Gato (dispositivo) para niños
El gato, también conocido como cric o jack, es una máquina que se usa para levantar objetos muy pesados. Funciona al mover una manivela o palanca, o a veces con la ayuda de un motor eléctrico o un compresor de aire.
Existen dos tipos principales de gatos, según cómo funcionan:
- Gatos mecánicos: Usan un sistema de tornillo y rosca para multiplicar la fuerza.
- Gatos hidráulicos: Usan un líquido para levantar las cargas.
Los gatos más comunes son los que se usan en los coches para cambiar una rueda, o los que se encuentran en los talleres para levantar vehículos y hacerles mantenimiento. También hay gatos especiales que se usan en la construcción o en la industria.
Estos aparatos se clasifican por cuánto peso pueden levantar (por ejemplo, 1.5 toneladas o 3 toneladas) y por la distancia máxima a la que pueden mover la carga.
Contenido
Gatos mecánicos: ¿Cómo funcionan y para qué se usan?
Los gatos mecánicos se usan principalmente para levantar cargas que no son extremadamente pesadas. A menudo, se operan a mano o con motores pequeños, como los que vienen en los coches para cambiar una rueda si se pincha.
Sus ventajas principales son que son sencillos de construir, necesitan poco mantenimiento y son económicos. Sin embargo, son un poco lentos para subir y bajar, y no pueden levantar cargas tan grandes como los hidráulicos.
Por estas razones, son ideales para usos ocasionales, como el cambio de una rueda en un coche, donde la simplicidad y el poco peso son importantes. También se usan en construcciones sencillas, por ejemplo, para sostener estructuras temporales de madera o metal.
Principio de funcionamiento de los gatos mecánicos
Los gatos mecánicos se basan en el uso de máquinas simples, como palancas o tornos. La idea es que una fuerza pequeña aplicada a lo largo de una distancia grande puede mover una fuerza mucho mayor a una distancia pequeña.
Imagina que giras una manivela larga. Esa manivela hace girar un tornillo (llamado husillo) que, al girar, empuja o tira de las partes del gato, haciendo que se extienda y levante el peso. La clave es que la fuerza que aplicas con la mano se multiplica muchas veces, permitiéndote levantar algo muy pesado con poco esfuerzo.
Por ejemplo, en un gato de tijera, al girar la manivela, el tornillo se mueve y las "tijeras" del gato se abren, levantando el coche. Aunque tengas que girar muchas veces la manivela, el esfuerzo es pequeño y el coche se levanta poco a poco.
Gatos hidráulicos: Potencia y velocidad
Los gatos hidráulicos se usan cuando se necesita levantar cargas muy pesadas o cuando se requiere que el levantamiento sea rápido y fácil. Son muy potentes y rápidos, especialmente para bajar la carga, lo cual es casi instantáneo. También pueden controlarse con sistemas automáticos.
Su principal desventaja es que necesitan un mantenimiento más cuidadoso, sobre todo para asegurarse de que no haya fugas del líquido que usan para funcionar. Este líquido suele ser un aceite especial de baja viscosidad, que también ayuda a lubricar las piezas.
Los gatos hidráulicos más potentes usan bombas eléctricas para generar la presión necesaria, lo que les permite levantar toneladas de peso a distancias considerables.
Principio de funcionamiento de los gatos hidráulicos
El funcionamiento de un gato hidráulico se basa en el principio de Pascal. Este principio dice que si aplicas presión a un líquido que está dentro de un recipiente cerrado, esa presión se transmite por igual a todas las partes del líquido.
Un gato hidráulico sencillo tiene dos cilindros conectados. Uno es muy pequeño y el otro es muy grande. Cuando empujas un pistón en el cilindro pequeño (por ejemplo, con una palanca), la presión se transmite al líquido. Este líquido empuja un pistón más grande en el otro cilindro, que es donde se coloca la carga.
Hay unas válvulas especiales que solo permiten que el líquido se mueva en una dirección. Así, cuando empujas el pistón pequeño, el líquido va hacia el pistón grande y lo levanta. Cuando sueltas, otra válvula permite que entre más líquido para el siguiente empuje.
Gracias a que la presión es la misma en ambos cilindros, una fuerza pequeña aplicada en el pistón pequeño se convierte en una fuerza mucho mayor en el pistón grande, permitiendo levantar objetos muy pesados. Por ejemplo, si el pistón grande es 50 veces más grande que el pequeño, una fuerza de 10 kg en el pistón pequeño puede levantar 500 kg en el grande.
Gato neumático: ¿Qué es y cómo funciona?
El gato neumático es un tipo especial de gato hidráulico que usa aire comprimido en lugar de un líquido. Por ejemplo, puede usar aire de un compresor. Algunos modelos para coches son como un saco de tela resistente o goma que se infla con aire, como un neumático. Al inflarse, levanta el coche.
No son tan eficientes en el uso de energía, porque al comprimir el aire se genera mucho calor. Sin embargo, son muy útiles para evitar el esfuerzo manual si tienes una fuente de aire comprimido disponible.
Evolución tecnológica de los gatos
Desde hace mucho tiempo, la gente ha usado máquinas simples para multiplicar la fuerza y poder hacer tareas difíciles, como construir grandes monumentos. Ya en la época de Arquímedes se conocían principios como los de las poleas.
Pero no fue hasta el Renacimiento, cuando se empezó a entender mejor cómo funcionaban los engranajes y las roscas, que aparecieron los primeros diseños de máquinas para levantar cargas pesadas, parecidas a los gatos mecánicos de hoy. Hay dibujos de Leonardo da Vinci del siglo XVI que muestran estos diseños.
El uso de los gatos se hizo muy popular con la llegada de los automóviles. Desde los primeros coches, el gato ha sido una herramienta esencial para cambiar una rueda pinchada. Aunque hoy en día, algunos coches ya no traen rueda de repuesto ni gato, sino un espray de espuma que sella el pinchazo temporalmente.
En cuanto al gato hidráulico, aunque el principio de Pascal se conoce desde el siglo XVII, fue en 1851 cuando un inventor llamado Richard Dudgeon patentó una "prensa hidráulica portátil", que es lo que hoy conocemos como gato hidráulico. Esta herramienta fue mucho mejor que los gatos de tornillo que se usaban en ese momento.
Aplicaciones de los gatos: Más allá del coche
Además de su uso más conocido en los coches, los gatos tienen muchas aplicaciones en la construcción y la industria. Se usan para levantar o empujar cargas muy pesadas, y también para tensar piezas de metal.
Gatos en la automoción
- Cambio de rueda de repuesto: Los gatos de tijera de coche permiten que una persona levante un vehículo con su propia fuerza para cambiar una rueda. Los gatos modernos encajan en puntos específicos del chasis del coche. Algunos gatos de tijera ahora funcionan con electricidad, conectándose a la toma de 12 voltios del coche, lo que evita el esfuerzo manual.
- Talleres de mantenimiento:
En los talleres y en las carreras de coches, se usa mucho el gato de suelo (o gato de carretilla). Este gato tiene una palanca larga que, al accionarse, mueve un pistón hidráulico que levanta una almohadilla. Tienen ruedas para moverlos fácilmente y son bajos cuando no se usan, lo que facilita meterlos debajo del vehículo.
Gatos en la construcción
Los gatos se usan en la construcción de edificios y puentes para levantar o mover elementos pesados, y para tensar estructuras.
- Edificación:
En la construcción de edificios, se usan gatos mecánicos sencillos para colocar con precisión elementos auxiliares como encofrados (moldes para hormigón) o cimbras (estructuras temporales). A menudo se usan varios gatos a la vez, ajustándolos poco a poco para nivelar perfectamente las piezas.
- Puentes de vigas:
Se usan gatos hidráulicos muy potentes para levantar grandes partes de puentes, como vigas prefabricadas, durante reparaciones o mantenimiento.
- Estructuras hincadas: Son gatos hidráulicos especiales con empujadores largos que permiten mover lentamente una estructura de hormigón por debajo de una carretera o vía de tren sin interrumpir el tráfico.
- Puentes atirantados y pretensados: En el hormigón pretensado, se usan gatos hidráulicos para aplicar la tensión necesaria a los cables que refuerzan la estructura, de forma similar a como se tensan los cables en los puentes atirantados.
- Puentes empujados: En este método de construcción, el puente se construye por tramos en un extremo y luego se empuja hacia adelante. Los gatos hidráulicos son los encargados de empujar cada nuevo tramo.
Gatos en la industria
Muchas máquinas industriales usan gatos para estabilizarse, como las grúas grandes. Las máquinas tuneladoras también los usan para posicionarse y para empujarse contra el terreno mientras excavan.
Montaje de vías de ferrocarril
En la construcción de vías de tren, se usan gatos especiales para tensar los rieles antes de soldarlos. Esto ayuda a compensar los cambios de tamaño que ocurren por el calor.
Galería de imágenes
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Gato utilizado en NASCAR.
