Mecanización para niños
La mecanización es cuando usamos máquinas para hacer tareas que antes hacían las personas o los animales. A diferencia de la automatización, que funciona sola, la mecanización necesita que una persona la dirija o le dé instrucciones.
A veces, el término mecanización también incluye las herramientas que usamos con las manos. Hoy en día, esta palabra se usa para describir procesos complejos en campos como la ingeniería o la economía. Ya no solo se refiere a reemplazar el trabajo humano con una máquina, sino también a simplificar grandes procesos para hacerlos más eficientes. Después de la electrificación, la mecanización dejó de depender de la fuerza humana y empezó a usar máquinas con motores.
Contenido
Historia de la Mecanización
Primeros inventos clave
Todo empezó con la invención de la rueda alrededor del año 3500 a.C. en la antigua Sumeria. Su objetivo era hacer más fácil el transporte de objetos pesados, lo que ayudó a construir más rápido y con menos esfuerzo.
Más tarde, en el año 220 a.C., Arquímedes inventó la polea compuesta. Esta invención permitió levantar cosas muy pesadas aplicando menos fuerza.
Otro avance importante fue la imprenta. El documento impreso más antiguo que se conoce es el Sutra del Diamante, de 871 d.C., hallado en una cueva en Dunhuang. Sin embargo, la etapa más famosa de la imprenta llegó en 1440 d.C., cuando el alemán Johannes Gutenberg inventó la imprenta moderna.
La Revolución Industrial y sus cambios
La Revolución Industrial fue un periodo de grandes cambios que comenzó en la segunda mitad del siglo XVIII en Gran Bretaña. Fue un momento clave para la mecanización. Durante esta época, las tareas manuales y el uso de animales para el transporte fueron reemplazados por máquinas. Esto transformó la fabricación industrial y el transporte de productos y personas.
La producción, tanto en la agricultura como en la industria, creció muchísimo. Los tiempos de fabricación se hicieron más cortos, lo que hizo que la riqueza aumentara como nunca antes.
El ferrocarril: un transporte revolucionario
Uno de los avances más importantes de este periodo fue el ferrocarril. Antes, se usaban animales para mover cargas, y los rieles eran de madera, principalmente en las minas para transportar carbón.
En 1801, el parlamento británico aprobó la construcción de una línea de ferrocarril de 13 kilómetros, movida por caballos, entre Wandsworth y Croydon. Pero el gran cambio llegó en 1821, cuando se autorizó la primera línea de ferrocarril a vapor entre Stockton y Darlington. Se inauguró en 1825, arrastrando 34 vagones a una velocidad de entre 10 y 12 millas por hora. Un periódico de la época describió esta hazaña:
Tres máquinas de vapor arrastraron trece vagones cargados de mercancías. También llevaban vagones con accionistas e invitados. Al arrancar, hombres a caballo intentaron seguir los vagones, pero pronto se quedaron atrás. Donde la pendiente era más fuerte, el tren alcanzó las 25 millas por hora (40 km/h).
En los cinco años siguientes, se construyeron 23 nuevas líneas en Inglaterra. Una de las más importantes fue la ruta entre Mánchester y Liverpool, que fue la primera en ofrecer servicio de transporte de pasajeros.
Otro avance tecnológico crucial fue el barco a vapor. Antes de la Revolución Industrial, los barcos dependían del viento para moverse. La seguridad era más importante que la velocidad. Cruzar el Atlántico de este a oeste tomaba dos o tres semanas, y de oeste a este, entre 30 y 40 días.
Los mayores avances en barcos de vapor ocurrieron entre 1840 y 1860. Se inventó la hélice (basada en los tornillos de Arquímedes) y se mejoraron los motores. Esto permitió ahorrar mucho combustible y usar calderas que producían vapor a alta presión.
Este periodo de la historia terminó entre 1820 y 1840, dejando un mundo muy diferente. Su influencia se sintió en la economía, los empleos, la educación y los medios de transporte.
El electroimán: una fuerza controlable
El electroimán fue inventado en 1825 por el electricista británico William Sturgeon. Este invento permitía controlar un campo magnético rápidamente para manejar una gran cantidad de corriente. Fue un paso importante para la transmisión de electricidad a gran escala. Durante la Revolución Industrial, el electroimán se usó en muchos inventos debido al aumento de la maquinaria industrial.
El siglo XX y la electricidad
A principios del siglo XX, se desarrollaron máquinas para tareas más complejas que requerían gran precisión. Esto fue posible gracias al avance en el manejo de la electricidad, que impulsó un progreso enorme en muchos campos, como los aparatos eléctricos, la informática y la fabricación de casi todo tipo de bienes.
Maquinaria motorizada moderna
Hoy en día, la maquinaria suele funcionar con motores eléctricos o motores de combustión interna. Antes del siglo XX, se entendía que funcionaban con vapor, agua o viento.
Muchas de las primeras máquinas y herramientas funcionaban a mano, pero la mayoría cambió a energía hidráulica o de vapor a principios del siglo XIX.
Antes de la electrificación, la energía en las fábricas se transmitía a través de un sistema central. La electricidad permitió que cada máquina tuviera su propio motor. Esto hizo que las fábricas se organizaran mejor y que las máquinas pudieran funcionar a diferentes velocidades, lo cual fue muy importante para las herramientas de trabajo.
Un paso más allá de la mecanización es la automatización. Las primeras máquinas de producción, como la máquina para soplar botellas de vidrio (alrededor de 1890), necesitaban mucha intervención humana. En la década de 1920, ya se usaban máquinas totalmente automáticas que requerían mucha menos atención del operador.
La informática: simplificando el trabajo
La informática hizo más fáciles los trabajos repetitivos en las oficinas. La automatización de estos procesos redujo los costos y aumentó la productividad. La informática combina las bases de las ciencias de la computación, la programación, el desarrollo de software, la arquitectura de computadoras, las redes de computadoras y la inteligencia artificial. Esta disciplina se aplica en muchas áreas del conocimiento y la actividad humana.
Uso militar de la mecanización
En el ámbito militar, la mecanización se refiere al uso de vehículos de combate que usan orugas, especialmente los vehículos para transportar soldados. La mecanización mejoró mucho la capacidad de movimiento y de combate de la infantería. En los ejércitos de países avanzados, casi toda la infantería está mecanizada, excepto quizás las fuerzas que se lanzan desde el aire.
Máquinas vs. trabajo humano
Cuando comparamos la eficiencia, un trabajador humano tiene una eficiencia de entre el 1% y el 5.5%. Los motores de combustión interna suelen tener una eficiencia de alrededor del 20%, aunque los motores diésel muy grandes, como los de los barcos, pueden acercarse al 50%. Los motores eléctricos industriales son aún más eficientes, llegando a más del 90%.
Si comparamos los costos, un motor puede hacer más trabajo por menos dinero que una persona. Por ejemplo, 1 litro de combustible fósil quemado en un motor equivale al trabajo de unas 50 personas trabajando 24 horas.
Además, la capacidad de trabajo de una persona es mucho menor que la de una máquina. Un trabajador promedio puede generar alrededor de 0.9 caballos de fuerza. Una máquina, dependiendo de su tipo y tamaño, puede generar mucha más energía. Por ejemplo, se necesita más de una hora y media de trabajo duro para generar solo un kilovatio-hora (kWh), mientras que un motor pequeño puede hacerlo en menos de una hora quemando menos de un litro de combustible.
Niveles de mecanización
Podemos entender la mecanización como una serie de pasos, desde los más básicos hasta los más avanzados:
- Uso de la fuerza de la mano o los músculos.
- Uso de herramientas manuales.
- Uso de herramientas manuales con motor (por ejemplo, eléctricas).
- Uso de herramientas motorizadas para una sola función y con un ciclo fijo.
- Uso de herramientas motorizadas con varias funciones y controladas por un programa.
- Uso de herramientas motorizadas a control remoto.
- Uso de herramientas motorizadas que se activan por el objeto de trabajo (como un teléfono que funciona con monedas).
- Medición.
- Control de señales específicas (por ejemplo, control de energía hidroeléctrica).
- Registro del rendimiento.
- Cambio de la acción de la máquina automatizada a través de la medición.
- Separación o rechazo de productos según la medición.
- Selección del ciclo de acción adecuado.
- Corrección del rendimiento después de la operación.
- Corrección del rendimiento durante la operación.
Galería de imágenes
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Engranajes envolventes, uno de los grandes avances de la mecanización que permitió en los primeros inventos solucionar problemas de transporte, impulsión, elevación y movimiento. El de la izquierda conduce al de la derecha: las flechas azules indican las fuerzas de contacto entre ambos engranajes. La línea de fuerza o línea de acción que corre a lo largo de una tangente común de las bases de ambos círculos. (En esta situación, no hay fuerza,y el contacto no es necesario, a lo largo de la tangente común opuesta que no se muestra).
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Esquema de la ventaja mecánica que se obtiene con diversas poleas compuestas.
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Un ferrocarril alemán en 1895.
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El Turbinia, primer barco propulsado con turbinas a vapor.
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El arco eléctrico es una demostración de la energía eléctrica, que fue utilizada para acelerar y permitir una gran cantidad de mecánicas de la época.
Véase también
En inglés: Mechanization Facts for Kids
- Barco de vapor
- Electricidad
- Electroimán
- Ferrocarril
- Informática
- Mecánica
- Revolución Industrial
- Rueda
- Trabajo productivo e improductivo
