización cutánea, por lo que es una sustancia segura para el cuerpo humano.

Usos del Alcohol Polivinílico

Debido a sus propiedades, el alcohol polivinílico se utiliza en una gran variedad de aplicaciones.

Su solubilidad en agua y sus propiedades adhesivas se utilizan en cosmética y como adhesivo y pegamento.

En cosmética, se utiliza para formar películas y estabilizar emulsiones. Al formar una película, productos líquidos como bases de maquillaje y máscaras de pestañas se convierten en una película suave y permanecen en la piel más fácilmente.

Cuando se formula como adhesivo, también se utiliza como sustancia que actúa como tal, y a menudo se vende en forma de pegamento líquido. También se utiliza como pegamento para el reverso de los sellos. Como pegamento, también se utiliza como cola sintética para ropa.

También se utiliza como material de base para las placas polarizadoras utilizadas en las pantallas de cristal líquido. Además, se utiliza como materia prima para la fibra sintética vinylon.

¿Qué es un Router NC?

Un router NC es un dispositivo para cortar madera, plástico y materiales metálicos con una cuchilla que utiliza tecnología de control numérico (NC).

Una vez creados los datos de control numérico, el mismo producto puede fabricarse una y otra vez con la misma precisión. Los routers de control numérico son un tipo de máquina herramienta con una larga historia como una de las primeras tecnologías de mecanizado automatizado.

Automatizan las operaciones de corte manuales convencionales y permiten un mecanizado rápido, preciso y eficaz. Son especialmente adecuadas para el mecanizado de superficies curvas complejas y la perforación de orificios. Hoy en día, los routers de control numérico también se denominan CNC (control numérico computarizado) porque disponen de funciones de control numérico por ordenador. La naturaleza controlada por ordenador del dispositivo lo hace adecuado para operaciones de corte avanzadas y producción en masa.

La tecnología CNC ha llevado al desarrollo de router NC que pueden procesar una amplia gama de materiales y se utilizan ampliamente en industrias manufactureras como la automoción, el mueble y los materiales de construcción. Seguirán siendo un equipo cada vez más importante en el futuro debido a su creciente demanda en sectores industriales en los que se requiere un mecanizado de precisión.

Usos de los Routers NC

Las routers de control numérico se utilizan para cortar materiales de madera, plástico y metal. La tecnología de control numérico permite un mecanizado de alta precisión y velocidad, y se caracteriza por su superioridad en el mecanizado de detalles finos y productos con formas complejas, difíciles de conseguir a mano.

También se utilizan ampliamente como equipos indispensables para la producción de piezas prototipo y piezas de lotes pequeños para productos. Por ejemplo, pueden utilizarse en una amplia gama de sectores industriales, como productos comerciales, electrodomésticos, equipos para viviendas y productos de automoción. Dado que las piezas prototipo y de lotes pequeños suelen ser pequeñas en cantidad, el mecanizado manual reduce la productividad; los routers NC pueden procesar un gran número de piezas a la vez, siempre que se creen datos de control numérico.

Además, también se utilizan para mecanizar moldes para el moldeo de piezas de plástico. La fabricación de piezas de plástico requiere moldes, pero la producción de moldes requiere una tecnología de mecanizado avanzada. Desempeñan un papel importante en la fabricación de moldes, ya que permiten procesos de corte de alta precisión.

Lasrouters NC no sólo son muy utilizadas en la industria manufacturera porque pueden trabajar con una amplia gama de materiales, sino que también tienen un amplio campo de aplicación, como en la producción de artesanía y el procesamiento de materiales de construcción.

Principios de los Routers NC

El principio de la routers NC consiste en el mecanizado de componentes por control numérico. El componente se coloca en la mesa de la routers NC y se mecaniza mediante una cuchilla giratoria desde la parte superior. El movimiento de la cuchilla o de la mesa se controla mediante los datos de control numérico que se van a mecanizar. Algunas routers NC están equipadas con un dispositivo que cambia automáticamente la cuchilla, lo que permite cambiar de cuchilla en función de la pieza que se vaya a mecanizar. También hay dispositivos que pueden procesar varias piezas al mismo tiempo.

Lo que os routers NC necesitan para procesar son datos de control numérico, llamados datos NC, que pueden escribirse directamente en el panel de control NC, pero esto lleva mucho tiempo, por lo que hoy en día es más habitual convertir los datos CAD/CAM para crear los datos.

CAD es un software para el diseño, mientras que CAM es un sistema para crear datos de mecanizado para fresadoras NC basados en datos de formas creados en CAD. Es un dispositivo excelente y se utiliza mucho en la industria manufacturera.

Tipos de Routers NC

Existen tres tipos principales:

1. Routers NC para Madera

Las fresadoras NC están especializadas en el trabajo de la madera y son adecuadas para procesar productos de madera. Como la cuchilla se puede cambiar en función del tipo y el grosor de la madera, se puede procesar una amplia gama de tipos de madera. También son capaces de realizar mecanizados de alta precisión y pueden producir piezas detalladas y ornamentos para productos de carpintería.

2. Routers NC para Metal

Los routers NC especializadas en el mecanizado de metal pueden cambiar de cuchilla para tener en cuenta la resistencia y la tenacidad del material metálico. Son adecuadas para la producción de piezas metálicas y maquinaria de procesamiento, y pueden utilizarse para la producción en serie gracias a su gran precisión y alta velocidad.

3. Routers NC para Plásticos

Las routers NC están especializadas en el procesamiento de materiales plásticos y son adecuadas para la fabricación de productos de plástico. Existen muchos tipos diferentes de plástico y, seleccionando la cuchilla adecuada para cada material, se puede conseguir un mecanizado de alta precisión.

Los materiales plásticos también son más blandos y sensibles al calor que el metal, por lo que hay que tener cuidado en el control de la temperatura. Las routers NC para plásticos se diseñan teniendo en cuenta estas características.

¿Qué es el mSATA SSD?

mSATA SSD se utiliza principalmente como dispositivo de almacenamiento en ordenadores portátiles y de sobremesa compactos.

mSATA indica el método de conexión y se utiliza enchufándolo a los terminales de conexión previstos en la placa base. SSD también es un tipo de dispositivo de almacenamiento; a diferencia de HDD, que es un dispositivo de almacenamiento magnético, SSD es un dispositivo de almacenamiento semiconductor.

mSATA SSD se caracteriza por su método de conexión y su forma desnuda. Esta forma delgada y compacta permite disponer de más espacio en el PC. Esto contribuye al desarrollo de PC más finos y ligeros.

Usos de mSATA SSD

Como ya se ha mencionado, los mSATA SSD se utilizan principalmente como dispositivos de almacenamiento en portátiles y PC de sobremesa compactos. Debido a su forma de tarjeta delgada y su tamaño compacto, suelen instalarse en PC y portátiles de menor tamaño.

Al contribuir a que los PC sean más finos y ligeros, los mSATA SSD se utilizan como unidades de almacenamiento de sistemas operativos, aplicaciones y datos en PC portátiles y PC de sobremesa compactos.

Son, por tanto, un dispositivo de almacenamiento esencial para los PC que requieren especificaciones compactas y ligeras.

Principios del mSATA SSD

mSATA SSD es un dispositivo de almacenamiento con una interfaz que lee y escribe en el estándar mSATA en un dispositivo de almacenamiento semiconductor, el SSD (Solid State Drive) SSD consiste en un dispositivo de almacenamiento que utiliza memoria flash, que es una memoria no volátil.

La memoria flash graba datos almacenando y liberando electrones en estructuras conocidas como celdas. Las celdas en las que se almacenan los electrones están aisladas, de modo que aunque se corte el suministro eléctrico, los electrones se conservan y pueden utilizarse como memoria no volátil.

mSATA (en inglés: mini serial ATA) es una variante de la norma de interfaz SATA, que utiliza una única ruta de datos para transmitirlos, lo que elimina la latencia causada por la desalineación de las rutas de transmisión que se produce cuando los datos se transmiten por varias rutas, aumentando así la velocidad. Éste alcanza velocidades de hasta 6 Gbps.

mSATA SSD combina la tecnología SSD y mSATA para conseguir tanto un menor tamaño y peso como mayores velocidades.

Estructura del mSATA SSD

La forma del mSATA SSD es más la de una tarjeta delgada que la de un SSD rectangular delgado. Esto permite ahorrar aún más espacio.

El pequeño tamaño del mSATA SSD permite, por ejemplo, instalarlo posteriormente en algunos modelos, incluso en PC con SSD. El mSATA SSD también se caracteriza por su base desnuda.

Los SATA SSD se conectan por cable y requieren cableado, mientras que los mSATA SSD no utilizan cables y pueden conectarse acoplando la base en forma de tarjeta a los terminales de la ranura.

Más Información sobre el mSATA SSD

1. Productos Similares a mSATA SSD

Además de mSATA SSD, existen otros dispositivos de almacenamiento que utilizan unidades SSD. Las diferencias entre ellos son las siguientes.

SSD de 2,5 pulgadas
Las unidades SSD de 2,5 pulgadas tienen un tamaño de 2,5 pulgadas y una interfaz de conexión SATA; tienen la misma forma que los discos duros de 2,5 pulgadas y se utilizan para acelerar las velocidades de arranque y transferencia de datos, por ejemplo, en PC portátiles; su tamaño es mayor que el de mSATA SSD, pero están disponibles en modelos con mayor capacidad de almacenamiento.

M.2SSD
Las M.2SSD, sucesoras de las mSATA SSD, se utilizan del mismo modo que éstas, conectándose a un conector de la placa base. La velocidad de transferencia teórica de las M.2SSD es de 40 Gbps, 6,7 veces más rápida que la de las mSATA SSD. Además, tienen forma de bastón y son más compactos que los mSATA SSD.

2. Ventajas e Inconvenientes de los mSATA SSD

A continuación se describen los méritos y deméritos de mSATA SSD, con los discos duros de 2,5 pulgadas como objetivo de comparación.

Ventajas
Su tamaño es menor y más fino que el de los discos duros de 2,5 pulgadas. Además, aunque la velocidad de la interfaz de conexión es la misma, los mSATA SSD son entre varias y diez veces más rápidos que los discos duros de 2,5 pulgadas si se tiene en cuenta la velocidad de acceso, incluidos los dispositivos de almacenamiento.

Además, los mSATA SSD son más resistentes a vibraciones y golpes, ya que no tienen partes mecánicas.

Desventajas
El precio unitario por GB es varias veces superior en los mSATA SSD que en los discos duros de 2,5 pulgadas, lo que los hace muy caros cuando se necesitan grandes capacidades. También se ofrecen capacidades máximas de hasta 1 TB para los mSATA SSD y de más de 4 TB para los HDD de 2,5 pulgadas.

¿Qué es el Poliacrilonitrilo?

El poliacrilonitrilo es un polímero de acrilonitrilo (CH2=CHCN).

También se conoce como PAN, acrónimo de polyacrylonitrile (poliacrilonitrilo). Las fibras acrílicas son una conocida aplicación industrial del poliacrilonitrilo.

Está ampliamente distribuido en una gran variedad de propiedades debido a su capacidad para copolimerizarse fácilmente con otros compuestos vinílicos.

Usos del Poliacrilonitrilo

1. Fibras Acrílicas

El poliacrilonitrilo tiene un alto punto de reblandecimiento y excelentes propiedades como fibra. Las fibras fabricadas principalmente con poliacrilonitrilo se denominan fibras acrílicas.

Las fibras acrílicas se caracterizan por una gran resistencia al calor, propiedades de brillo y apantallamiento de la luz, excelente durabilidad y repelencia al agua. Las fibras acrílicas se utilizan mucho en prendas de vestir, ropa de cama, alfombras e interiores de automóviles por sus excelentes propiedades de tintado y retención de la humedad.

Las fibras acrílicas también se mezclan fácilmente con fibras naturales como la lana, el algodón y el rayón, lo que las hace útiles para jerseys, ropa interior, mantas y alfombras.

2. Materia Prima de las Fibras de Carbono

El poliacrilonitrilo también es una materia prima importante para las fibras de carbono y los plásticos reforzados con fibra de carbono (CFRP). Las fibras de carbono son extremadamente ligeras, fuertes y resistentes al calor y a los productos químicos. Por eso se utiliza en la exploración espacial, en equipos deportivos de alta gama y en aplicaciones militares.

3. Productos Farmacéuticos y Biotecnología

El poliacrilonitrilo también se utiliza como material para las membranas de separación empleadas en las industrias farmacéutica y biotecnológica. Las membranas de fibra hueca fabricadas con poliacrilonitrilo presentan una baja adsorción de proteínas y un excelente rendimiento de separación.

La demanda de materias primas acrílicas y de fibra de carbono y para el tratamiento del agua está creciendo, impulsada en particular por el crecimiento de las industrias de la fibra de carbono y del tratamiento del agua en China. China es el mayor productor mundial de poliacrilonitrilo. El gobierno también está invirtiendo activamente en el desarrollo de la industria de la fibra de carbono.

Propiedades del Poliacrilonitrilo

El poliacrilonitrilo es un sólido blanco o amarillo. Debido a su elevado punto de reblandecimiento, se descompone a temperaturas superiores a 300°C sin fundirse.

Es insoluble en hidrocarburos, alcoholes y éteres, pero soluble en soluciones acuosas concentradas de sal de rodano y cloruro de zinc, N,N-dimetilformamida, dimetilsulfóxido, succinonitrilo y 2-oxazolidona. Cuando el poliacrilonitrilo se calienta con la adición de un álcali como el hidróxido de sodio o a temperaturas superiores a 200°C, se forma el anillo de piridina y el poliacrilonitrilo adquiere un color marrón parduzco.

Más Información sobre el Poliacrilonitrilo

1. Cómo se produce el Poliacrilonitrilo

El poliacrilonitrilo se produce por polimerización radical del acrilonitrilo con, por ejemplo, peróxido de benzoilo, o por polimerización iónica con, por ejemplo, sodio metálico o metóxido de sodio. Industrialmente, se produce por polimerización radical mediante polimerización en suspensión o polimerización en solución.

2. Cómo se producen las Fibras Acrílicas

Las fibras acrílicas se fabrican principalmente a partir de poliacrilonitrilo, pero también se copolimerizan con acrilato de metilo, acetato de vinilo y metacrilato de metilo. Las fibras acrílicas se producen mediante un método conocido como hilado en solución, en el que una solución de este polímero disuelta en un disolvente se extruye a través de una boquilla y se hila.

3. Métodos de producción de Fibras de Carbono

Las fibras de carbono a base de PAN se fabrican a partir de fibras acrílicas (fibras PAN), que tienen una resistencia y un módulo de elasticidad muy elevados y se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde la industria espacial, donde se requiere fiabilidad, hasta los productos de ocio cotidianos.

Las fibras acrílicas se calientan a 200-300 °C en aire, lo que se conoce como proceso ignífugo, para formar las moléculas de las fibras acrílicas en una estructura cíclica. En el proceso de carbonización posterior, las fibras se calientan a más de 1.000 °C en gas inerte para transformarlas en una estructura cristalina formada únicamente por carbono, excluyendo el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno. A continuación, las fibras se calientan a más de 2.000 °C para completar el proceso de grafitización, con lo que se obtienen fibras de carbono a base de PAN.

¿Qué es el Desarrollo FPGA?

FPGA son las siglas de Field Programmable Gate Array (matriz de puertas programables en campo) y se refieren a circuitos integrados que pueden programarse con funciones en el lugar de desarrollo. Sin ninguna modificación, es sólo una matriz de circuitos sin funcionalidad, pero combinando los circuitos internos y diseñando los circuitos lógicos, el desarrollador puede proporcionar libremente la funcionalidad que necesite.

El desarrollo de un circuito integrado con la funcionalidad deseada mediante el diseño personalizado de una FPGA se denomina desarrollo FPGA.

De forma similar a los FPGA, existen circuitos integrados de aplicación específica (ASIC) que pueden personalizarse según los deseos del usuario, pero esto implica diseñar funciones personalizadas antes de fabricar el CI. Lleva tiempo diseñar y desarrollar, y una vez que el producto está en producción, las funciones no pueden cambiarse libremente in situ.

Usos para el Desarrollo de FPGA

El desarrollo de FPGA es esencial para el desarrollo de dispositivos y placas electrónicas, incluidos los circuitos integrados. El desarrollo de FPGAs se lleva a cabo en el campo del desarrollo de equipos electrónicos de telecomunicaciones, automoción, equipos médicos, electrónica de consumo y todos los demás campos.

La posibilidad de programar las funciones necesarias en FPGAs, colocarlas realmente en dispositivos electrónicos para su verificación en dispositivos reales y proporcionar información sobre los resultados es muy beneficiosa para el desarrollo de FPGAs El desarrollo de FPGAs requiere menos tiempo de desarrollo que el diseño de ASICs y es más fácil de rehacer y poner a punto.

Las FPGA tienen el inconveniente de que sus costes de producción son más elevados que los de los ASIC, por lo que se ha tendido a utilizar FPGA en la fase de desarrollo y colocar ASIC en el producto final una vez finalizado el diseño. Sin embargo, las recientes mejoras en la tecnología de fabricación de semiconductores han permitido una mayor integración y menores costes de las FPGA, por lo que cada vez se utilizan más en los productos finales.

Principios de Desarrollo de FPGA

El flujo de desarrollo de FPGA es básicamente el mismo que el de otros desarrollos de circuitos integrados, como los ASIC: mientras que en el desarrollo de ASIC el proceso de creación de prototipos corre a cargo del departamento de fabricación, en el desarrollo de FPGA los desarrolladores de FPGA también llevan a cabo el proceso de implementación del programa en el chip real, que se corresponde con el prototipo de ASIC.

El flujo de desarrollo de FPGA incluye los siguientes procesos:

1. Determinación de especificaciones: se compilan las funciones que se implementarán en la FPGA, las interfaces con otros componentes del sistema en el que se integrará la FPGA, las restricciones de temporización y otras “especificaciones”, y se poda la FPGA que cumple las especificaciones.
2. Diseño del circuito lógico: describe el comportamiento lógico utilizando lenguajes de descripción de hardware como VHDL y Verilog-HDL.
3. Verificación funcional: se realiza una simulación funcional para garantizar que el comportamiento del circuito lógico es correcto.
4. Compilación: las ecuaciones lógicas de las puertas de la FPGA se generan a partir de la descripción HDL y se optimizan para generar un netlist. A continuación, cada circuito se coloca en la FPGA real y se determina el cableado entre circuitos. Esta serie de procesos se denomina compilación.
5. Verificación de la temporización: a partir de la información de colocación y encaminamiento, se simula el tiempo de retardo físico para confirmar que se cumplen las restricciones de temporización.
6. Descarga: los datos del circuito generado se descargan en la FPGA. Mediante este proceso, la FPGA, que era sólo una matriz de puertas, se transforma en el circuito deseado por el desarrollador.
7. Verificación del funcionamiento de la FPGA: la FPGA se pone en funcionamiento para comprobar que no existen defectos funcionales ni deficiencias de rendimiento. Existen dos tipos de verificación del funcionamiento: uno consiste en montar la FPGA en una placa de evaluación y ejecutar una simulación de evaluación, y el otro consiste en montar realmente la FPGA en un sistema y ejecutarla. La verificación real del dispositivo es adecuada para FPGAs con puertas de gran tamaño, ya que el tiempo necesario para la verificación es corto.

Otra Información sobre el Desarrollo de FPGA

Lenguajes de Programación para el Desarrollo de FPGA

El HDL, que se utiliza para escribir código para FPGAs, es un lenguaje de bajo nivel y antes era difícil de escribir a menos que se fuera un ingeniero de hardware que supiera diseñar circuitos. Hoy en día, las plataformas de software integradas permiten desarrollar FPGA en otro lenguaje de programación sin necesidad de conocer el HDL. Las plataformas realizan la funcionalidad FPGA convirtiendo los lenguajes de alto nivel en lenguajes de bajo nivel.

La aceleración FPGA también se puede lograr utilizando modelos de aprendizaje profundo entrenados creados en los marcos Tensorflow y Pytorch.

Eficiencia del Hardware

Dispositivos como los ASIC utilizan saltos entre el programa y la memoria, que consumen energía para almacenar y recuperar datos y reducen el rendimiento en tiempo real, mientras que las FPGA no necesitan saltar entre el programa y la memoria, lo que permite un almacenamiento y una recuperación de datos eficientes. Las FPGA también pueden descargar tareas que consumen mucha energía.

¿Qué es un Medidor de DQO?

Los medidores de DQO se utilizan para medir la demanda química de oxígeno (DQO) en el agua.

*DQO: se utiliza como indicador para medir la contaminación orgánica en muestras de agua. Cuanto mayor sea el valor de la DQO (mayor es la demanda de oxígeno de la muestra), más contaminada estará el agua.

De forma similar a la DQO, la demanda bioquímica de oxígeno (DBO) se utiliza como indicador de la calidad del agua.

*DBO: Es un indicador de la cantidad de oxígeno que necesitan los microorganismos para descomponer la materia orgánica del agua, y se utiliza como elemento de referencia para los ríos.

Usos de los Medidores de DQO

La DQO mide la cantidad de oxígeno consumido cuando la materia orgánica es descompuesta por un agente oxidante (a menudo se utiliza permanganato potásico). Cuanta más materia orgánica haya, más oxígeno se necesitará al añadir el agente oxidante y, por tanto, mayor será la DQO.

Se han establecido en algunos lugares valores estándar y valores objetivo para la DQO, que sirven como criterios para la evaluación medioambiental y el tratamiento de las aguas residuales. Estos valores estándar varían en función del tipo de masa de agua y del uso del agua, por ejemplo, para la cría de platija, agua industrial, etc. La DQO se expresa en mg/L, pero hay que tener en cuenta que el valor varía en función del método de medición.

En Japón, se permite el uso de simples medidores de DQO en función de la cantidad de aguas residuales vertidas por el establecimiento.

Principios de los Medidores de DQO

Como métodos de medición de los medidores de DQO se utilizan los siguientes

1. Instrumentos Automáticos de Medición de la DQO (Métodos Ácido y Alcalino)

El método ácido representa la mayor parte de los instrumentos de medición automáticos.
Este método automatiza el proceso desde la adición de reactivos a la muestra hasta el calentamiento y la medición con permanganato potásico.

Los siguientes métodos se emplean en medidores sencillos de DQO. Puede medirse fácilmente sobre el terreno o in situ.

2. Método de Culombimetría

Se coloca un electrodo en la muestra y se electroliza para producir un agente oxidante para la valoración. La concentración de DQO se determina en función de la cantidad de electricidad utilizada en la valoración.

3. Método Colorimétrico

La cantidad residual de permanganato potásico, el agente oxidante, se determina irradiando la muestra a una longitud de onda determinada y determinando la absorbancia. A partir de ahí, se calcula la DQO. Hay que tener en cuenta que la medición de la absorbancia puede verse afectada por la turbidez del reactivo o las materias en suspensión de la muestra. También existe un método más sencillo, el método colorimétrico que utiliza una prueba de envasado.

También existen otros métodos de medición mediante análisis manual, pero se omitirán a efectos de este comentario sobre los medidores de DQO.

¿Qué es un Motor Paso a Paso de 5 Fases?

Los motores paso a paso son motores cuyo ángulo y velocidad de rotación pueden controlarse mediante señales de impulsos y se utilizan cuando se requiere un posicionamiento preciso. Entre los motores paso a paso, los que tienen un ángulo de movimiento de 0,72° por impulso se denominan motores paso a paso de 5 fases.

Usos de los Motores Paso a Paso de 5 Fases

Los motores paso a paso se utilizan en maquinaria en la que se requiere una precisión de posicionamiento especialmente alta. Por ejemplo, se utilizan en maquinaria de automatización de fábricas, equipos de fabricación de semiconductores, pantallas planas (FPD) y paneles solares, equipos de análisis, equipos médicos y etapas de precisión, en los que se requiere un control de precisión especialmente alto. 

Principio de los Motores Paso a Paso de 5 Fases

Los motores paso a paso, al igual que los motores generales, constan principalmente de un “rotor” y un “estator”. Sin embargo, para controlar el ángulo de rotación con gran precisión, el rotor y el estator tienen las siguientes características

• Rotor
  El rotor es el rotor dentro del motor paso a paso. El rotor consta de cuatro partes: dos rotores, un imán y un eje de rotor, cada uno de los cuales tiene 50 dientes pequeños en su circunferencia. Los pequeños dientes están espaciados uniformemente, de modo que un paso es de 7,2º. Los rotores están ensamblados con una desalineación de 3,6° entre sí y contienen un imán permanente. Esta estructura magnetiza un rotor al polo N y el otro al polo S.
• Estator
  El estátor es la parte exterior del rotor y, al igual que un motor estándar, tiene bobinados enrollados alrededor de un núcleo de hierro. Especialmente en los motores paso a paso de 5 fases, se forma un conjunto de “fases” en posiciones opuestas a través del rotor, desde la fase A hasta la fase E, lo que hace un total de diez en fila. El estator de cada fase también tiene dientes pequeños, con un paso de 7,2º.

Con los componentes anteriores, un motor paso a paso de 5 fases puede funcionar mediante el siguiente procedimiento.

1. Se aplica una corriente a la fase A del estator para excitar el polo S. Los pequeños dientes del rotor, que están magnetizados en el polo N, se atraen y se detienen. La desalineación entre los dientes pequeños del polo B vecino y los dientes pequeños del rotor magnetizado en el polo S del otro lado es de 0,72°.
2. A continuación, se hace pasar una corriente a través de la fase B del estator y éste se excita en el polo N. Los dientes pequeños de los polos de la fase B y los dientes pequeños del rotor, que estaban desalineados 0,72°, se atraen, y el estator gira 7,2° y se detiene.

El principio de funcionamiento de un motor paso a paso de 5 fases consiste en hacer girar el rotor 7,2° repitiendo la operación anterior: la fase del estator que debe excitarse pasa continuamente de la fase A a la fase B y a la fase C una tras otra. La señal eléctrica de control es “un impulso para un ciclo de encendido/apagado” y cuando se introduce un impulso, el eje de salida del motor gira un ángulo escalonado (0,72° para 5 fases).

Características de los Motores Paso a Paso de 5 Fases

Los motores paso a paso tienen las siguientes características principales:

• Son compactos y pueden generar pares elevados, lo que permite arranques y paradas frecuentes.
• Como se genera una fuerza de retención incluso cuando el motor está parado, es posible mantener la posición de parada incluso sin un freno mecánico.
• En comparación con servomotores con dimensiones de ángulo de montaje equivalentes, se pueden accionar cargas inerciales mayores.

Además de estas características, los motores paso a paso de 5 fases pueden posicionarse con gran precisión, por lo que se utilizan para accionar platinas XY para microscopios.

Cableado de Motores Paso a Paso de 5 Fases

Las características de un motor paso a paso de 5 fases dependen del método de cableado. A la hora de diseñar un dispositivo, es importante tener en cuenta este método de cableado, de modo que se pueda lograr un equilibrio adecuado entre coste y rendimiento para el dispositivo. Los métodos de cableado incluyen la estrella, el pentágono y el nuevo pentágono.

Control de Motores Paso a Paso de 5 Fases

Los motores paso a paso maximizan sus características ajustando su velocidad de rotación en función del tiempo. El ajuste de la velocidad de rotación en función del tiempo suele denominarse patrón de funcionamiento, y existen dos patrones diferentes.

• Patrón de funcionamiento de autoarranque
  Se trata de un patrón de funcionamiento en el que el motor funciona a la misma velocidad de rotación desde el principio hasta el final. Se denomina accionamiento rectangular porque un gráfico de velocidad y tiempo forma un cuadrado (rectángulo).
• Patrón de funcionamiento de accionamiento trapezoidal
  Se trata de un patrón de funcionamiento en el que el motor gira a una velocidad lenta al principio, aumenta gradualmente hasta alcanzar una velocidad alta, gira a la velocidad máxima durante un cierto periodo de tiempo y, a continuación, disminuye gradualmente hasta alcanzar una velocidad baja y se detiene. Se denomina accionamiento trapezoidal porque un gráfico de velocidad y tiempo forma un trapecio.

La velocidad de rotación del motor viene determinada por los siguientes factores:

• Las características del motor elegido
• La masa del objeto a mover
• La fricción aplicada al objeto a mover
• La potencia eléctrica aplicada al motor
• El método de cableado del motor
• Cómo se calienta el motor

Las características del motor elegido, especialmente la inercia del rotor, son de vital importancia, sobre todo cuando se utiliza en aplicaciones que requieren movimientos y paradas rápidos.

Diferencias entre Motores Paso a Paso de 5 Fases y de 2 Fases

Los motores paso a paso de 5 fases suelen ser extremadamente caros en comparación con los motores paso a paso de 2 fases, pero los motores paso a paso de 5 fases permiten un menor ángulo de rotación del motor por paso (la unidad más pequeña de instrucción de rotación a un motor) que los motores paso a paso de 2 fases. Por lo tanto, los motores paso a paso de 5 fases se seleccionan cuando se requieren las siguientes características

• Cuando se desea que el motor gire en un ángulo muy pequeño.
• Cuando se requiere un bajo nivel de ruido.

¿Qué es el Borato Sódico?

El borato sódico es un mineral de borato que contiene sodio.

El borato sódico es el nombre genérico de varios compuestos diferentes, entre ellos “di, tetra, penta, hexa y octaborato de sodio”, pero el más común es el tetraborato de sodio, también conocido como “bórax”.

Usos del Borato de Sódico

El borato sódico está disponible tanto en forma anhidra como hidratada, pero cuando se utiliza, suele emplearse la forma hidratada. El tetraborato de sodio decahidratado, el más común, se utiliza industrialmente como mineral bruto para el boro.

Por ejemplo, el borato sódico no sólo se utiliza para el esmaltado de vidrio y cerámica, sino también en detergentes, tintes, conservantes de la madera y otros materiales, pesticidas e insecticidas. También se distribuye para uso general en forma hidratada como bórax.

El borato sódico también puede utilizarse como fertilizante para el oligoelemento esencial boro en las plantas y como material de blindaje contra la radiación para reactores nucleares.

Propiedades del Borato Sódico

El borato sódico es sólido a temperatura ambiente. Es de incoloro a blanco y se vuelve opaco cuando se expone al aire.

El borato sódico tiene una dureza Mohs de 2,5, una gravedad específica de 1,7 y una solubilidad de 4,7 g/100 mL en agua a 20°C. La composición química del tetraborato sódico, la forma más común de borato sódico, es Na2B4O5(OH)4・8H2O, que es un decahidrato de Na2B4O7.

Es monoclínico y tiende a meteorizarse en el aire, perdiendo su agua cristalina para formar tincalconita, que tiene la estructura Na2B4O5(OH)4∙3H2O.

Otra Información sobre el Borato Sódico

1. Dónde se produce el Borato de Sódico

El borato sódico suele producirse en lugares donde se han secado los lagos salados. Antiguamente, se traía a Europa desde los lagos secos del Tíbet, donde se utilizaba como materia prima para vidrios especiales y pinturas esmaltadas.

Además, se han descubierto una sucesión de lugares de producción, como el Valle de la Muerte, en el oeste de América. En la actualidad, además de en Estados Unidos, Rusia, Turquía y Argentina, también se produce en Italia y Alemania. Sin embargo, rara vez se produce en Japón.

2. Reacción del Borato Sódico

El borato reticula los polímeros y se puede utilizar una reacción de gelificación. El borato sódico se utiliza a menudo para hacer limo en experimentos científicos reales y en investigaciones libres.

Cuando el borato sódico se mezcla con vidrio, se puede producir vidrio de borosilicato (en inglés: borosilicate glass), que es resistente al choque térmico y a la erosión química. Puede utilizarse como materia prima para vidrio resistente al calor, por ejemplo.

3. Aplicaciones del Borato Sódico

Las propiedades del borato sódico pueden utilizarse en una amplia variedad de aplicaciones. Concretamente, puede utilizarse para análisis cualitativos y como disolvente de esmaltes para cerámica. El borato sódico se vuelve anhidro cuando se calienta a 350-400 °C y se funde a 878 °C al seguir calentándose, convirtiéndose en una sustancia vítrea incolora y transparente.

Puede utilizarse entonces como agente fundente, ya que funde muchos óxidos metálicos, de los que se sabe que dan un color característico según el metal. Las soluciones acuosas de borato sódico son ligeramente alcalinas y pueden utilizarse en detergentes y antisépticos por sus propiedades limpiadoras y desinfectantes.

Al igual que el ácido bórico, el borato de sodio también se utiliza para limpiar y desinfectar los ojos. Además, el borato sódico se añade a las soluciones de revelado fotográfico de haluro de plata como regulador alcalino.

4. Ejemplos de usos del Borato Sódico en el Pasado

El borato sódico se utilizó cuando el buque nuclear Mutsu sufrió una fuga de radiación debido a un error de diseño en el anillo de blindaje. Para identificar las zonas de radiación, se utilizaron hojas de arroz mezcladas con borato sódico como material de blindaje improvisado y se midieron los niveles de radiación en diferentes lugares de la vasija de contención del reactor.

¿Qué es un Escáner 3D?

Un escáner 3D es un dispositivo utilizado para realizar escaneados 3D.

El escaneado 3D se refiere a la técnica de recopilar datos relacionados con la forma a partir de objetos y entornos del mundo real para construir modelos digitales en 3D. Un término similar es impresora 3D, que realiza conversiones en sentido inverso: un escáner 3D es un dispositivo para convertir objetos en datos digitales, mientras que una impresora 3D es un dispositivo para convertir datos digitales en objetos.

Usos de los Escáneres 3D

Los escáneres 3D se utilizan mucho en la industria manufacturera. En primer lugar, son útiles como herramientas de inspección de calidad. Las inspecciones de productos industriales requieren mediciones dimensionales con diversos instrumentos de medición, pero el uso de múltiples instrumentos de medición requiere habilidades para manejar cada instrumento y mucho tiempo para el proceso de medición.

Si el objeto de inspección se convierte en datos 3D mediante un escáner 3D, incluso las piezas complejas pueden medirse dimensionalmente en los datos digitales. También se pueden hacer comparaciones con el modelo 3D diseñado. Aparte de la inspección de calidad, los escáneres 3D también se utilizan en ingeniería inversa.

La ingeniería inversa proporciona datos en 3D del producto real, que pueden utilizarse para diversos análisis. Los productos de la competencia para los que no se dispone de datos de diseño pueden convertirse en datos 3D para realizar análisis estructurales y compararlos con los productos de la propia empresa.

Fuera de la industria manufacturera, los datos 3D se utilizan para archivar digitalmente el patrimonio histórico y cultural. Valiosos monumentos de piedra, por ejemplo, pueden conservarse como datos 3D. Además, las aplicaciones de entretenimiento, como la animación y la producción de películas y videojuegos, también son industrias en las que se utilizan escáneres 3D.

Principios de los Escáneres 3D

Los escáneres 3D son de contacto y sin contacto. Existen varios métodos sin contacto. A continuación se explican los principios de tres métodos típicos:

1. Escáneres 3D de Contacto

Los escáneres 3D de contacto convierten la geometría en datos de coordenadas poniendo una sonda en contacto con el objeto. Como entran en contacto directo con el objeto, tienen una gran precisión de medición, pero requieren un tiempo de medición relativamente largo. Otra desventaja es que algunas formas no pueden ser penetradas por la sonda, pero los escáneres 3D de contacto se utilizan para objetos que no pueden medirse con métodos sin contacto.

2. Método del Rayo Láser

El método de rayo láser es un escáner 3D sin contacto que mide irradiando un rayo láser sobre el objeto. Existen tres métodos principales de rayo láser: triangulación, tiempo de vuelo (TOF) y detección de fase.

El método de triangulación es muy preciso y adecuado para medir áreas pequeñas, mientras que el método de tiempo de vuelo es adecuado para medir áreas grandes. El método de detección de fase, también conocido como método de desplazamiento de fase. Éste proporciona una gran cantidad de datos de nubes de puntos en un tiempo relativamente corto, pero tiende a producir más datos de reflexiones láser difusas como ruido.

3. Método de Proyección de Patrones de Luz

El método de proyección de patrones de luz es otro principio utilizado en los escáneres 3D sin contacto. Este método proyecta un patrón de luz en franjas desde el escáner sobre el objeto y obtiene datos 3D a partir de la luz reflejada, que cambia según la forma. Como la fuente de luz es LED en lugar de láser, se puede utilizar sobre el cuerpo humano y se puede obtener información del color, por lo que su uso está relativamente extendido.

Otra información sobre Escáneres 3D

Precisión de los Escáneres 3D

Los escáneres 3D producen datos escaneados en 3D del objeto, pero no siempre reproducen el objeto a la perfección: los errores de los escáneres 3D se producen en la posición de la nube de puntos del objeto y en la distancia entre las nubes de puntos.

Es importante elegir un producto con un margen de error aceptable, ya que los productos están marcados con una etiqueta de precisión. Naturalmente, los productos de alta precisión son más caros, pero algunos productos permiten múltiples mediciones para compensar los errores.

Los datos poligonales creados por un escáner 3D también pueden combinarse manualmente para aumentar la precisión. Los datos poligonales son datos formados por elementos de superficie. Para esta tarea, la experiencia es importante, ya que es necesario saber cómo mejorar de forma óptima la precisión del objeto.