EL PROCESO DE FABRICACION HA TRAIDO INNUMERABLES CAMBIOS Y HABITOS EN LA PRODUCCION Y TRANSFORMACION DE MATERIAS PRIMAS, PERO SIN LUGAR A DUDAS LAS MATEMATICAS Y LA FISICA HAN CONTRIBUIDO A ESTOS CAMBIOS.

1. LA REVOLUCION INDUSTRIAL
Muchos investigadores consideran que uno de los grandes adelantos
tecnológicos de la humanidad fue la agricultura. ¿Sabes cuál ha sido
el otro gran avance del ser humano en su relación con la naturaleza?
La Revolución Industrial, que se produjo al principio de la edad
contemporánea.
¿QUÉ ES LA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL?
Llamamos Revolución Industrial al cambio fundamental que se
produce en una sociedad cuando su economía deja de basarse en la
agricultura y pasa a depender de la industria. Ese proceso se ha dado
en distintas épocas dependiendo de cada país (en algunos, incluso,
todavía hoy no se ha producido).
LA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL EN REINO UNIDO
La primera Revolución Industrial tuvo lugar en Reino Unido a
finales del siglo XVIII. A partir de ese momento, la economía y la
sociedad británicas vivieron una profunda transformación. Los
cambios afectaron a los procesos de producción: qué, cómo y
dónde se producía. El número de productos manufacturados
(fabricados) creció de forma espectacular gracias a que mejoraron las
técnicas de elaboración: ahora se producía de manera más eficaz.
Hasta entonces, los productos se fabricaban en pequeños talleres,
donde el artesano realizaba todas las partes del trabajo necesario para
hacer un producto.
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2. Con la Revolución Industrial, aparecieron grandes fábricas, con
nuevas máquinas, en las que había muchos trabajadores, y cada uno
de ellos se encargaba solo de una de las partes del trabajo necesario
para fabricar el producto.
Como la industria empezó a tener más importancia que la agricultura
(recuerda que eso es lo que caracteriza a la Revolución Industrial),
muchos habitantes de las zonas rurales (del campo) emigraron hacia
las zonas urbanas (las ciudades). La aparición de las grandes fábricas
hizo que estas ciudades fueran cada vez mayores.
Pronto, Reino Unido pasó a ser el país del mundo que más
productos industriales fabricaba. Con los beneficios o ganancias,
los industriales creaban nuevas empresas, o mejoraban aún más la
maquinaria de las que ya tenían.
LOS GRANDES AVANCES TECNOLÓGICOS DE LA REVOLUCIÓN
INDUSTRIAL
Ya hemos visto que la Revolución Industrial comenzó a finales del
siglo XVIII en Reino Unido. Se inició gracias a la aparición de una
serie de inventos que hicieron que se pudieran fabricar productos
textiles de manera más fácil y rápida (por lo que eran más baratos
para el fabricante). Entre ellos, hay que destacar los siguientes:
 La lanzadera volante (1733) de John Kay.
 La hiladora (1779) de Samuel Crompton.
 El telar mecánico (1785) de Edmund Cartwright.
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3. Las fábricas textiles se habían mecanizado gracias a esos inventos.
Pero esos mecanismos funcionaban con energía hidráulica (la que
procede de caídas de agua); por eso, había que colocar las fábricas
cerca de corrientes de agua, como, por ejemplo, los ríos. Esto se
solucionó a partir de 1769, cuando un escocés, James Watt, realizó el
gran invento, el gran avance tecnológico del principio de la Revolución
Industrial: la máquina de vapor. En 1785, se instaló la primera
máquina de vapor para hacer funcionar una fábrica de algodón.
Desde entonces, el vapor sustituyó al agua como fuerza motriz.
La invención de la máquina de vapor tuvo más consecuencias. No
muchos años después, en 1804, un ingeniero inglés que se llamaba
Richard Trevithick fue capaz de hacer que una máquina de vapor
moviera una locomotora. Había nacido el ferrocarril.
Así, la máquina de vapor revolucionó, a su vez, el mundo del
transporte: el ferrocarril y los barcos de vapor permitieron que los
productos de las fábricas llegaran, de forma más rápida y barata, a los
mercados de lugares muy lejanos. Todo ello favoreció el proceso de
industrialización.
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4. LA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL EN OTROS PAÍSES
A mediados del siglo XIX, Francia, Bélgica, Alemania y Estados
Unidos vivieron sus propios procesos de Revolución Industrial. A
finales de ese siglo, fueron España, Suecia y Japón los que siguieron
el camino abierto por Reino Unido. Las revoluciones industriales de
Rusia y Canadá comenzaron a principios del siglo XX. Más tarde,
a mediados de ese mismo siglo, la industrialización se podía
comprobar en Latinoamérica y en algunos países de Asia y África.
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5. Salvo algunas máquinas simples, como las tijeras, un
cascanueces, un abrelatas, unas pinzas, una polea o las rampas
que hay en las aceras, las máquinas que usamos son más complejas,
están compuestas de varias o muchas máquinas simples que trabajan
de manera coordinada.
LAS MÁQUINAS Y LOS OPERADORES
Un robot es una máquina que controlamos mediante un ordenador y
que está programada para moverse, manipular objetos y realizar
trabajos diversos. Los robots son capaces de realizar tareas
repetitivas de forma más rápida, barata y precisa que los seres
humanos.
Por ejemplo, en las cadenas de montaje de automóviles hay brazos
robots que levantan las piezas, las pulen y las pintan. Un robot es
una máquina compuesta.
Una grúa, un automóvil o una bicicleta también son máquinas
compuestas, y todas ellas están formadas por otras máquinas
simples, cada una con una tarea determinada.
Recuerda que las máquinas simples más importantes son la palanca
(como las tijeras o el abrelatas), la polea (como la que se emplea
para subir un mueble a un piso) y el plano inclinado (que consiste
en una rampa). El tornillo y la cuña se consideran a veces máquinas
simples, pero en realidad son adaptaciones del plano inclinado.
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6. Dentro de una máquina, llamamos operadores a cada uno de los
elementos que cumple una función concreta en el funcionamiento de
la misma. Las máquinas simples, como la palanca o la polea, tienen
un solo operador, mientras que las compuestas tienen varios o
muchos operadores.
En una máquina hay, o puede haber, operadores de dos tipos:
 Operadores mecánicos, que son los que se encargan de
transmitir los movimientos. Por ejemplo, en una bicicleta un
operador mecánico es el sistema de cambios de velocidades
(con varios platos y piñones), otro es la cadena y otro el
sistema de frenos.
 Operadores energéticos, que son los encargados de
comunicarle energía a la máquina para que pueda funcionar;
por ejemplo, la batería de un automóvil o de un teléfono
móvil, las pilas de un juguete, el resorte de un reloj de
cuerda o el motor de cualquier vehículo son operadores de
este tipo.
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7. UN EJEMPLO DE MÁQUINA COMPUESTA: LA BICICLETA
La bicicleta es una máquina compuesta, pues consta de los siguientes
operadores mecánicos:
 El manillar, con el que orientamos la rueda delantera en la
dirección que queremos llevar.
 Los frenos delantero y trasero, que constan de dos palancas,
una a cada lado del manillar, y de unas pastillas de goma que se
cierran sobre las llantas de las dos ruedas al apretar las
palancas.
 Las ruedas, que al hacerlas girar apoyadas contra el suelo
hacen que la bicicleta avance.
 Los cambios de velocidades, que son dos mecanismos que
van sobre el manillar, con los que podemos seleccionar el plato
y el piñón. El plato grande se usa en terreno llano, puesto que
es con el que más metros se avanza al dar una pedalada. En las
cuestas metemos el plato pequeño, que es con el que menos se
avanza, pero con el que hay que hacer menos fuerza para
moverse. En ciclismo, a la combinación de cada uno de los
platos y cada uno de los piñones se le llama desarrollo, quizás
hayas oído decir en una carrera que un ciclista “lleva un
desarrollo largo (o corto…)”.
 La cadena de transmisión, que une el plato con los piñones,
transmitiendo la fuerza con que pedaleamos a la rueda trasera.
 Los pedales, sobre los que ejercemos la fuerza de nuestras
piernas, haciendo que la bicicleta se mueva.
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8. La bicicleta no tiene operador energético, ya que somos nosotros los
que le proporcionamos la energía que necesita para moverse. En
cambio, en una motocicleta, la batería y el motor son los dos
operadores que hacen que arranque y se mueva.
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9. LOS AUTOMOVILES
Seguro que has viajado mucho en automóvil, incluso en avión alguna
vez… Para que un automóvil se mueva o un avión vuele es necesario
que sus motores los impulsen, que les proporcionen la energía
necesaria para desplazarse por la carretera o por el aire.
TIPOS DE MOTORES
El motor de un automóvil y el de un avión son un tipo de motores que
genera energía (mecánica) a partir de combustibles líquidos derivados
del petróleo, como la gasolina, el gasoil o el queroseno, que arden
dentro de una cámara de combustión en el mismo aparato, y por eso
se llaman motores de combustión interna.
Otro tipo de motores, los eléctricos, generan energía a partir de
corriente eléctrica.
En general, un motor convierte una forma de energía, que se le
suministra como combustible líquido, electricidad…, en movimiento.
MÁQUINAS TÉRMICAS
Una máquina térmica es una máquina que es capaz de transformar
el calor en cualquier otra forma de energía. Dos ejemplos de
máquinas térmicas son: la máquina de vapor (en las antiguas
locomotoras), que transforma en movimiento el calor producido por la
combustión de carbón o madera, y la turbina de vapor, que
transforma el calor en energía eléctrica.
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10. EL MOTOR DE EXPLOSIÓN
Los motores de gasolina de los automóviles son máquinas térmicas,
que aprovechan el calor producido por la combustión de la
gasolina para mover unos pistones que suben y bajan dentro de los
cilindros. El movimiento de los pistones se comunica a un eje
(llamado cigüeñal) que a su vez lo transmite a otros mecanismos que
hacen que se muevan las ruedas.
Estos motores de combustión interna en los que el combustible es
gasolina que se mezcla con aire, son motores de explosión, y suelen
ser de cuatro tiempos. Los cuatro tiempos de un motor de explosión
son admisión, compresión, explosión y escape.
En la admisión entra la mezcla de aire y gasolina en cada uno de los
cilindros del motor, haciendo que desciendan los pistones.
La bomba de gasolina impulsa el combustible desde el depósito
hasta el carburador, que es la pieza del coche en donde se mezcla el
aire con la gasolina, que previamente ha sido pulverizada mediante
un difusor.
El pedal del acelerador controla la cantidad de la mezcla de gasolina
y aire que pasa a los cilindros, mientras que los diversos dispositivos
del carburador regulan automáticamente la riqueza de la mezcla, esto
es, la proporción de gasolina con respecto al aire.
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11. La conducción a velocidad constante por una carretera llana, por
ejemplo, exige una mezcla menos rica en gasolina que la necesaria
para subir una cuesta, acelerar o arrancar el motor en tiempo frío.
Cuando se necesita una mezcla muy rica en gasolina, una válvula
conocida como estrangulador o ahogador reduce drásticamente la
entrada de aire, lo que permite que entren en el cilindro grandes
cantidades de gasolina no pulverizada.
En la compresión, la mezcla de gasolina y aire se comprime mediante
el émbolo o pistón que se mueve hacia arriba, estando cerradas las
válvulas de cada cilindro.
En la explosión, la chispa eléctrica producida por cada una de las
bujías, enciende la mezcla en cada cilindro, provocando una rápida
combustión, cuyos gases impulsan los pistones hacia abajo.
En el tiempo de escape, el pistón se desplaza hacia arriba evacuando
los gases de la combustión a través de la válvula de escape abierta.
En este punto, el ciclo comienza de nuevo.
Para iniciar el ciclo, los motores de los automóviles utilizan un
motor eléctrico llamado motor de arranque, que está conectado al
cigüeñal por un embrague automático (dispositivo que permite acoplar
o desacoplar un eje al movimiento de otro sin cambiar la velocidad de
este último), que se desacopla en cuanto ya ha arrancado el motor. Al
principio, como probablemente habrás visto en películas antiguas, los
coches se arrancaban a mano, dándole vueltas a una manivela
que hacía girar al cigüeñal.
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12. La mayoría de los motores diesel tienen también cuatro tiempos, si
bien las fases son diferentes de las de los motores de gasolina. En la
primera fase se absorbe solamente aire hacia la cámara de
combustión. En la segunda fase, la de compresión, el aire se
comprime muchísimo, calentándose hasta unos 440 ºC a causa de la
compresión. Al final de la fase de compresión el gasoil vaporizado se
inyecta dentro de la cámara de combustión, ardiendo
inmediatamente a causa de la alta temperatura del aire. La combustión
empuja el pistón hacia atrás en la tercera fase, la de potencia. La
cuarta fase es, como en los motores de gasolina, la fase de
expulsión.
Los motores diesel son más pesados que los de gasolina, pero son
más eficientes y usan gasoil, que es un combustible más barato que
la gasolina.
Seguro que en más de una ocasión has tenido que “soportar” un
atasco… Parece que ya estamos acostumbrados a vivir entre
automóviles, sobre todo en la ciudad. Pero… ¿no te has preguntado
alguna vez cómo funcionan estas máquinas?
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13. ¿QUÉ ES UN AUTOMÓVIL?
Llamamos automóvil a cualquier vehículo que se puede trasladar de
un lugar a otro gracias a un motor, aunque normalmente nos
referimos al vehículo con cuatro ruedas que puede transportar hasta
ocho personas. Los vehículos para un mayor número de pasajeros son
los autobuses o autocares, y los camiones se usan para transportar
mercancías.
Los principales componentes de un automóvil son el motor, la
transmisión, la suspensión, la dirección y los frenos. Estos
elementos complementan el chasis, que es la estructura inferior del
automóvil. Sobre el chasis va montada la carrocería, que es la
cubierta metálica exterior. Esta se construye con formas
aerodinámicas para evitar en lo posible el rozamiento con el aire
cuando el automóvil está en movimiento.
Las carrocerías actuales se diseñan de forma tal que protejan a los
pasajeros en caso de accidente: si se produce un choque contra otro
vehículo o contra cualquier objeto fijo, las partes frontal y trasera de la
chapa se contraen de forma progresiva, y hacen que el motor se
desplace lateralmente, tratando de que la deformación no afecte a lo
que es el habitáculo interior del vehículo.
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14. EL MOTOR
El motor proporciona energía mecánica para mover el automóvil,
y puede ser de gasolina o gasoil (diesel). Hoy día la mayoría de los
motores tienen cuatro cilindros y son de cuatro tiempos o fases:
admisión del combustible, compresión del mismo, explosión y
escape.
En muchos automóviles actuales, un dispositivo llamado “turbo”
introduce aire a presión en el carburador, que es donde se forma
la mezcla de aire y gasolina o gasoil, mejorando la mezcla, de
manera que el motor consume menos combustible y da más
potencia.
La explosión de la mezcla hace que los pistones de los cilindros suban
y bajen, y esa energía se transmite a las bielas que hacen girar al
cigüeñal (que es el eje del motor), que a su vez hace girar los
engranajes de la caja de cambios.
LA TRANSMISIÓN
La caja de cambios de un automóvil tiene cinco o seis sistemas de
engranajes, llamados marchas, que seleccionamos mediante la
palanca de cambios, situada en el suelo a la derecha del conductor.
Para cada marcha, la relación entre la fuerza que ejerce el motor y la
velocidad que adquiere el vehículo son distintas.
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15. Cuando subimos una cuesta, escogemos una marcha corta, la
primera o la segunda, que desarrolla mucha fuerza pero poca
velocidad. En cambio, por una carretera llana, elegimos una marcha
larga (la quinta o sexta si la tiene), que desarrolla menos fuerza
pero mayor velocidad.
Cuando arrancamos el automóvil y lo ponemos en movimiento, vamos
cambiando de una marcha a otra superior para conseguir movernos
a mayor velocidad.
Al seleccionar la marcha atrás, las ruedas giran en sentido contrario
al de avance, haciendo que el vehículo retroceda.
De la caja de cambios se distribuye la fuerza a las ruedas. En la
mayoría de los automóviles solo dos de las cuatro ruedas están
conectadas al motor, arrastrando en su movimiento a las otras
dos. En un vehículo “con tracción a las cuatro ruedas”, todas están
conectadas al motor, por lo que las cuatro se mueven por sí
mismas, no arrastradas.
Entre la caja de cambios y las ruedas hay un mecanismo, llamado
diferencial, cuyos engranajes permiten que las ruedas motrices de un
vehículo giren a velocidades distintas en las curvas y en los cambios
de trayectoria.
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16. LA SUSPENSIÓN Y LA DIRECCIÓN
Los elementos más importantes de la suspensión de un automóvil
son los amortiguadores, las ruedas y los neumáticos.
Mediante el volante controlamos la dirección de movimiento del
vehículo. Al girar el volante hacemos girar un eje en cuyo extremo hay
una rueda dentada, que encaja entre los dientes de una barra
horizontal, como en una cremallera. Al girar esa rueda, sus dientes
empujan a los de la barra, haciendo que esta se mueva
horizontalmente.
Los extremos de la barra están conectados a las ruedas delanteras del
automóvil, que de esta forma se mueven cuando giramos el volante. A
este tipo de dirección se le llama “de cremallera”.
La servodirección o dirección asistida, empleada cada vez en más
automóviles, sobre todo en los más grandes, es un mecanismo
hidráulico que reduce el esfuerzo necesario para mover el
volante, especialmente cuando el vehículo está parado.
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17. LOS FRENOS
Un automóvil tiene generalmente dos tipos de frenos: el freno de
mano, o de emergencia, y el freno de pie o pedal. El freno de mano
suele actuar solo sobre las ruedas traseras. El freno de pie siempre
actúa sobre las cuatro ruedas.
Los frenos pueden ser de tambor o de disco: en los frenos de
tambor, una tira convexa, llamada zapata, se fuerza contra el interior
de un tambor de acero unido a la rueda; en los frenos de disco, se
aprietan unas pastillas contra un disco metálico unido a la rueda.
FUENTE BIBLIOGRAFICA
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