HITOS DE LA TECNOLOGÍA
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Introducción |
Sentó las bases para la industrialización: en unos pocos años, la máquina de vapor patentada por Watt en 1769, se convirtió en la ayuda más importante para el trabajo en fábricas y minas. Fue seguida por la bombilla incandescente, el teléfono y, en 1876, el motor de cuatro tiempos que revolucionó el transporte. Alrededor de cien años más tarde, fue inventado el microchip, sin el cual la era digital no hubiera sido posible.
J. Walter Thompson |
1.1 La Máquina de Vapor
la maquina de vapor sentó las bases para la industrialización. Luego de unos pocos años, se convirtió en la fuerza impulsora del trabajo en fabricas y minas.
Uno de los primeros motores a pistón fue desarrollado por el físico Denis Papin, en 1690.El sencillo dispositivo consistía en un cilindro simple, que simultáneamente servia como caldera, funcionando principalmente con aire, mas que con presión de vapor. Hacia el final del siglo XVII, ingenieros como el Marques de Worcester y Thomas savary construyeron tambien algunos de los primros motores a vapor el motor de savary fue utilizado en mineria como bomba para drenar el agua de los tuneles en 1705 el ingles THOMAS NEWCOMEN desarrollo los primeros motores de vapor
funcionamiento
de la maquina a vapor
funcionaba con caldera, cilindro y pistón. En estos motores de vara, una larga barra oscilaba de arriba hacia abajo, transfiriendo la energía a un pistón que se movía dentro del cilindro. Cuando el pistón se elevaba,el vapor entraba al cilindro, se condensaba y la presión al aire empujaba al pistón nuevamente hacia abajo 1.2 La Bombilla de Luz Incandescente Entre 1830 y 1840 se llevaron acabo experimentos con alambres de platino y tiras de carbón, el suministro de electricidad era también un inconveniente ya que en esos tiempos únicamente se conseguían baterías. No fue hasta 1866 en que werner von siemens descubrió el principio del dinamo, y construyo maquinas que provenían un flujo constante de electricidad. En 1854, el mecánico de precisión alemán, heinrich gobel construyo la primera bombilla eléctrica que se consumía durante un periodo sostenido de tiempo. utilizo como filamentos hilos de bambú carbonizados y evacuo el gas de bulbo cerrado.el norteamericano THOMAS ALVA edison desarrollo la primera bombilla de luz incandescente comercialmente exitoso, en 1879. Era un bulbo de carbón que se produjo masiva mente. También proveyó los accesorios necesarios, tales como interruptores, portalámparas distribuidores y dinamos apropiados. en el 1900, se desarrollo el primer filamento de omio metálico este tipo de lampara de osmio consumía la mitad de energía que la lampara de carbón mientras que producía la misma cantidad de luz. en 1903 se desarrollo la primera bombilla de filamento de tántalo en berlin, y muy poco después se probaron los filamentos de tungsteno el metal con el punto mas alto fusión 1.3 el teléfono el caballo no come ensalada de pepinos" fueron las primeras palabras que el físico y maestro alemán johann philpp reis dijo en su teléfono en 1861. eligió esta curiosa frase para estar seguro de que se lo entendía palabra por palabra, sin que el oyente fuera capaz de adivinar el significado de la oración a través de la idea original. su aparato telefónico era capaz de convertir los sonidos en corriente eléctrica y de reproducirlos en otro lugar. Pero el inventor estaba evidentemente muy adelantado a su tiempo:su creación fue considerada una locura. En 1872 el inventor y maestro escoses alexander graham bell construllo en boston un teléfono electromagnético el cual un discurso podía ser transmitido a larga distancia. el 10 de marzo de 1876, bell presento su teléfono de caja al publico, en una prueba aproximadamente 8 kilómetros. en 1877, thomas alva edison logro con éxito establecer comunicaciones telefónicas atraves de distintas larga, gracias a la emisión de impulsos eléctricos mas fuertes. mas aun desarrollo también un micrófono y altavoz por separado. el teléfono se volvió portátil en 1942. 1.4 el motor de combustión En 1876, una impactante idea técnica se hizo realidad: el ingeniero mecánico alemán, Nicolaus August Otto, construyó el primer motor de cuatro tiempos. El principio de “inducción, compresión, ignición y extracción” que él aplicó en su motor de energía de combustión continúa siendo utilizado, sin modificaciones, en los motores fabricados en la actualidad.
El primer motor de combustión funcional, ya había sido
construido por el belga Etienne Lenoir en 1859. El motor a gas, que era similar
a un motor de vapor horizontal, trabajaba con una mezcla de gas de iluminación
y aire. El movimiento del pistón succionaba la mezcla de gases hacia el
cilindro, donde era encendido con una chispa eléctrica. La explosión empujaba
al pistón nuevamente hacia abajo. En su recorrido, los gases resultantes de la
combustión eran expulsados por el otro extremo del pistón, y el trabajo de
inducción se repetía.
El hecho de que consumiera combustible, lo hacía un 60 por ciento más rentable que los motores fabricados por otros productores.
En 1867, Nicolaus August Otto desarrolló un motor mejorado
En
la primavera de 1876, le siguió el “motor Otto”. Se trataba de un motor a gas
de cuatro tiempos con carga comprimida, que inicialmente era operado con la
ayuda de una llama de gas como fuente externa para la ignición.
1.5 El Microchip
Sin microchips, no existirían las calculadoras, las computadoras personales ni las portátiles. Los delgadísimos chips - también llamados circuitos integrados– almacenan cantidades incontables de información.
Los microchips están hechos de silicio, y su producción
lleva mucho tiempo. Con el objetivo de crear los patrones conductores actuales,
se utilizan diversas técnicas para superponer otros materiales como aluminio o
cobre, sobre la superficie de silicio.
El norteamericano pionero en electrónica, Jack Kilby, que
fue galardonado con el Premio Nobel de Física por su impactante trabajo en el
año 2000, es considerado el inventor del microchip. El físico presentó su microchip
al público en los laboratorios de Texas Instruments en 1958. Cinco transistores
habían sido soldados sobre una pieza de germanio para crear un circuito – este
chip tenía apenas el tamaño de un gancho para papeles.
Las estructuras de los microchips se volvieron más y más
pequeñas. Los fabricantes tuvieron éxito al duplicar el número de transistores
en un chip cada 18 meses, tal como lo predijo la ley de Moore.
1.6 La Computadora
Charles Babbage fue uno de los primeros en lograr grandes avances en la invención de la computadora. Ya en el Siglo XIX, desarrolló el concepto de una máquina calculadora libremente programable, con una memoria, una unidad de control y una calculadora. Sin embargo, sólo fue capaz de concretar su concepto parcialmente.
Finalmente, en 1940, la computadora se hizo realidad.
el padre de la computadora”. Zuse
había fabricado máquinas calculadoras desde 1936, y en 1941 creó la “Z3”, la
primera calculadora controlada mediante un programa.
La computadora personal:
En los Estados Unidos, la primera
generación de computadoras personales costó alrededor de 3.500 dólares,
incluyendo el monitor. En el año 1981, IBM vendió alrededor de 35.000 de esas
computadoras. Pero la demanda creció rápidamente en enormes proporciones. En
total, IBM vendió cerca de tres millones de estas primeras computadoras, que
estuvieron disponibles hasta 1987.
2. tecnología para la movilidad
Introducción:
La movilidad ha sido siempre una
de las necesidades básicas del género humano. Sin embargo, no fue sino hasta la
industrialización, que la movilidad alcanzó una nueva dimensión. Los inventos
técnicos, tales como el motor de vapor, llevaron al desarrollo de medios de
transporte como el ferrocarril, el automóvil y el aeroplano. El enorme
crecimiento de la movilidad individual llegó a ser imparable.
2.1 El Ferrocarril
En febrero de 1804, el primer tren a vapor de la historia hizo su primer viaje. Hasta entonces, los animales habían sido los más importantes medios de viaje y transporte. Ahora era posible transportar cargas más grandes, más rápidamente y a través de mayores distancias.
A fin de cuentas, Richard
Trevithick inventó la locomotora de vapor como resultado de una apuesta. Él quería
que su locomotora reemplazara a los caballos que arrastraban pesadamente a los
carros, desde una fundición hasta un canal cercano.
Las condiciones previas a la
innovación del ingeniero inglés, eran dos inventos que ya habían sido
realizados: los rieles, utilizados en minería, y un motor de vapor
relativamente potente. Entonces Trevithick combinó ambos. Colocó el motor a
vapor sobre las vías, y utilizó su potencia para mover las ruedas. ¡La primera
locomotora había nacido!
En 1825, se inauguró en Inglaterra
la primera línea ferroviaria pública propulsada a vapor, entre Stockton y
Darlington. Sin embargo en un principio, la “Locomotora Nº1” de George
Stephenson transportaba únicamente cargas.
En 1829, el ingeniero inglés
participó de una competencia con “Rocket”, su locomotora de vapor. Los
participantes debían viajar 56 kilómetros, cargar combustible y agua y luego
emprender el viaje de regreso transportando una pesada carga. “Rocket” triunfó
con un promedio de 24 kilómetros por hora.
El próximo gran proyecto de
Stephenson era una ruta ferroviaria entre Liverpool y Manchester. En 1830, se
inauguró la primera línea ferroviaria para pasajeros. Dos años más tarde, abrió
en Francia la primer línea de trenes propulsados a vapor. Le siguió, en 1835,
la apertura de una línea ferroviaria en Alemania. La era del ferrocarril había
comenzado.
2.2 el automóvil
Ya durante la Edad Media, existía
la idea de un carro que no tuviera que ser tirado por animales o personas. Pero
debió pasar mucho tiempo antes de que pudiera ser llevada a cabo. No fue hasta
que los motores de Etienne Lenoir (1859) y luego de Nicolaus August Otto (1876)
fueran inventados, que se dispuso de motores compactos y poderosos.
En
1885 construyó una motocicleta junto con Maybach, que fue el primer vehículo
con motor a combustión. Su motor de 1 cilindro, también conocido como “reloj de
abuelo”, tenía una potencia de 0,5 caballos de fuerza
Hacia 1885, Karl Benz había
mejorado su motor con un sistema de ignición eléctrica, hasta el punto de que
le fue posible integrarlo a un vehículo. El vehículo que eligió tenía tres
ruedas y un marco de caño de acero. En 1886, Benz obtuvo una patente alemana
para el primer automóvil del mundo. Un año después, comenzó la producción en
serie del automóvil en su fábrica de Mannheim.
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En 1888, Daimler lo siguió con un
automóvil de 4 ruedas impulsado por un motor de 1,1 caballos de fuerza. Sin
embargo, los primeros automóviles no fueron bien recibidos en Alemania.
2.3 el aeroplano
Hace ya 500 años atrás, Leonardo
da Vinci se avocó a la tecnología del vuelo y diseñó varios dispositivos
voladores. El inglés Sir George Cayley comprendió que esas máquinas voladoras,
impulsadas por los músculos y basadas en el movimiento del aleteo de las aves,
no conducían a ningún lado, por lo que se dedicó a la construcción de
planeadores. Estableció los principales factores del vuelo – el despegue, la
propulsión y la dirección– los cuales tuvo en cuenta durante sus intentos de
construir aparatos voladores. Finalmente, uno de sus asistentes despegó
brevemente con la máquina voladora de Cayley, en noviembre de 1809.
El ingeniero berlinés Otto
Lilienthal emprendió el primer vuelo tripulado exitoso, con el fin de cubrir
cualquier distancia. En 1891, despegó desde una colina con su planeador de mano
y voló 25 metros completos. Durante los años siguientes, Lilienthal realizó más
de 2.000 intentos de vuelo y perfeccionó el manejo y la estabilidad de sus
aparatos voladores. Sin embargo, no fue capaz de concretar su plan de
incorporar un motor a gasolina en un planeador, ya que murió en un choque el 9
de agosto de 1896.
El cerrajero entrenado Gustav
Weißkopf, que cambió su nombre por el de Gustave Whitehead después de emigrar a
los Estados Unidos, desarrolló un aparato volador con alas, que podían ser
dobladas hacia atrás. Se dice que el 14 de agosto de ese mismo año (es decir
dos años antes que los hermanos Wright), Weißkopf logró completar exitosamente
un vuelo impulsado. Aparentemente, voló una distancia de aproximadamente 800
metros, con su monoplano casero impulsado a motor: el “Nº 21”.
Tecnología de energía alternativa
Tecnología de energía alternativa
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Energía Eólica
Las plantas de energía eólica trabajan sobre el principio de la fuerza aerodinámica. El golpe del viento en la lámina del rotor genera presión positiva por debajo del aspa, mientras que por encima de ella se genera presión negativa. Esta diferencia de presiones genera una fuerza de elevación, que las centrales modernas de energía eólica utilizan para su funcionamiento y, por lo tanto, para la producción de electricidad.
Vientos con potencia de grado 3, que son comunes sobre el Mar del Norte, en el sector meridional de América del Sur, en la isla australiana de Tasmania y en los Grandes Lagos en el norte de los Estados Unidos, así como también en otras áreas, son especialmente ventajosos para las plantas de energía eólica.
Las áreas convenientes para la instalación de grandes plantas de energía eólica son, sin embargo, escasas –por lo que se están depositando grandes esperanzas en las centrales de energía eólica que están siendo establecidas en el mar. Alrededor del mundo, se están instalando algunos parques eólicos costeros, como por ejemplo en Dinamarca, Suecia, Países Bajos, Alemania e Inglaterra. El hecho de que la producción de energía generada en el mar sea alrededor del 50% más alta, se debe a que, entre otros factores, la superficie del agua casi no ofrece áreas de fricción al viento.
Energía Hidráulica
Las primeras estaciones hidroeléctricas para la producción de electricidad fueron construidas en Inglaterra, ya en el año 1880. Actualmente existen centrales eléctricas de río, centrales eléctricas de almacenaje, centrales eléctricas de almacenaje y bombeo, centrales eléctricas de marea y de oleaje. Pero a pesar de lo diferentes que son estos tipos de centrales hidroeléctricas –todas funcionan de manera similar: una central de energía generalmente consiste en una represa o dique que almacena el agua frente a una central eléctrica o a una reserva ubicada en un terreno más alto. Desde allí, el agua ingresa por el tubo de suministro a través de una válvula. Dependiendo del tipo de turbina, la energía potencial o la energía cinética, impulsan la turbina que está conectada a un generador. Éste finalmente transforma la energía mecánica en electricidad. Si el agua ya ha pasado por la turbina, es devuelta al curso natural del río o a la reserva reguladora.
Materiales básicos | ||
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Materiales Básicos
El acero es una aleación, es decir, un metal mezclado que se logra derritiendo y uniendo diferentes materiales. Actualmente existen más de 2.500 clases de acero estándar en todo el mundo. Todos ellos está hechos principalmente con lingotes de hierro que, a su vez, están conformados por el elemento hierro, más un tres por ciento de carbón. El lingote de hierro es extraído del hierro mineral en los altos hornos de las fundiciones. Luego es procesado en la acería para obtener un acero con menos del dos por ciento de carbón. Esta baja proporción suaviza el material, haciéndolo más fácil de procesar.
proceso de Bessemer facilita la producción de acero mediante la utilización de la oxidación. Hasta ese momento, los trabajadores siderúrgicos debían revolver el acero fundido para separar los materiales de desecho –un procedimiento que implicaba un gran gasto de energía. Actualmente, esto puede realizarse con una máquina.
El proceso de Siemens-Martin de 1864, que hacía posible fundir el metal escarpado dentro del acero, fue un importante hito dentro de la producción siderúrgica. Y la industria del acero continuó desarrollándose: procedimientos cada vez mejores, implicaron que cantidades mucho mayores de acero de alta calidad, pronto pudieran ser fabricados empleando menos mano de obra.
Materiales Sintéticos
los materiales sintéticos son ampliamente utilizados y empleados en casi todas las áreas de la vida. El celuloide, que se desarrolló en 1860, fue uno de los primeros materiales sintéticos. Fue creado a través de la modificación química de las moléculas de celulosa que se encuentran en la plantas. Este material fue utilizado para la producción de materias primas de alta calidad, en lugar del marfil. En 1889, George Eastman comenzó a utilizar el celuloide como película fotográfica. Sin embargo, la desventaja de este material consistía en que era sumamente inflamable y se decoloraba fácilmente con la luz.
En 1862, Alexander Parkes había fabricado un material duro que podía ser moldeado en formas.
Lo destacable de este material era que, cuando se calentaba, se endurecía en lugar de derretirse.
Durante los años 1920 y 1930, se desarrollaron los procesos para la fabricación de materiales sintéticos derivados del petróleo. Rápidamente se obtuvieron materiales con una gran variedad de características, tales como la resistencia térmica, la maleabilidad o la conductividad eléctrica.
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