Tema 1. El campo de la electrónica

Jairo Ruiz

Objetivo

• Identificar cual es el campo de acción de la electrónica y su papel en el desarrollo industrial

Contenido básico

• 1.1. Tecnología, Ingeniería, ciencia y electrónica

• 1.2. Campos de aplicación: Agronica, automatización (Industria: Robótica, instrumentación, control), Telecomunicaciones (teleinformática, las TICs, las redes), otras (Domótica, mecatronica)

• 1.3. Elementos de currículo

Tecnología, Ingeniería, ciencia y electrónica

• Un poco de historia• Que es la electricidad y que es electrónica• Técnica, tecnología, ciencia e ingeniería

Un poco de historia

• Tales de Mileto 600 AC (propiedades del ambar)• Gilbert pública “De Magnet” 1600• Boyle (Electricidad en el vacio) 1675• Von Guerick (generador eléctrico) 1672• Musschenbroek (Botella de Leyden) 1746• Franklin (Clases de carga-1752-, pararrayos 1752)• Priestley (primer libro de la historia de la

electricidad) 1767

• Galvani (Experimentos de conducción en ranas 1787)

• Volta (Pila) 1800• Ampere (bases de la electrodinámica 1820)• Prescott (Relación corriente y calor) 1841 y

Joulerelación entre corriente y energía producida

• Maxwell (Leyes dela electrodinámica en términos matemáticos 1855)

• Cable telegráfico 1860

• Graham Bell (teléfono) 1875• 1881 primera central hidroeléctrica (Niagara)• 1880-1900 se fundan diversas empresa de telefonía,

organizaciones de normalización, JJ Tomson descubre el electrón y Marconi interconecta con ondas de radio

• 1900 – Desarrollo de las telecomunicaciones, la electrónica y la computación

• 1900-1940 Se usan los tubos al vacío como rectificadores y amplificadores

• 1904. Fleming diseña e implementa el diodo termoinico

• 1906 Forest diseña e implementa el tríodo• 1912 Se constituye el Instituto de Ingeniería de

radio (IRE).• 1915 Se establece servicio telefónico entre NY y SF• 1927 Se establece experimentalmente la T.V• 1933 Armstrong demuestra la transmisión FM• 1936 Esquema hidroeléctrico (Boulder)con 115000

Hp• 1940 se formaliza la teoría básica del

semiconductor

• 1946 se presenta ENIAC (Computadora digital)• 1948 Shockey, Bardeen, Bratain elaboran el transistor

(semiconductor)• 1958 Transmisión de voz vía satélite y creación del laser.• 1959 Kilby y Noyce inventan el circuito integrado• 1963 de AIEE y IRE nace el Instituto de Ingenieros Eléctricos y

Electrónicos• 1980 primer cable de fibra óptica se instala en Chicago• 1987 Se demuestra la superconductividad• 1995 se establece Internet• 1996- 2010 Se desarrollan variados dispositivos para

transmisión inalámbrica, nuevos FPGA´s, se amplia la compresión de los DLP y los micro (nanotecnología)

Definiciones de electricidad

• “LA ELECTRICIDAD es el fenómeno físico que surge de la existencia e interacción de cargas eléctricas”1

• “La electricidad (del griego elektron, cuyo significado es ámbar) es un fenómeno físico cuyo origen son las cargas eléctricas y cuya energía se manifiesta en fenómenos mecánicos, térmicos, luminosos y químicos, entre otros.”2

1. DORF, Richard. “Circuitos eléctricos”. Sexta edición. Alfaomega. Mexico.2006. P 22. WIKIPEDIA, LA ENCICLOPEDIA LIBRE. “Electricidad”. [Publicación digital]. Actualizada al 10 de

febrero del 2010. Disponible desde internet en http://es.wikipedia.org/wiki/Electricidad#cite_note-larousse-0. con acceso el 10 de febrero de 2010.

Definición de electrónica• "El campo de la Ciencia y la Ingeniería que trata de dispositivos

electrónicos y de su utilización, entendiendo por dispositivo electrónico aquel en el que tiene lugar la conducción por electrones a través del vacío, de un gas o de un medio semiconductor.“ (IRE, 1950)

• "La rama de la Ciencia y la Técnica que se ocupa, por un lado, del funcionamiento de los electrones en el vacío, en presencia de campos eléctricos y magnéticos y de las interacciones electrón—materia y electrón—radiación, lo que constituye básicamente el estudio de los dispositivos electrónicos. Por otro lado, se ocupa del diseño de los dispositivos y sus aplicaciones prácticas, basadas en los principios y dispositivos anteriores.“(INSTITUTO DE MICROELECTRÓNICA APLICADA, 2000)

• "La ciencia que estudia dispositivos basados en el movimiento de los electrones libres en el vacío, gases o semiconductores, cuando dichos electrones están sometidos a la acción de campos electromagnéticos. Técnica que aplica a la industria los conceptos de ésta ciencia.“ (Real Academia de la Lengua española)

Ciencia

Técnica

• concepto para denominar aquella actividad que busca transformar la naturaleza pero que esta asociada a otros modos de conocer distintos a la ciencia: conocimiento ordinario, pericias artesanales, además de componentes estéticos, ideológicos y filosóficos (Gonzalez W, 2000, 8)

Tecnología

• El que-hacer de la tecnología (Tekhné-logos)• Tekhné:

“un saber objetivo y sistematizado con categoría de universal en cuanto, se apoya en el conocimiento de causalidades, es decir, es explicativo y no meramente descriptivo. Por tanto el técnico, se halla en condiciones intelectuales de elaborar explicaciones, mientras que el empírico solo describe sin apuntar al logos de esas ejecuciones descritas….según la opinión de Aristóteles, la tekhné, más que experiencia o empírea, es conocimiento…El conocimiento puede ser enseñado, es decir, puede ser llevado al plano de la pedagogía y la didáctica” (Gallego R., 1998, pp 81-82)

Logos (sabiduría) - espíteme

• La espíteme, consiste en demostrar la interna necesidad de aquello que no podía ser de otra manera, porque se trata de un saber apodíctico. Demostrativo quiere decir una exhibición de lo que la cosa es en su estructura interna, de su logos o constitución fundamental”. Esa demostración, convierte a la espíteme en un discurso. De ahí su gran diferencia con la tekhne. (Gallego R., 1998, pp 85)

Tecnología• lo que marca la diferencia y que distingue hoy a la

tecnología moderna de todas las anteriores es su cada vez más estrecha relación orgánica y profunda con la ciencia. Al igual que la ciencia, la tecnología moderna es una actividad altamente organizada, planificada y sistemática que avanza con gran velocidad –estamos en la sociedad de los flujos- y que se propone objetivos elegidos conscientemente, dejando cada vez menos posibilidades al azar y a la empiria, aunque, como se ha dicho, el azar jamás podría desaparecer de la experiencia humana (Gómez, H; 2010)

Ingeniería• En “sentido amplio, sus raíces pueden remontarse hasta el

nacimiento de la civilización misma y su progreso ha sido paralelo al progreso de la humanidad. Nuestros antepasados remotos intentaron controlar y utilizar los materiales y las fuerzasnaturales para el beneficio general, tal como lo seguimos haciendo en la actualidad. Se dedicaron a observar las leyes de la naturaleza, y desarrollaron conocimientos de las matemáticas y la ciencia que no eran compartidos por la gente común. Aplicaron este conocimiento con discreción y buen juicio, logrando así satisfacer necesidades sociales mediante la construcción de puentes, caminos y edificios, medios de riego y de control de corrientes de agua, mediante trabajo creativo” (Wright, 1994:2)

Ingeniería

• “entre los años 1000 y 1200, en el que aparece y se utiliza por primera vez el título de ingeniero. Las palabras “ingenio” e “ingenioso” provienen del latín ingenerare que significa “crear”. De allí que la persona que creaba o diseñaba maquinas de guerra vino a ser conocida como el ingeniator o ingeniero” (Becerra G., 2010, 47)

Ingeniería• Entre el industrial, el simple obrero y el investigador científico,

apareció el ingeniero” (Mumford, 1971: 239-240). Con la emergencia de esta figura profesional de la sociedad moderna aparece la primera escuela para su preparación académica. Fue la Ecole Polytechnique de Paris, creada en 1794. Se buscaba que “los nuevos ingenieros tenían que dominar todos los problemas que supone el desarrollo de las nuevas máquinas y obras, y la aplicación de las nuevas formas de energía; la esfera de la profesión debe ser tan amplia en todas sus ramas especializadas como la de Leonardo lo había sido en su primitivo estado relativamente indiferenciado” (Mumford, 1971; 240).

Ingeniería y ciencia• Si bien es cierto que es el conocimiento científico, en su

sentido de aplicabilidad y resolución de necesidades humanas y sociales, lo que le da sustento y rigor al trabajo ingenieril, se tiene que la ingeniera no es una ciencia, ella no se puede construir por sí misma, pues recibe los conocimientos con los que trabaja del exterior. Su preocupación, entonces, no es el avance del conocimiento científico, la búsqueda de leyes y paradigmas, sino su aplicabilidad, su uso y rentabilidad práctica. En ese sentido no reflexiona su propio quehacer, sólo lo práctica.

Definición de Ingeniería• La ingeniería es el conjunto de conocimientos teóricos,

de conocimientos empíricos y de prácticas, que se aplican profesionalmente para disponer de las fuerzas y los recursos naturales, y de los objetos, los materiales y los sistemas hechos por el hombre para diseñar, construir, operar equipos, instalaciones, bienes y servicios con fines económicos dentro de un contexto social dado, y exigiendo un nivel de capacitación científica y técnica ad hoc – particularmente en física, ciencias naturales y economía-,especial y notoriamente superior al del común de los ciudadanos” (Valencia, 2004: 162).

Ciencia

• La Ciencia se entiende hoy como un modo de conocimiento valido, una actividad compleja y ordenada. Es aquí en esta primera aproximación en donde se declara que la ciencia es fundamentalmente un Sistema Complejo, que atiende a múltiples hechos y objetos, de carácter heterogéneo y simultaneo.

Espísteme de la tecnologíaCATEGORIA EMPIRIA TECNICA TECNOLOGIA

Origen Fuego Cobre Precisión y exactitud

MATERIA Natural No directamente natural

Elementos químicos

HERRAMIENTA Básicas (caza) Extensión mano (Artefactos)

Extensión del cerebro (Tecnofactos)

PROCESO Representaciones Representaciones de representacionesManejo de matemáticas básicas

Representaciones de representacionesCiencias exactas, modernidad (orden)

DISCURSO De padres a hijos Discurso con mínimo de elaboración (artefacto)

Hipótesis – deducción (Ecuaciones diferenciales)