Examen de Tecnología e Ingeniería II PAU Murcia 2026 · Ordinaria

Los raíles de las vías de tren se fabrican normalmente mediante un proceso de laminación en caliente con aceros de elevado contenido en carbono (típicamente entre 0,6 y 0,9% en C) y aleados, entre otros metales, con Manganeso y Silicio, para ser capaces de soportar cargas dinámicas pesadas con desgaste mínimo, ya que estos aceros presentan alta resistencia mecánica, dureza y tenacidad.

Apartado 1. (2,5 puntos). Problema competencial sin opcionalidad. Diseño e implementación de un sistema electrónico combinacional con puertas lógicas.

Se quiere diseñar un sistema electrónico mediante puertas lógicas para controlar la puesta en marcha de un grupo motobomba para evacuar el agua de un aparcamiento subterráneo en caso de inundación. El grupo motobomba está instalado en una arqueta (similar a un pequeño pozo) dentro del propio aparcamiento, y se pondrá en marcha dependiendo de la combinación de 3 variables M, P, T según se indica a continuación:

Siempre que el sensor “M” que detecta el nivel máximo de agua en la arqueta esté activado, y simultáneamente se encuentre abierta la válvula de descarga del caudal bombeado a la red de alcantarillado exterior, en cuyo caso el sensor “P” estará desactivado. Indistintamente de la actuación o no sobre un pulsador manual “T” que pone en marcha el grupo motobomba

Adicionalmente el grupo motobomba también se pondrá en marcha al actuar sobre el pulsador manual “T” (pulsador activado), siempre que la válvula de descarga esté abierta (sensor “P” desactivado), e indistintamente de que el sensor de nivel detecte o no detecte que se ha alcanzado el nivel máximo de agua en la arqueta

Se pide, obtener:

a)

La tabla de verdad y la función lógica de salida en su primera forma canónica desarrollada y compacta (0,75 p.)

Dec

Entradas

Salida

M

P

T

F

b)

Representar la tabla de verdad en un “mapa de Karnaugh” y obtener la función lógica simplificada en forma de “Minterms”. (1 p.)

$MP \setminus T$

0

1

00

01

11

10

c)

Diseñar el circuito lógico utilizando el “mínimo” número de puertas lógicas NAND de dos entradas y simbología normalizada ANSI-IEC. Indicar la salida en cada puerta lógica del circuito diseñado. (0,75 p)

Los raíles de las vías de tren se fabrican normalmente mediante un proceso de laminación en caliente con aceros de elevado contenido en carbono (típicamente entre 0,6 y 0,9% en C) y aleados, entre otros metales, con Manganeso y Silicio, para ser capaces de soportar cargas dinámicas pesadas con desgaste mínimo, ya que estos aceros presentan alta resistencia mecánica, dureza y tenacidad.

a)

Definir “tenacidad” e indicar qué ensayo se puede realizar para medirla [0,25 p.]

Los raíles de las vías de tren se fabrican normalmente mediante un proceso de laminación en caliente con aceros de elevado contenido en carbono (típicamente entre 0,6 y 0,9% en C) y aleados, entre otros metales, con Manganeso y Silicio, para ser capaces de soportar cargas dinámicas pesadas con desgaste mínimo, ya que estos aceros presentan alta resistencia mecánica, dureza y tenacidad.

b)

Representar la forma típica del diagrama tensión-deformación del ensayo de tracción de un acero. Indicar los puntos y zonas características [0,25 p.]

c)

Al realizar un ensayo de tracción sobre una probeta cilíndrica de dicho acero de $20\text{ mm}$ de diámetro y $200\text{ mm}$ de longitud, se miden deformaciones elásticas hasta una fuerza de $220\text{ kN}$. Al seguir aumentando la fuerza de tracción aplicada, se mide una fuerza máxima de rotura de $314\text{ kN}$. Se pide, calcular [0,25 p. cada subapartado]:

Cuestión I.2 (1,25 puntos). Responder de forma breve y concisa a las siguientes cuestiones sobre circuitos frigoríficos.

En un local comercial se dispone de una cámara frigorífica para conservación de fruta. Se pide, considerando que idealmente funciona según un ciclo de Carnot:

a)

Explicar el funcionamiento de la cámara frigorífica, indicar sus componentes y representar el ciclo termodinámico en un diagrama $p-v$. [0,75 p.]

b)

Calcular la eficiencia sabiendo que la temperatura del interior de la cámara es $2^\circ\text{C}$ y que la temperatura ambiente media en el exterior de la cámara es de $25^\circ\text{C}$. [0,25 p.]

c)

Calcular la potencia del compresor (en watios) y el calor cedido por unidad de tiempo al foco caliente, sabiendo que el calor absorbido por unidad de tiempo del interior de la cámara es $200\text{ J/s}$. [0,25 p.]

Cuestión I.3 (1,25 puntos). Análisis de un sistema de control en lazo cerrado. Se pide analizar el sistema de control en lazo cerrado de un proceso industrial en el que se requiere controlar el régimen de giro de un ventilador para mantener su caudal constante. En la figura se representa el diagrama de bloques simplificado de dicho sistema de control. Se pide:

a)

Explicar la diferencia principal entre un sistema en lazo abierto y en lazo cerrado. Enumerar los componentes principales de un sistema en lazo cerrado. (0,25 puntos)

b)

Obtener la función de transferencia del sistema $C(s)/R(s)$ (0,75 puntos)

c)

Enumerar algunos tipos de transductores para medida del régimen de giro del ventilador que podrían utilizarse como señal de realimentación (0,25 puntos)

Problema II.1 (2,5 puntos) Cálculo de fuerzas cortantes y momentos flectores en vigas simples. Se quiere analizar una viga soldada que forma parte de una estructura. Se pide, para los datos indicados en la figura adjunta, calcular:

a)

Las reacciones en los apoyos A y B. [0,75 p.]

b)

La ecuación de fuerzas cortantes y momentos flectores en cada tramo de la viga en función de la coordenada “x” (según se indica en la figura). [1,25 p.]

c)

Representar gráficamente dichas ecuaciones para cada tramo, e indicar en qué sección o tramo intermedio de la viga se tiene momento flector máximo e indicar su valor. [0,5 p.]

Problema II.2 (2,5 puntos) Análisis de sistemas de potencia fluida neumáticos. Se quiere analizar un sistema neumático cuyo circuito se representa en la figura adjunta mediante simbología normalizada. Se pide:

a)

Identificar y describir la función de los siguientes componentes: 0.1, 1.3, 1.01, 1.1, 1.03 y 1.0. [0,5 p.]

b)

Explicar el funcionamiento del circuito, y qué condiciones deben cumplirse para que el cilindro realice las carreras de extensión y retracción. [1 p.]

c)

Calcular la fuerza neta (o efectiva) que podría ejercer el vástago del cilindro durante la carrera de extensión, sabiendo que la presión de entrada al cilindro (en el lado del émbolo) es 7 bar(rel), la contrapresión en la cámara del vástago es nula, y la fuerza de rozamiento representa un 10% de la fuerza neta (o efectiva) de extensión. [0,5 p.]

Nota: Considerar que el diámetro del émbolo es 100 mm, y el del vástago es 25 mm

d)

Calcular el consumo de aire del cilindro (en m³/h referido a condiciones normales), sabiendo que el sistema realiza 5 ciclos (extensión/retracción) por minuto, y que la carrera es 200 mm. [0,5 p.]

Nota: Considerar que la presión atmosférica es 1 bar.

Problema II.3 (2,5 puntos) Análisis de circuitos de CA monofásicos. Se quiere analizar un sistema eléctrico cuyo circuito simplificado es el representado en la figura adjunta. El sistema consta de dos bobinas $L_1$ y $L_2$, un condensador, y una resistencia, todo conectado en serie. Se pide, para los datos indicados en la figura, calcular:

a)

La impedancia total equivalente del circuito, y expresarla en forma binómica y polar. Razonar sobre si es un circuito inductivo o capacitivo, y obtener el ángulo de desfase y el factor de potencia. [1 p.]

$\Omega$

$\Omega$

b)

Las intensidades: eficaz, máxima e instantánea. [0,5 p.]

A

A

c)

Las potencias: aparente, activa, y reactiva. Representar el diagrama fasorial. [0,5 p.]

VA

W

var

d)

Calcular la tensión eficaz entre los extremos de la bobina $L_1$ y entre los extremos del condensador. [0,5 p.]

V

V