Tema 13. Datos, variables y operaciones

1. Variables y asignación

Una variable es un nombre asociado a un valor guardado en la memoria. La asignación es la operación que establece esa asociación, y se escribe con el signo igual.

par = 0.35            # N·m
relacion = 9
rendimiento = 0.85
par_salida = par * relacion * rendimiento
print(par_salida)     # 2.6775

lecturas = 0
lecturas = lecturas + 1   # ahora vale 1
lecturas = lecturas + 1   # ahora vale 2
lecturas += 1             # forma abreviada: ahora vale 3

Identificadores: las reglas y las costumbres

2. Los cuatro tipos de datos

lectura = 2847               # int
tension = 2.29               # float
estado = "regando"           # str
valvula_abierta = True       # bool

print(type(lectura))         # <class 'int'>
print(type(tension))         # <class 'float'>

3. Conversión de tipos

Convertir un dato de un tipo a otro se hace con funciones cuyo nombre es el del tipo destino.

int("2847")        # 2847        texto a entero
float("2.29")      # 2.29        texto a real
str(2847)          # "2847"      número a texto
int(2.9)           # 2           trunca, NO redondea
round(2.9)         # 3           redondea
int(True)          # 1           un booleano es 1 o 0

4. Operadores aritméticos

# Funciones matemáticas: hay que importar el módulo math
import math

print(math.pi)          # 3.141592653589793
print(math.sqrt(2))     # 1.4142135623730951
print(math.ceil(4.1))   # 5   redondeo hacia arriba
print(math.floor(4.9))  # 4   redondeo hacia abajo
print(math.radians(30)) # 0.5235987755982988
print(math.sin(math.radians(30)))  # 0.49999999999999994

5. Operadores relacionales y lógicos

Los operadores relacionales comparan dos valores y devuelven un booleano. Son la materia prima de las decisiones del Tema 14.

# Las condiciones del riego, tal como quedarán en el Tema 14
humedad = 410
hora = 8
modo_manual = False

seco = humedad < 500
en_horario = 7 <= hora < 10      # comparación encadenada, legal en Python
hay_que_regar = seco and en_horario and not modo_manual

print(seco, en_horario, hay_que_regar)   # True True True

6. Precedencia y evaluación de expresiones

Una expresión es una combinación de valores, variables y operadores que produce un resultado. El orden en que se aplican los operadores lo fija la precedencia.

Evaluación paso a paso

resultado = 2 + 3 * 4 ** 2 / 8

7. Entrada y salida de datos

# input() SIEMPRE devuelve una cadena de texto
texto = input("Introduce el par del motor en N·m: ")
par = float(texto)          # hay que convertir
print("El par vale", par, "N·m")

Formato de la salida

par = 0.35
relacion = 9
rendimiento = 0.85
par_salida = par * relacion * rendimiento

print(par_salida)                                  # 2.6775000000000003
print(round(par_salida, 2))                        # 2.68
print(f"Par de salida: {par_salida:.2f} N·m")      # Par de salida: 2.68 N·m
print(f"Relación {relacion}:1 · rendimiento {rendimiento:.0%}")
# Relación 9:1 · rendimiento 85%

8. Calcular magnitudes técnicas con Python

Aquí es donde este tema se separa de un curso de programación al uso. Un cálculo de ingeniería escrito en código debe cumplir las mismas condiciones que la memoria de cálculo del Tema 9: datos con unidades, hipótesis declaradas y resultado con cifras sensatas.

"""Accionamiento del KR-1: cálculo de la cadena de potencia.
Datos del catálogo del motor y del reductor. Unidades en el SI.
Hipótesis: rendimiento de cada etapa 0,95; de los cojinetes 0,94.
"""
import math

# --- Datos ---
PAR_MOTOR_NM = 0.35          # N·m, par nominal de catálogo
N_MOTOR_RPM = 1800           # min-1, velocidad nominal
RELACION = 9                 # adimensional, dos etapas de 3
REND_ETAPA = 0.95            # por etapa de engranajes
REND_COJINETES = 0.94

# --- Cálculo ---
omega_motor = 2 * math.pi * N_MOTOR_RPM / 60      # rad/s
potencia_entrada = PAR_MOTOR_NM * omega_motor     # W
rendimiento = REND_ETAPA ** 2 * REND_COJINETES
potencia_salida = potencia_entrada * rendimiento  # W
n_salida = N_MOTOR_RPM / RELACION                 # min-1
par_salida = PAR_MOTOR_NM * RELACION * rendimiento  # N·m

# --- Resultados ---
print(f"Velocidad angular de entrada: {omega_motor:.1f} rad/s")
print(f"Potencia de entrada:          {potencia_entrada:.1f} W")
print(f"Rendimiento total:            {rendimiento:.2f}")
print(f"Potencia de salida:           {potencia_salida:.1f} W")
print(f"Velocidad de salida:          {n_salida:.0f} min-1")
print(f"Par de salida:                {par_salida:.2f} N·m")

9. Comprobar con casos de resultado conocido

Un cálculo escrito en código puede estar mal y dar un número plausible. La única defensa es comprobarlo con casos cuyo resultado se conoce por otra vía.

# Comprobación automática: si la condición es falsa, el programa avisa
par_esperado = 2.68
assert abs(par_salida - par_esperado) < 0.01, "El par de salida no coincide"
print("Comprobación superada")

Comprueba lo que has aprendido

Este tema se demuestra con un cálculo técnico escrito en código que otra persona pueda revisar como revisaría una memoria.

Prueba reveladora: ejecuta tu cálculo con el rendimiento a 1 y comprueba que el resultado es el producto desnudo. Si no lo es, hay un factor de más o de menos escondido en alguna línea.

Glosario del tema

Asignación

Operación que guarda un valor en una variable; se evalúa primero la derecha y después se guarda en la izquierda.

Booleano

Tipo de dato con dos valores posibles, verdadero y falso.

Cadena formateada

Cadena precedida de f en la que se insertan valores entre llaves con un formato indicado.

Concatenar

Unir dos cadenas de texto una tras otra.

Constante

Valor que no debe cambiar durante la ejecución; en Python se señala por convenio con el nombre en mayúsculas.

Conversión de tipo

Transformación de un dato de un tipo a otro mediante una función como int, float o str.

División entera

División que descarta la parte decimal del cociente.

Docstring

Bloque de texto entre triples comillas que documenta un archivo o una función.

Entero

Tipo de dato numérico sin parte decimal.

Expresión

Combinación de valores, variables y operadores que produce un resultado.

Identificador

Nombre con el que se designa una variable, una constante o una función.

Módulo (operador)

Resto de una división entera; sirve para detectar periodicidades.

Operador lógico

Operador que combina booleanos: and, or y not.

Operador relacional

Operador que compara dos valores y devuelve un booleano.

Precedencia

Orden en que se aplican los operadores de una expresión.

Real

Tipo de dato numérico con parte decimal, guardado de forma aproximada en binario.

Variable

Nombre asociado a un valor guardado en la memoria.

Fuentes y recursos fiables

• [1] Tutorial oficial de Python — Números y cadenas (en español).
• [2] Documentación del módulo math (en español).
• [3] Python — Aritmética de punto flotante: problemas y limitaciones (en español). Por qué 0,1 + 0,2 no da 0,3.
• [4] PEP 8 — Guía de estilo de Python (en inglés). Convenciones de nombres y de constantes.
• [5] Centro Español de Metrología. Unidades del Sistema Internacional y expresión de resultados.
• [6] Decreto 64/2022, de 20 de julio (BOCM). Currículo de Tecnología e Ingeniería I, bloque E.