materiales y las energías en la informática

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Materiales y las energías en la informática

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  • 1. Informtica El trmino informtica proviene del francs informatique, implementado por el ingeniero Philippe Dreyfus a comienzos de la dcada del 60. La palabra es, a su vez, un acrnimo de information y automatique. De esta forma, la informtica se refiere al procesamiento automtico de informacin mediante dispositivos electrnicos y sistemas computacionales. Los sistemas informticos deben contar con la capacidad de cumplir tres tareas bsicas: entrada (captacin de la informacin), procesamiento y salida (transmisin de los resultados). El conjunto de estas tres tareas se conoce como algoritmo.

2. Informtica La informtica rene a muchas de las tcnicas que el hombre ha desarrollado con el objetivo de potenciar sus capacidades de pensamiento, memoria y comunicacin. Su rea de aplicacin no tiene lmites: la informtica se utiliza en la gestin de negocios, en el almacenamiento de informacin, en el control de procesos, en las comunicaciones, en los transportes, en la medicina y en muchos otros sectores. La informtica abarca tambin los principales fundamentos de las ciencias de la computacin, como la programacin para el desarrollo de software, la arquitectura de las computadoras y del hardware, las redes como internet y la inteligencia artificial. Incluso se aplica en varios temas de la electrnica. 3. Informtica La informtica abarca tambin los principales fundamentos de las ciencias de la computacin, como la programacin para el desarrollo de software, la arquitectura de las computadoras y del hardware, las redes como internet y la inteligencia artificial. Incluso se aplica en varios temas de la electrnica 4. Materiales utilizados en la informtica y sus impactos ambientales Para producir un chip de memoria (32 Mbytes DRAM) de 2 gramos se utilizan 1600 gramos de combustible fsil, 72 gramos de qumicos y 32 litros de agua. Para producir un PC de escritorio con su correspondiente monitor CRT se uti lizan 290 kg de combustible fsil, 22 kg de qumicos y 1500 litros de agua. De toda la electricidad que consume un ordenador a lo largo de su vida (con siderando tres aos de uso), el 83% se utiliz en el proceso de produccin, y el 17% restante es la electricidad que consume en su uso diario. El consumo de electricidad de una planta fabricante de chips representa alre dedor del 40% de los costos de produccin, sobretodo debido a los v entiladores, bombas de aire y aspiradores necesarios en las salas limpi as, por lo que podran conseguir un gran margen de ahorro en los costos si a plicaran tcnicas de eficiencia energtica . Una planta fabricante de chips consume 7 millones de litros de agua cada d a. 5. La basura informtica Actualmente se venden 130.000.000 de ordenadores al ao en el m undo. Hasta abril del ao 2002 se han vendido mil millones de PCs, desde que IBM puso en el mercado el primer PC el 1981. Se calcula que en los 5 aos compr endidos entre 2.002 y 2.007 se fabricarn tantos ordenadores co mo en los 25 aos previos. As, el ordenador personal 2.000 millone s se fabricar en el ao 2.007 . El sector dedicado a la fabricacin de aparatos electrnicos crece r pidamente y constantemente lanza nuevos productos, que mejora n los introducidos en el mercado unos meses antes. El tiempo de vida de los ordenadores personales se est encogiendo considera blemente: mientras que el 1997 se cifraba alrededor de 5 aos, se est ima que en el 2005 ser de tan slo 2 aos. La produccin de los residuos electrnicos crece tres veces ms r pido que la media de los 6. La basura informtica 7. FIBRA OPTICA La fibra ptica es un medio de transmisin empleado habitualmente en redes de datos; un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plsticos, por el que se envan pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente confinado y se propaga por el interior de la fibra con un ngulo de reflexin por encima del ngulo lmite de reflexin total, en funcin de la ley de Snell. La fuente de luz puede ser lsero un LED. 8. FIBRA OPTICA Las fibras se utilizan ampliamente entelecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de radio o cable. Son el medio de transmisin por excelencia al ser inmune a las interferencias electromagnticas, tambin se utilizan para redes locales, en donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra ptica sobre otros medios de transmisin. Para su fabricacin...Una vez obtenida mediante procesos qumicos la materia de la fibra ptica, se pasa a su fabricacin. Proceso continuo en el tiempo que bsicamente se puede describir a travs de tres etapas; la fabricacin de la preforma, el estirado de esta y por ltimo las pruebas y mediciones. Para la creacin de la preforma existen cuatro procesos que son principalmente utilizados. 9. SEMICONDUCTORES Un semiconductor es un elemento que se comporta como un conductor o como aislante dependiendo de diversos factores, como por ejemplo el campo elctrico o magntico, la presin, la radiacin que le incide, o la temperatura del ambiente en el que se encuentre. Los elementos qumicos semiconductores de la tabla peridica se indican en la tabla adjunta. 10. SEMICONDUCTORES El elemento semiconductor ms usado es el silicio, el segundo el germanio, aunque idntico comportamiento presentan las combinaciones de elementos de los grupos 12 y 13 con los de los grupos 14 y 15 respectivamente (AsGa, PIn, AsGaAl, TeCd, SeCd y SCd). Posteriormente se ha comenzado a emplear tambin el azufre. La caracterstica comn a todos ellos es que son tetravalentes, teniendo el silicio una configuracin electrnica sp. 11. SEMICONDUCTORES 12. SUPERCONDUCTORES Un superconductor tiene dos caractersticas esenciales. Por debajo de una temperatura crtica caracterstica (Tc), dependiente de la naturaleza y estructura del material, los superconductores exhiben resistencia cero al flujo de electricidad y pueden expulsar el flujo magntico de su interior, dando lugar al fenmeno de levitacin magntica. El primer superconductor, mercurio, descubierto en 1911 por G. Holst y K. Onnes, slo lo era a temperaturas inferiores a 4.2 K (-268 C) y a principios de 1986 el rcord de temperatura crtica estaba en 23 K correspondiente al compuesto Nb3Ge. La rata de crecimiento haba sido de 0.3 grados por ao y los superconductores a temperatura ambiente parecan inalcanzables. 13. SUPERCONDUCTORES A finales de 1986 la comunidad cientfica internacional fu sorprendida cuando J. G. Berdnorz y K. A. Mller, del centro de investigaciones de la IBM en Zurich, observaron una Tc -35 K en el compuesto de xido de Cobre, Bario y Lantano (BaLaCuO) sintetizado con anterioridad (1983) por el grupo de B. Raveau y C. Michel en Francia. La euforia desatada por este descubrimiento condujo a que poco tiempo despus, se descubriera que la Tc poda seguir subiendo lo que llev al descubrimiento de nuevos materiales superconductores, con Tc por encima del punto de ebullicin del nitrgeno lquido (-77 K). Se despertaron entonces atrevidas esperanzas que fueron sofocadas relativamente pronto por varias dificultades tanto en el plano terico, donde los conocimientos acumulados sobre el estado superconductor hasta 1986 fueron incapaces de describir la superconductividad de alta Tc, como en lo referente a las aplicaciones, puesto que el estado superconductor se destruye al ser sometido a un campo magntico, cosa que debe hacerse en muchas de las aplicaciones concebibles. 14. SUPERCONDUCTORES A finales de 1986 la comunidad cientfica internacional fu sorprendida cuando J. G. Berdnorz y K. A. Mller, del centro de investigaciones de la IBM en Zurich, observaron una Tc -35 K en el compuesto de xido de Cobre, Bario y Lantano (BaLaCuO) sintetizado con anterioridad (1983) por el grupo de B. Raveau y C. Michel en Francia. La euforia desatada por este descubrimiento condujo a que poco tiempo despus, se descubriera que la Tc poda seguir subiendo lo que llev al descubrimiento de nuevos materiales superconductores, con Tc por encima del punto de ebullicin del nitrgeno lquido (-77 K). Se despertaron entonces atrevidas esperanzas que fueron sofocadas relativamente pronto por varias dificultades tanto en el plano terico, donde los conocimientos acumulados sobre el estado superconductor hasta 1986 fueron incapaces de describir la superconductividad de alta Tc, como en lo referente a las aplicaciones, puesto que el estado superconductor se destruye al ser sometido a un campo magntico, cosa que debe hacerse en muchas de las aplicaciones concebibles. 15. SUPERCONDUCTORES 16. NUEVAS CERMICAS Y PLSTICOS Los polmeros son un material primario usado para conformar o fabricar plsticos. Los plsticos son el producto final despus de que varios polmeros y aditivos hayan sido procesados y conformados en su forma final. El PVC, polietileno, etc., son ejemplos de plsticos. En lo que respecta a los cermicos, se puede citar la arcilla, as como su modelado, secado y cocido para obtener un material refractario. 17. NUEVAS CERMICAS Y PLSTICOS 18. ALEACIONES LIGERAS En general reciben el nombre de aleaciones ligeras, a la mezcla de metales y minerales cuya densidad (y peso) es inferior a la del acero, pero comparables en su dureza. Las aleaciones de auminio son aleaciones obtenidas a partir de aluminio y otros elementos, generalmente cobre, zinc, manganeso, magnesio o silicio. Forman parte de las llamadas aleaciones ligeras, con una densidad mucho menor que los aceros, pero no tan resistentes a la corrosin como el aluminio puro, que forma en su superficie una capa de xido de aluminio (almina). Las aleaciones de aluminio tienen como principal objetivo mejorar la dureza y resistencia del aluminio, que es en estado puro un metal muy blando. 19. ALEACIONES LIGERAS 20. Energa en la informtica La energa es la fuerza vital de nuestra sociedad. De ella dependen la iluminacin de interiores y exteriores, el calentamiento y refrigeracin de nuestras casas, el transporte de personas y mercancas, la obtencin de alimento y su preparacin, el funcionamiento de las fbricas, etc. 21. Energa en la informtica Todos sabemos que la Energa es necesaria para el funcionamiento de mquinas e incluso de seres vivos como nosotros. Tambin es conocido que la Energa ni se crea ni se destruye, si no se transforma. Sin embargo, posiblemente sea difcil encontrar personas que expliquen claramente algo tan extendido y eterno. Hay energas que son "limpias" y, por lo tanto, se obtienen sin hacer ningn dao al medio ambiente; pero, hay energas que provienen de fuentes que se estn extinguiendo y que daan al medio que nos rodea. 22. Energa en la informtica 23. Energa renovable Se denomina energa renovable a la energa que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de energa que contienen, o porque son capaces de regenerarse por medios naturales. Entre las energas renovables se cuentan la elica, geotrmica, hidroelctrica, mareomotriz, solar, undimotriz, la biomasa y los biocombustibles. 24. Energa renovable La urgencia de transitar hacia energas renovables y disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero est relacionada con el aumento de la temperatura del planeta y el incremento en la frecuencia e intensidad de fenmenos como los huracanes. Un ejemplo de ello, fue la confluencia de dos huracanes al mismo tiempo: Ingrid y Manuel que azotaron a los estados de Guerrero y Veracruz en septiembre de 2013. 25. Energa renovable Energa solar Los paneles fotovoltaicos convierten directamente la energa lumnica en energa elctrica. La energa solar es una fuente de vida y origen de la mayora de las dems formas de energa en la Tierra. Cada ao la radiacin solar aporta a la Tierra la energa equivalente a varios miles de veces la cantidad de energa que consume la humanidad. Recogiendo de forma adecuada la radiacin solar, esta puede transformarse en otras formas de energa como energa trmica o energa elctrica utilizando paneles solares. Mediante colectores solares, la energa solar puede transformarse en energa trmica, y utilizando paneles fotovoltaicos la energa lumnica puede transformarse en energa elctrica. Ambos procesos nada tienen que ver entre s en cuanto a su tecnologa. As mismo, en las centrales trmicas solares se utiliza la energa trmica de los colectores solares para generar electricidad. Se distinguen dos componentes en la radiacin solar: la radiacin directa y la radiacin difusa. La radiacin directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias. La difusa es la emitida por la bveda celeste diurna gracias a los mltiples fenmenos de reflexin y refraccin solar en la atmsfera, en las nubes, y el resto de elementos atmosfricos y terrestres. La radiacin directa puede reflejarse y concentrarse para su utilizacin, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas direcciones. Sin embargo, tanto la radiacin directa como la radiacin difusa son aprovechables. 26. Energa renovable Energa elica La energa elica es la energa obtenida de la fuerza del viento, es decir, mediante la utilizacin de la energa cintica generada por las corrientes de aire. Se obtiene a travs de unas turbinas elicas son las que convierten la energa cintica del viento en electricidad por medio de aspas o hlices que hacen girar un eje central conectado, a travs de una serie engranajes (la transmisin) a un generador elctrico. El trmino elico viene del latn Aeolicus (griego antiguo / Aiolos), perteneciente o relativo a olo o Eolo, dios de los vientos en la mitologa griega y, por tanto, perteneciente o relativo al viento. La energa elica ha sido aprovechada desde la antigedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas. Es un tipo de energa verde. La energa del viento est relacionada con el movimiento de las masas de aire que desplazan de reas de alta presin atmosfrica hacia reas adyacentes de baja presin, con velocidades proporcionales (gradiente de presin). Por lo que puede decirse que la energa elica es una forma no-directa de energa solar. Las diferentes temperaturas y presiones en la atmsfera, provocadas por la absorcin de la radiacin solar, son las que ponen al viento en movimiento. El aerogenerador es un generador de corriente elctrica a partir de la energa cintica del viento, es una energa limpia y tambin la menos costosa de producir, lo que explica el fuerte entusiasmo por esta tecnologa. Actualmente se utiliza para su transformacin en energa elctrica a travs de la instalacin de aerogeneradores o turbinas de viento. De entre todas las aplicaciones existentes de la energa elica, la ms extendida, y la que cuenta con un mayor crecimiento es la de los parques elicos para produccin elctrica. 27. Echo por: Perla Itzel Reynoso Bueno