Rueda hidráulica para niños
Una rueda hidráulica es una máquina muy ingeniosa que aprovecha la fuerza del agua en movimiento para generar energía. Imagina un río o una cascada: el agua que fluye tiene energía, y la rueda hidráulica es capaz de convertir esa energía del agua (llamada energía hidráulica) en otras formas de energía útiles, como la energía mecánica.
Hace mucho tiempo, en la Edad Media, las ruedas hidráulicas eran una fuente de energía muy importante en los talleres y fábricas de muchos países. Antes de que existieran los motores eléctricos o de gasolina, estas ruedas eran esenciales. Aunque también se usaban molinos de viento o la fuerza de personas y animales, la rueda hidráulica era muy popular. Se usaban principalmente en los molinos de harina para moler cereales, pero también servían para mover máquinas en la fundición de metales, en la metalurgia o para fabricar papel.
Algunas ruedas hidráulicas recibían el agua de un estanque o un canal especial que se construía desde un río. A finales del siglo XVIII, un científico llamado John Smeaton investigó cómo hacerlas más eficientes. Sus descubrimientos ayudaron a que las ruedas hidráulicas fueran una fuente de energía clave al principio de la Revolución Industrial. Sin embargo, con el tiempo, fueron reemplazadas por las turbinas, que son más pequeñas, más baratas y más eficientes. La primera turbina fue desarrollada por Benoît Fourneyron en 1827.
Contenido
Historia de las ruedas hidráulicas
Las ruedas hidráulicas son máquinas que giran. Este movimiento giratorio es muy útil para levantar cosas, como el agua. Pueden ser movidas por personas, animales o, lo más común, por la propia corriente del agua.
Existen dos tipos principales de ruedas hidráulicas según la posición de su eje:
- Eje vertical: Giran de pie, como una peonza.
- Eje horizontal: Giran acostadas, como la rueda de un coche.
Las ruedas de eje horizontal se clasifican según cómo el agua golpea sus paletas:
- De sobreimpulso: El agua cae por encima de la rueda.
- De pecho: El agua golpea la parte media de la rueda.
- De bajo alcance: El agua golpea la parte inferior de la rueda.
Históricamente, las ruedas hidráulicas se usaron principalmente para dos cosas:
- Sacar agua: Para regar campos o drenar minas.
- Moler: Especialmente granos para hacer harina.
Las ruedas de eje horizontal necesitan un sistema de engranajes para transmitir su fuerza a otras máquinas, mientras que las de eje vertical no siempre lo requieren.
Orígenes en el mundo antiguo
¿Quiénes inventaron la rueda hidráulica?
Los antiguos griegos fueron los primeros en inventar la rueda hidráulica. Junto con los romanos, la usaron de muchas maneras diferentes, incluyendo como molinos de agua. Este gran avance tecnológico ocurrió entre los siglos III y I a. C. antes de Cristo, en un período de la historia griega llamado helenístico, cuando había muchos descubrimientos científicos.
Un historiador llamado M. J. T. Lewis cree que la rueda hidráulica de eje vertical apareció a principios del III a. C., y la de eje horizontal alrededor del año 240 a. C. Sugiere que pudieron inventarse en Mesopotamia o Alejandría. El geógrafo griego Estrabón mencionó una rueda hidráulica antes del año 71 a. C. en el palacio de un rey, pero no dio muchos detalles. La primera descripción clara de una rueda hidráulica con engranajes la hizo el arquitecto romano Vitruvio a finales del I a. C..
Alrededor del año 300 a. C., los romanos empezaron a usar recipientes de cerámica en lugar de madera en las ruedas, creando lo que se conoce como la "noria del tipo azud", una rueda hidráulica especial para subir agua.
¿Cómo se usaban para levantar agua?
Las ruedas hidráulicas para levantar agua tenían dos formas básicas:
- Rueda con compartimentos internos (tímpano): Tenía grandes compartimentos dentro de la rueda. Podía sacar mucha agua, pero solo la levantaba a una altura baja y necesitaba mucha fuerza para girar.
- Rueda con recipientes en el borde: Tenía recipientes separados atados al borde exterior. Era más ligera y podía levantar el agua a mayor altura.
La primera vez que se menciona una rueda con compartimentos movida por agua fue en un texto del ingeniero griego Filón de Bizancio (hacia 280-220 a. C.). Él recomendaba usar estas ruedas para inundar túneles de asedio como defensa. También se usaron para drenar diques secos en Alejandría durante el reinado de Ptolomeo IV (221-205 a. C.).
La imagen más antigua de una rueda con compartimentos se encontró en una pintura de una tumba en Egipto ptolemaico del siglo II a. C.. Muestra bueyes tirando de la rueda con un sistema de engranajes. Se cree que científicos del Museo de Alejandría, un importante centro de investigación griego, pudieron haber participado en su invención.
Los romanos usaron mucho las ruedas hidráulicas en sus proyectos de minería. Se han encontrado enormes ruedas hidráulicas romanas en lugares como la actual España. Estas ruedas estaban diseñadas para sacar agua de minas subterráneas muy profundas. El escritor Vitruvius describió varios de estos aparatos, incluyendo la rueda hidráulica de sobreimpulso inverso y el tornillo de Arquímedes.
En la cuenca minera de Riotinto-Nerva en España, se descubrió un sistema con 16 de estas ruedas apiladas una encima de otra, que podían levantar agua unos 24 metros desde el fondo de la mina. También se encontró parte de una rueda similar en Dolaucothi, una mina de oro romana en el sur de Gales, a unos 48 metros bajo tierra. Esto demuestra que los romanos eran muy hábiles construyendo y usando estas ruedas para fines industriales.
¿Cómo funcionan las ruedas hidráulicas?
Una rueda hidráulica es una gran rueda, hecha de madera o metal, que tiene palas o cajones en su borde exterior. En la Edad Media, estas ruedas se usaron mucho en Europa para una gran variedad de trabajos industriales. Por ejemplo, un libro antiguo de Inglaterra llamado Domesday Book, de 1086, menciona 5624 molinos de agua.
Estos molinos se usaban para:
- Mover aserraderos (para cortar madera).
- Moler cereales y minerales.
- Accionar martillos para trabajar el metal.
- Mover batanes (máquinas para ablandar telas).
- Accionar fuelles en fundiciones (para avivar el fuego).
- Y muchas otras aplicaciones.
Las ruedas hidráulicas fueron muy importantes para la forma en que se distribuían las actividades industriales en el territorio.
Hoy en día, más de dos docenas de ruedas hidráulicas construidas por los españoles en Larmahue, Chile, todavía se usan para regar campos. Son el grupo más grande de molinos de agua que aún funcionan en el mundo. Estas ruedas, que operan a lo largo de un canal de riego que podría ser de origen prehispánico, muestran la importante contribución de la época colonial española a la agricultura de la región. Una rueda hidráulica parecida a las de Larmahue ha sido reconstruida cerca de Córdoba, España, y se han encontrado restos de varios molinos de agua medievales cerca de Toledo, también en España.
Lamentablemente, las ruedas hidráulicas están desapareciendo. Muchas son reemplazadas por bombas modernas o simplemente se deterioran por falta de mantenimiento. En 1988, se contaron unas 80 en Chile, pero en 2016, solo quedaban unas dos docenas en uso.
Galería de imágenes
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Ruedas de agua en Hama - Siria.
Véase también
En inglés: Water wheel Facts for Kids
- Molino de agua
- Molino de viento
- Noria
- Shaduf
