Timón (dispositivo) para niños
El timón o gobernalle es una parte muy importante que se usa para dirigir vehículos que se mueven en el agua o en el aire, como barcos, aviones o submarinos. Funciona al oponerse al movimiento del fluido (agua o aire). Esto hace que el vehículo cambie de dirección o mantenga un rumbo fijo.
Contenido
¿Qué es un Timón y Cómo Funciona?
El timón es una pieza que, al moverse, permite que un barco o avión cambie su dirección. Imagina que es como el volante de un coche, pero para vehículos que se mueven en el agua o el aire.
Partes y Funcionamiento del Timón
En los barcos, el timón suele ser una pieza metálica. Está conectada a un sistema mecánico o hidráulico. Este sistema transmite los movimientos de la rueda de timón al timón. Así, el barco puede ser dirigido.
Cuando giras la rueda del timón a la derecha, el barco va a la derecha (estribor). Si la giras a la izquierda, el barco se mueve a la izquierda (babor). Esto es diferente a la caña, que es una palanca más simple.
El "ángulo de pala" es el ángulo que forma el timón con la línea central del barco. En barcos pequeños, una caña se une directamente al timón. Esto permite al timonel (la persona que dirige) moverlo.
En barcos más grandes, se usan cables, mangueras y sistemas hidráulicos. Estos conectan el timón a la rueda de dirección.
¿Cómo se Controla el Timón?
En los aviones, los timones se controlan con pedales. Estos pedales están conectados a sistemas mecánicos o hidráulicos. Al mover los pedales, el piloto puede cambiar la dirección del avión en el aire.
Tipos de Timones: Una Mirada Cercana
Existen diferentes tipos de timones, diseñados para distintas necesidades y vehículos.
Timones de Barco
Los timones de barco pueden estar en los lados o en la parte de atrás (popa). Los timones laterales se colocan en la popa o en una abertura especial. Los timones que están "a bordo" se cuelgan de la quilla o de una aleta. Estos están completamente bajo el casco del barco. Se conectan al puesto de dirección a través del casco.
Algunos marineros usan la posición del timón y del mástil para diferenciar tipos de barcos. Por ejemplo, en los "yawls", el mástil de popa está detrás del timón. En los "ketches", el mástil de popa está delante del timón.
Los timones pequeños pueden girar casi perpendicularmente al barco. Esto los hace funcionar como frenos cuando se giran mucho. Sin embargo, en barcos grandes, girar el timón "a tope" significa un giro máximo.
- Timón de codaste: Este timón se apoya en la parte de arriba y en la parte de abajo, en una pieza llamada codaste.
- Timón de espadilla: Este tipo de timón solo se apoya por la parte de arriba.
- Timón semicompensado: Es un diseño especial de timón.
- Propulsor azimutal: Es un sistema moderno que gira 360 grados. Reemplaza al timón tradicional y es muy usado en barcos del siglo XXI.
Timones de Avión y Otros Vehículos
- Timón aeronáutico: Es el timón que se usa en los aviones para cambiar su dirección en el aire.
La Historia del Timón: Un Viaje en el Tiempo
El timón, en su sentido más amplio, se refiere a cualquier dispositivo para dirigir un barco. Esto incluye remos, paletas y los timones que conocemos hoy.
Los sistemas de dirección antiguos se pueden dividir en "timones laterales" y "timones montados en popa". Los timones laterales se colocaban a un lado del barco. Los timones montados en popa se ponían en el centro de la parte trasera del barco.
Algunos expertos dicen que los timones de espadilla del antiguo Egipto y Roma no eran "timones verdaderos". Para ellos, solo los timones montados en popa de la antigua China (época Han) son los primeros timones verdaderos.
El timón de espadilla podía dificultar el manejo de las velas. Era mejor para barcos pequeños en aguas estrechas. El timón moderno, en cambio, no molesta las velas. Es más fácil de usar y es ideal para barcos grandes en viajes largos por el océano. Apareció por primera vez en China en el siglo I después de Cristo.
Un historiador llamado Leo Block (2003) explicó que con una sola vela, se necesitaba mover mucho el timón de espadilla para ir recto. Esto hacía que el barco fuera más lento. Una segunda vela en la parte delantera podía ayudar a mantener el rumbo y reducir la necesidad de mover tanto el timón de espadilla.
El timón de espadilla es como un remo muy grande o una tabla. Se usaba para controlar la dirección de un barco antes de que se inventara el timón moderno. Normalmente se colocaba en el lado derecho (estribor) de los barcos grandes.
Los Primeros Sistemas de Dirección: Timones Laterales
El Timón en el Antiguo Egipto y Persia
Los remos usados para dirigir (timones de espadilla) aparecieron en grandes barcos egipcios mucho antes del año 3100 antes de Cristo. En el Antiguo Reino (2686-2134 a.C.), se han encontrado hasta cinco timones de espadilla a cada lado de los barcos de pasajeros.
La "caña del timón", que era un pequeño pasador que atravesaba el soporte de dirección, se empezó a usar en la quinta dinastía (2504-2347 a.C.). La caña y un poste de dirección en la parte trasera hicieron que se necesitaran menos timones de espadilla a cada lado.
Se han encontrado timones de espadilla simples en la popa en modelos de tumbas de esa época. El historiador griego Heródoto (484-424 a.C.) mencionó los timones egipcios en sus escritos.
En Irán, se han encontrado pruebas de remos montados al lado del barco para dirigir desde el tercer milenio antes de Cristo.
El Timón en la Antigua Roma
Los romanos usaban timones de aleta, que se mejoraron mucho con el tiempo. Los barcos romanos llegaron a ser muy grandes. El sistema romano de timones de aleta siguió usándose durante la Edad Media.
A principios del siglo I después de Cristo, los timones de espadilla en la popa eran comunes en los ríos y puertos romanos. Se han encontrado pruebas en relieves y restos arqueológicos. Una placa de tumba de la época de Adriano muestra un barco remolcador con un gran remo en la popa. Los barcos Nemi, que eran palacios flotantes del emperador Calígula, tenían timones de hasta 14 metros de largo.
El Timón de Codaste: Un Gran Avance
El timón de codaste es el timón tradicional que se coloca en la línea central del barco, unido a una pieza llamada codaste.
El Timón de Codaste en China Antigua
La representación más antigua de un timón de codaste se encuentra en un modelo de cerámica de un barco chino del siglo I después de Cristo. Esto fue mil años antes de que apareciera en Occidente.
En China, los modelos de barcos con timones de espadilla datan del período de los Estados Guerreros (c. 475-221 a.C.). Los timones de codaste empezaron a aparecer en modelos de barcos chinos en el siglo I d.C. Sin embargo, los chinos siguieron usando los timones de espadilla por un tiempo. Esto se debe a que los timones de espadilla eran útiles para viajes rápidos por ríos.
Una de las ilustraciones más antiguas de un timón de codaste en China se encontró en un modelo de cerámica de una tumba de la dinastía Han (202 a.C.-220 d.C.). Fue descubierto cerca de la ciudad de Cantón en 1958. Décadas después, se encontraron más modelos de barcos con timón de la dinastía Han. La primera mención escrita del uso de un timón sin timón de espadilla es del siglo V.
Los timones chinos se sujetaban al casco con soportes. Los timones más grandes se colgaban de arriba con un sistema de cuerdas. Así podían subirse o bajarse al agua. Algunos barcos chinos también tenían timones con agujeros. Se cree que esto permitía un mejor control. Viajeros como Ibn Battuta y Marco Polo escribieron sobre los barcos chinos y sus timones.
Paul Johnstone y Sean McGrail afirman que los chinos inventaron el timón de codaste "central, vertical y axial". Este tipo de timón apareció en China al menos mil años antes que en Occidente.
El Timón de Codaste en el Medio Oriente Medieval
Los barcos árabes también usaban un timón de codaste. Lo controlaban con dos cuerdas, cada una unida a una pieza en la parte superior del timón. Las primeras pruebas de esto vienen de un libro escrito por al-Muqaddasi en el año 985.
El Timón de Codaste en Europa Medieval
Los remos que se montaban a un lado de los barcos evolucionaron a timones de aleta. Estos se usaron en Europa desde la antigüedad hasta el final de la Edad Media. A medida que los barcos crecieron, los timones de aleta se hicieron muy pesados. Fueron reemplazados por timones más fuertes con bisagras de hierro.
La representación más antigua de un timón con bisagras se encuentra en relieves de iglesias de Zedelgem y Winchester, alrededor del año 1180.
Las bisagras de hierro permitieron unir el timón a toda la longitud del codaste de forma permanente. Su potencial se aprovechó por completo después de la introducción del codaste vertical en el siglo XIV. Desde la Era de los Descubrimientos, los barcos europeos con timones de bisagras navegaron por todos los mares. Muchos historiadores creen que la tecnología del timón de codaste llegó a Europa y al mundo islámico desde China.
Sin embargo, Lawrence Mott, en su tesis, dice que la forma en que se unían los timones en China y Europa era diferente. Esto le hace dudar de que el sistema chino se haya extendido.
Todas las pruebas sugieren que los timones europeos montados en popa se inventaron de forma independiente. Sus características técnicas son muy diferentes a las de los timones chinos.
Timones Modernos y el Futuro de la Dirección
Los timones tradicionales no han cambiado mucho desde que Isambard Kingdom Brunel introdujo el "timón de balance" en el barco SS Great Britain en 1843. También inventó el "motor de dirección" en el SS Great Eastern en 1866. Si un barco necesita más facilidad para maniobrar a baja velocidad, el timón puede complementarse con un "impulsor de proa". O puede ser reemplazado por completo por un "impulsor azimutal".
Conceptos Clave del Timón
- Timón a la vía: Esta expresión significa que la pala del timón está recta, sin ángulo. Es lo mismo que decir "timón al medio".
Galería de imágenes
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Doble timón del acorazado Bismarck.
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Timón del acorazado Mutsu.
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El timón de codaste del RMS Olympic, barco gemelo del RMS Titanic.
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Timón del RMS Mauretania.
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Doble timón del portaviones estadounidense USS Carl Vinson.
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Timón del USS Constitution.
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Sistema de doble timón compensado del submarino Peral.
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Véase también
En inglés: Rudder Facts for Kids
- Rueda de timón: Es la rueda que se usa para controlar el timón, no el timón en sí.
- Propulsor azimutal
- Propulsor Voith Schneider
Física aplicada
Un barco está afectado por varias cosas que influyen en cómo se mueve. En el caso del timón, influyen: la velocidad del agua que choca con el timón (Vt), el área del timón (ar), la longitud del barco (L), el ángulo en que el timón se opone al agua (∅) y la velocidad del barco (∨). Cuando el timón gira, se crean fuerzas en el agua. Estas fuerzas hacen que el barco gire alrededor de su centro.
La "carga" en el timón (Ct) se calcula con una fórmula. También se calcula el "centro de presión" (Cp) en la pala del timón.
El "momento evolutivo" (Me) del timón muestra qué tan efectivo es para hacer girar el barco. En teoría, es más efectivo cuando el timón está a 45 grados. Pero en la práctica, funciona mejor con un ángulo menor, de unos 35 grados.
