L  a  G r a n  E n c i c l o p e d i a   I l u s t r a d a  d e l   P r o y e c t o  S a l ó n  H o g a r

Introducción a: Máquinas simples y compuestas

Batán

 

Cuando la máquina es sencilla y realiza su trabajo en un solo paso, nos encontramos ante una máquina simple. Muchas de estas máquinas son conocidas desde la prehistoria o la antigüedad y han ido evolucionando incansablemente (en cuanto a forma y materiales) hasta nuestros días.

Algunas inventos que cumplen las condiciones anteriores son: cuchillo, pinzas, rampa, cuña, polea simple, rodillo, rueda, manivela, torno, hacha, pata de cabra, balancín, tijeras, alicates, llave fija...

Las máquinas simples se pueden clasificar en tres grandes grupos que se corresponden con el principal operador del que derivan: palanca, plano inclinado y rueda.

Palanca

Cascanueces. Ejemplo de uso de la palanca

 

La palanca es un operador compuesto de una barra rígida que oscila sobre un eje (fulcro). Según los puntos en los que se aplique la potencia (fuerza que provoca el movimiento) y las posiciones relativas de eje y barra, se pueden conseguir tres tipos diferentes de palancas a los que se denomina: de primero, segundo y tercer género (o grado).

El esqueleto humano está formado por un conjunto de palancas cuyo punto de apoyo (fulcro) se encuentra en las articulaciones y la potencia en el punto de unión de los tendones con los huesos; es por tanto un operador presente en la naturaleza.

De este operador derivan multitud de máquinas muy empleadas por el ser humano: cascanueces, alicates, tijeras, pata de cabra, carretilla, remo, pinzas...

Plano inclinado

El plano inclinado es un operador formado por una superficie plana que forma un ángulo oblicuo con la horizontal.

Las rampas que forman montañas y colinas son planos inclinados, también pueden considerarse derivados de ellas los dientes y las rocas afiladas, por tanto este operador también se encuentra presente en la naturaleza.

De este operador derivan máquinas de gran utilidad práctica como: broca, cuña, hacha, sierra, cuchillo, rampa, escalera, tornillo-tuerca, tirafondos...

 

Broca. Ejemplo de uso del plano inclinado

Rueda

Polea. Ejemplo de uso de la rueda

 

La rueda es un operador formado por un cuerpo redondo que gira respecto de un punto fijo denominado eje de giro.

Normalmente la rueda siempre tiene que ir acompañada de un eje cilíndrico (que guía su movimiento giratorio) y de un soporte (que mantiene al eje en su posición).

Aunque en la naturaleza también existen cuerpos redondeados (troncos de árbol, cantos rodados, huevos...), ninguno de ellos cumple la función de la rueda en las máquinas, por tanto se puede considerar que esta es una máquina totalmente artificial.

De la rueda se derivan multitud de máquinas de las que cabe destacar: polea simple, rodillo, tren de rodadura, noria, polea móvil, polipasto, rodamiento, engranajes, sistema correa-polea...

Máquinas compuestas

Introducción

Cuando no es posible resolver un problema técnico en una sola etapa hay que recurrir al empleo de una máquina compuesta, que no es otra cosa que una sabia combinación de diversas máquinas simples, de forma que la salida de cada una de ellas se aplica directamente a la entrada de la siguiente hasta conseguir cubrir todas las fases necesarias.

Las máquinas simples, por su parte, se agrupan dando lugar a los mecanismos, cada uno encargado de hacer un trabajo determinado. Si analizamos un taladro de sobremesa podremos ver que es una máquina compuesta formada por varios mecanismos: uno se encarga de crear un movimiento giratorio, otro de llevar ese movimiento del eje del motor al del taladro, otro de mover el eje del taladro en dirección longitudinal, otro de sujetar la broca, otro...

Mecanismos del taladro de sobremesa

La práctica totalidad de las máquinas empleadas en la actualidad son compuestas, y ejemplos de ellas pueden ser: polipasto, motor de explosión interna (diesel o gasolina), impresora de ordenador, bicicleta, cerradura, lavadora, video...

Maquinas compuestas

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La manera más apropiada de comenzar este artículo será sin duda, en la medida que existe mucha gente que lo ignora, tratar de explicar sencilla y apropiadamente qué es, en realidad, una maquina compuesta. Pues bien: Dicha expresión ha de aplicarse a todo sistema de mecanismos en el que las distintas variables son, siempre, maquinas simples. Profundicemos un poco esta muy técnica definición.


Para poder entender lo que es una maquina compuesta debemos primero, antes que nada, saber a la perfección de qué hablamos cuando nos referimos a maquinas simples. Solo una vez que hayamos sido capaces de comprender cabalmente el funcionamiento de aquellas, seremos libres, entonces, de dar el siguiente paso; tratar de hacernos una idea bien clara de qué es lo que la palabra “sistema” en realidad, al fin y al cabo, quiere decir.

La palabra sistema está, hoy en día, en la boca de todo el mundo. Sin embargo, si uno se anima a preguntar por ahí, suele descubrir que son muy pocas las personas que efectivamente saber definir la palabra sistema. No todo lo que la gente suele llamar sistema es, en realidad, tal cosa. Despejemos entonces las dudas; es cosa bastante sencilla: Un sistema no es más que una interrelación de variables. O sea: consideramos variable a cualquier cosa que se pueda experimentar y medir y, luego, consideramos sistema a una interacción dada de variables.

La característica fundacional de todo sistema ha de ser, entonces, el hecho de que la alteración de alguna de sus variables implicará, entonces, sí o sí, la aliteración de, por lo menos, otra.


Vemos un ejemplo sencillo; un juego de ajedrez (es indistinto si el lector sabe o no jugar)Cuando se mueve una pieza, sea la que sea, ese movimiento produce una transformación en el sistema todo; todas las demás piezas pasan, inmediatamente, a verse alcanzadas por el cambio que implica la pieza movida. Así, el ajedrez es, de todos los divertimentos, el más sistémico de todos.

Ahora bien: Fusionando las dos partes hasta aquí explicitadas (el funcionamiento de las maquinas simples y el funcionamiento de un sistema) maquina-compuesta-excavadora

es como sale definitivamente a la luz el significado de la expresión maquina compuesta. Se trata de un sistema en el que cada una de las maquinas simples es, ni más ni menos, que un mecanismo, o sea, una variable. Analicemos, ahora que ya tenemos las cosas más claras, como funciona esta interrelación de variables mecánicas.


Ya lo dijimos; una maquina compuesta está constituida por varias (como mínimo dos) máquinas simples. Cada una de esas maquinas simples es un mecanismo del sistema; al recibir una determinada energía, la maquina simple produce transformaciones en la misma y luego, en ves de liberarla como resultado, la “pasa” a otra maquina simple que, a su vez, produce todavía más modificaciones. Construir una maquina compuesta significa poner en interrelación una determinada cantidad de maquinas simples.

Todo lo demás es cosa bastante obvia; si en una maquina compuesta falla alguna de las maquinas simples esto significará, consecuentemente, el fallo absoluto del sistema todo. La reparación de maquinas compuestas implica, entonces, saber encontrar cuál es, de todas, la maquina simple que está produciendo el problema. Cuando se soluciona el conflicto con el mecanismo particular, este vuelve a trabajar armoniosamente con los demás y así, todos juntos, reestablecen la capacidad operativa del sistema (de la maquina compuesta). Cuantas más maquinas simples contenga el sistema, más compuesta será la maquina que dicho sistema implique.


Prácticamente todos los artefactos a que apelamos diariamente son, en realidad, forma más o menos complejas de maquinas compuestas. La video casetera y la motocicleta, las impresoras y las maquinas de secar la ropa. El mundo no sería lo que es sin el inapreciable trabajo de las maquinas compuestas.

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 lo que caracteriza a una maquina, por sobre cualquier otro sistema natural, es que la misma es, siempre, diseñada y construida por el intelecto del hombre para la funcionalidad y comodidad del propio hombre. Se trata, simple y complejamente, de poner en interrelación funcional las distintas fuerzas de la naturaleza con las leyes físicas y químicas que las rigen. Todos los pasos que da la tecnología son, en realidad, esto es lo que los hace verdaderamente geniales, un aumento en los poderes que el ser humano es capaz de esgrimir sobre su entrono. Aprender a individualizar las energías y, luego capacitarse para ponerlas en interrelación funcional; he ahí, muy esencialmente simplificado, el tema todo que desde las épocas más pretéritas ha significado la ciencia en tanto construcción de maquinarias.

La maquina compuesta es, así, la sucesora necesaria de la maquina simple. Porque en el terreno de las maquinas las cosas no funcionan como saben hacerlo en el seres vivos; en el mundo material el todo no es otra cosa más que la correcta suma de las partes

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