Máquina de vapor

Uno de los inventos que revolucionó la sociedad fue la máquina de vapor. Seguramente, sin dicho dispositivo la era industrial no habría llegado y los trabajos serían más rudimentarios que en la actualidad. Su principio es sencillo, el vapor generado por el agua en ebullición produce trabajo que es empleado por una máquina.

Historia de la máquina de vapor

A través de la historia, una gran cantidad de registros han considerado a diferentes nombres como autores de la máquina de vapor. Sin embargo, todos concuerdan que el modelo de máquina de vapor que dio origen a la Revolución Industrial fue patentado por James Watt en 1769, aunque no es atribuible a él la idea original.

En el año 1757, Watt abrió un negocio de venta de instrumental matemático en la Universidad de Glasgow en donde estuvo en contacto con muchos científicos de la época y se interesó por las máquinas de vapor. En ese período se dio cuenta que los dispositivos existentes desperdiciaban grandes cantidades de energía y se concentró en solucionar dicho problema.

Una de las mejoras que realizó fue la invención del condensador o cámara de condensación que permitía un mayor rendimiento. De igual forma creó un mecanismo que permitía convertir el movimiento rectilíneo de la máquina en giratorio y con ello su invento podía ser usado para diversos fines como en bombas y locomotoras.

La versatilidad y el rendimiento del modelo patentado por Watt representaron un cambio para la sociedad a través de la Revolución Industrial.
Unidad en su honor

James Watt, además de sus innovaciones en la máquina de vapor, realizó otros aportes. Su legado hizo que lo distinguieran con una unidad del Sistema Internacional de Unidades que lleva su nombre: el vatio (W) que expresa potencia y en inglés se pronuncia Watt.

 

James Watt nació en Escocia el 19 de enero de 1736 y perteneció a sociedades científicas como Royal Society.

Partes de una máquina de vapor

Partes de una máquina de vapor usada en una locomotora.

Carbón: mineral usado como fuente de energía.

Cámara de combustión: depósito donde se quema el carbón para generar una reacción de combustión que transfiere calor a la caldera.

Caldera: depósito hermético en donde se ubica el fluido de trabajo de la máquina de vapor, generalmente es agua. El agua contenida se encuentra sometida a altas temperaturas que originan un cambio de estado en donde pasa del estado líquido al gaseoso (vapor de agua).

Pistón: se encuentra ubicado dentro de un cilindro y es accionado por el movimiento del vapor. Describe un desplazamiento rectilíneo.

Mecanismo de biela y manivela: permite transformar el movimiento rectilíneo generado por el pistón en movimiento rotatorio.

Rueda de transmisión: es accionada por el mecanismo de biela y manivela, su movimiento es empleado para diversos fines en conjunto con otros dispositivos, como un rotor en el caso de algunos generadores eléctricos.

Funcionamiento

La máquina de vapor permite convertir la energía térmica procedente del vapor de agua en energía mecánica. Es por ello, que se ubica dentro de la clasificación de motor de combustión externa porque el proceso de combustión se lleva a cabo fuera de la máquina.

El ciclo de trabajo de estas máquinas se realiza en dos etapas:

  1. Una caldera cerrada herméticamente calienta el agua para generar vapor que se desplaza dentro de un cilindro. El movimiento del vapor empuja un pistón que describe un movimiento rectilíneo hacia adelante y hacia atrás. Por medio de un sistema de biela-manivela que se encuentra conectado al pistón, se convierte su movimiento en rotatorio que posteriormente es usado, por ejemplo, para accionar las ruedas de una locomotora de vapor.
  1. Después de finalizar la carrera, el pistón regresa a su posición inicial y el vapor usado se expulsa.
Después del primer modelo de máquina de vapor ideado por Watt surgieron nuevas máquinas de vapor más eficientes como la rotativa, la de vapor de simple efecto o la de doble efecto.
Energía usada

A comienzos del siglo XX, durante la Revolución Industrial, el combustible por excelencia era el carbón, energía predilecta en el mundo para ese entonces. Las máquinas de vapor eran muy populares y empleaban carbón para calentar el agua en las calderas. Para la época, este combustible fósil era barato y de fácil acceso. Sin embargo, con la aparición del motor de combustión interna, las máquinas de vapor comenzaron a caer en desuso y con ello el empleo de carbón, que había sido desplazado por una fuente de energía más eficiente: el petróleo.

 

El carbón es el combustible fósil más contaminante ya que produce mayor cantidad de CO2 por kilogramo quemado (1,83 kg) y puede generar lluvia ácida.

¿Qué es la robótica?

Desde siempre, las personas han inventado mecanismos y desarrollado tecnologías que les permitieran traspasar los límites de sus capacidades. Asimismo, fantaseaban con la idea de jugar a ser Dios y crear seres a su imagen y semejanza. El enorme progreso en ingeniería, electrónica e informática lo está haciendo posible. Aquí, allá… en todas partes. Los robots están entre nosotros.

Por Conectar Igualdad

La robótica es la ciencia que estudia el diseño y la implementación de robots, conjugando múltiples disciplinas, como la mecánica, la electrónica, la informática, la inteligencia artificial y la ingeniería de control, entre otras.

Para definirlo en términos generales, un robot es una máquina automática o autónoma que posee cierto grado de inteligencia, capaz de percibir su entorno y de imitar determinados comportamientos del ser humano. Los robots se utilizan para desempeñar labores riesgosas o que requieren de una fuerza, velocidad o precisión que está fuera de nuestro alcance. También existen robots cuya finalidad es social o lúdica.

Robots, ¿dónde?, ¿para qué?

Los robots se usan en diversos ámbitos y para cumplir tareas variadas: desde los brazos robóticos utilizados en la industria automotriz hasta el novedoso sistema quirúrgico Da Vinci, que permite practicar cirugías de alta complejidad poco invasivas y con una precisión sin precedentes; desde los robots espaciales diseñados para explorar la superficie de planetas desconocidos hasta la aspiradora doméstica Roomba, que realiza la limpieza de manera autónoma, o el Nano Air Vehicle (NAV), también llamado nanocolibrí, un pájaro utilizado para espionaje militar. Pero quizá los más llamativos sean los androides, que imitan la morfología, el comportamiento y el movimiento de los seres humanos. Uno de los más conocidos en la actualidad es ASIMO, pensado para llevar a cabo labores asistenciales y sociales. Aunque se encuentra en una etapa experimental, ASIMO es capaz de caminar o subir escaleras por sí solo.

La robótica viene de antiguo

Desde siempre, las personas han querido desarrollar seres animados con diferentes fines. Este deseo de dar vida, conjugado con el progreso mecánico, científico, tecnológico y electrónico a lo largo de la historia, dio lugar a la creación de los autómatasmáquinas que imitan la figura y los movimientos de un ser animado, antecedente directo de los robots.

Los primeros autómatas se remontan a la Antigüedad: egipcios y griegos fueron pioneros en el desarrollo de la mecánica y la ingeniería. Conocían y utilizaban a la perfección principios mecánicos como la rueda, el eje, la cuña, la palanca, el engranaje, la rosca y la polea, elementos que constituyen la base de muchos mecanismos empleados en la actualidad. Tenían también un profundo conocimiento de hidráulica y neumática, que usaban para dar movimiento a algunas estatuas.

En el siglo I d. C., Herón de Alejandría escribió el primer tratado de robótica, Los autómatas, y creó los primeros autómatas: el teodolito, un aparato que medía ángulos, distancias y desniveles, y el odómetro, que medía distancias recorridas.

Siguen los inventos: un poco de historia

Durante la Edad Media, dos personajes se destacaron por sus invenciones. Alberto Magno (1206-1280) creó un autómata de hierro que le servía como mayordomo —podía caminar, abrir puertas y comunicarse con los invitados—, y una cabeza parlante que predecía el futuro. Al-Jazari, uno de los más grandes ingenieros de la historia, inventó un reloj elefante, con seres humanos y animales mecánicos.

El Renacimiento fue un período rico en pensadores e invenciones. El enorme interés por la investigación en el campo de las ciencias que explican el mundo y al ser humano impulsó el desarrollo de espectaculares maquinarias.

Leonardo Da Vinci (1452-1519), quizás el más grande inventor de todos los tiempos, creó, entre otras, la máquina de volar.

El matemático y filósofo Blas Pascal (1623-1662), un destacado representante del racionalismo, inventó la primera máquina de calcular. Durante la misma época, la corriente de pensamiento de René Descartes (1596-1650) se sostuvo en el postulado de que todo se explica a través de las matemáticas. También tomó al ser humano como referente y antecesor primero de toda maquinaria.

Por su parte, el ingeniero e inventor Jacques de Vaucanson (1709-1782) creó un pato artificial que movía las alas y realizaba el proceso digestivo completo, y dos músicos autómatas: El flautista y El tamborilero, que podían tocar un amplio repertorio musical.

Adiós, optimismo, adiós

Hasta el siglo XVIII, se había instalado cierto optimismo respecto del bienestar y progreso socioeconómicos que el desarrollo de las maquinarias traería aparejado. Sin embargo, a partir de la Revolución Industrial, los aspectos positivos asociados a este paradigma comienzan a ser cuestionados: las máquinas empiezan a reemplazar —y ya no tanto a aliviar— la mano de obra. También el medioambiente se ve notablemente perjudicado, pues este nuevo modelo económico requiere de la explotación de recursos naturales para sostenerse.

En 1929, con la crisis mundial derivada de la caída de Wall Street, la sociedad se vuelve pesimista y es cada vez más crítica respecto del avance tecnológico y el sistema industrial. Además, la Primera y la Segunda Guerra Mundial ponen de manifiesto el carácter destructivo que se da al uso de la tecnología.

¿Evolución científica o control social?

En la actualidad, las opiniones están encontradas y el espectro es muy amplio: desde las sociedades consumistas, adictas al uso de artefactos que parecieran cumplir infinitas funciones, hasta la tendencia a volver a las viejas costumbres, como promueven los impulsores de la vida lenta o slow-life.
La situación es compleja: por un lado, tenemos la sensación de que la evolución tecnológica cumplirá todos nuestros deseos; por el otro, nos produce sentimientos de control social o de dependencia absoluta, algo por completo ajeno al deseo humano.

La robótica juega un papel central dentro del campo de las investigaciones científicas. Sus objetivos actuales son obtener prototipos que nos asistan, alivien nuestras labores y nos brinden una agradable compañía. Hasta acá, el desarrollo de estos experimentos parecería propiciar el bienestar social.

No obstante, el vertiginoso avance de la ciencia y la tecnología obliga a cuestionarse los límites de los resultados alcanzados. Aunque no se pueda establecer con certeza qué curso se dará a los alcances de la investigación, cabe preguntarse: ¿hasta qué punto será útil que los robots desempeñen las tareas de los humanos? ¿En qué momento este soporte se transforma en la anulación de las personas y sus funciones básicas? ¿De qué manera se podrían encauzar las actividades científicas para garantizar el bienestar de las personas y evitar el control de sus actos?

Fuente: http://www.educ.ar/sitios/educar/blogs/ver?referente=estudiantes&id=122836&cat=ed_blogs_cat_estudiantes

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