Máquinas compuestas: qué son, composición, y ejemplos
El desarrollo humano ha permitido grandes invenciones, las cuales han supuesto una gran ventaja y mejora de la calidad de vida.
Lo que hace unos siglos era impensable hoy en día se puede conseguir con simplemente pulsar un botón, y es que la electrónica ha sido uno de los mayores inventos de la humanidad.
Lavadoras, ordenadores, coches… son un sinfín los aparatos que usamos en nuestro día a día de los que nos hemos vuelto dependientes y, sin embargo, no sabemos del todo cómo funcionan. Todos estos aparatos son lo que se denominan máquinas complejas, las cuales a su vez están hechas con las llamadas máquinas simples.
En este artículo vamos a abordar en qué consisten este tipos de máqunas, remontándonos a sus componentes y poniendo algunos ejemplos para verlo con mayor claridad.
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¿Qué son las máquinas compuestas?
Las máquinas compuestas son aquellos dispositivos mecánicos los cuales han sido formados a partir de un dos o más máquinas más simples las cuales se conectan en serie. Al estar conectadas de esta forma, cuando se activa una de estas partes de la máquina compuesta, el resto trabajan de forma coordinada, pudiendo ofrecer en conjunto una función que individualmente no podrían.
Las máquinas compuestas han ido evolucionando a medida que la tecnología ha ido desarrollándose. Las primeras eran mecánicas, pero con el descubrimiento de la electricidad se fueron elaborando de eléctricas y mixtas.
Prácticamente, todo tipo de aparato que disponga de un mecanismo más o menos complejo es una máquina compuesta. Ya sea desde algo tan pequeño como puede ser un reloj de muñeca como lo es una nave aeroespacial. También el grado de complejidad puede ser muy variable, siendo un ejemplo de ello la carretilla, la cual se compone únicamente de dos palancas.
Cada vez que las máquinas compuestas son utilizadas sus elementos se someten a fricción, lo cual va generando desgaste a medida que va pasando el tiempo. Por este motivo, este tipo de máquinas requieren de ciertos cuidados como son una buena lubricación y ser enviadas a un mecánico en caso de que no funcionen correctamente.
Composición de las máquinas compuestas
Las máquinas compuestas funcionan por pasos; a través de los cuales diferentes tipos de operadores trabajan para que se pueda dar la función para la que fue elaborado el mecanismo. Existen dos tipos de estos operadores:
Operadores mecánicos
Son los elementos que permiten el funcionamiento de la máquina convirtiendo la fuerza en movimiento. Su conjunto es lo que se denomina mecanismo, siendo los principales operadores de este tipo la rueda, los ejes y los engranajes.
La rueda es una pieza circular que gira alrededor de un eje. De por sí es considerada una máquina simple, siendo uno de los inventos más importantes de la humanidad, gracias a que ha sido utilizada en infinidad de máquinas más complejas.
Los ejes son barras que unen a las ruedas y las poleas y permiten el movimiento libre de estas pero amparadas por un sostén.
Por último, los engranajes son operadores mecánicos que consisten en dos piezas circulares dentadas en las cuales la mayor es llamada corona y la menor piñón. Permite transmitir el movimiento circular mediante el movimiento y contacto de sus ruedas dentadas.
Operadores energéticos
Este tipo de operadores son los encargados de almacenar energía o fuerza y transformarla en otro tipo para que el dispositivo puede activarse y ejercer su función. Algunos ejemplos de estos son los muelles, las baterías, las pilas y los motores.
Las baterías eléctricas se han ido confeccionando en múltiples formas y tamaños y permiten acumular energía que es almacenada para ser utilizada posteriormente.
Los motores son dispositivos que transforman la energía en otra de otro tipo, para que así la máquina pueda utilizarla y cumpla con su función. Hay motores eléctricos, de vapor y de combustibles.
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Máquinas simples
Las máquinas simples fueron ampliamente estudiadas durante el Renacimiento. En aquella época, la clasificación para este tipo de máquinas constaba de 6 tipos:
- Plano inclinado
- Cuña
- Polea
- Torno
- Palanca
- Tornillo
Con el paso del tiempo, y gracias al avance tecnológico, se han ido elaborando nuevas máquinas de este tipo que, a su vez, han permitido elaborar máquinas complejas más sofisticadas y con funciones especializadas que difícilmente podrían imaginarse las personas de la antigüedad.
Ejemplos de máquinas complejas
Estos son varios ejemplos de máquinas compuestas que muestran todas las características típicas de estos bienes.
1. Bicicleta
Este vehículo es un ejemplo claro de lo que es una máquina compuesta. Se impulsa mediante la fuerza que se ejerce con los piés sobre el pedal, haciendo que las ruedas unidas al marco giren y permitiendo el desplazamiento.
2. Grúa
Es una máquina que permite subir y bajar elementos pesados o cuyo movimiento puede resultar complicado. Las cargas son alzadas siendo colocadas en un gancho que se encuentra al final de una cuerda o cadena.
Esta máquina fue una de las grandes creaciones de la humanidad, dado que facilitó la construcción de edificios altos y sus orígenes se remontan a la Antigua Grecia.
3. Gato del coche
Sirve para elevar objetos que tienen un gran peso, como lo es el coche o un mueble muy pesado. Funciona utilizando una palanca y pueden ser mecánicos o hidráulicos.
4. Cerradura
Es un mecanismo metálico que se incorpora en puertas y cajones, el cual se compone de una parte que impide que se puedan abrir.
Al incorporar el elemento que lo desactiva, ya sea una llave o en las versiones más recientes una huella digital, la cerradura se desbloquea y permite acceder al interior de la casa o al contenido del cajón.
5. Abrelatas
Es un dispositivo utilizado para abrir latas de metal.
6. Coche
Vehículo en el que, al introducirse la llave en el contacto, se activa el motor el cual permite que los ejes que sujetan las ruedas situadas en la parte inferior del coche puedan moverse y así permitir el desplazamiento.
7. Radiocasette
También llamado magnetófono de casete, este dispositivo que hoy en día puede verse como una reminiscencia de la pasada música ochentera funciona reproduciendo las grabaciones que contenían los casetes.
8. Turbina
Son máquinas a través de las cuales pasa un fluido de forma continua y este otorga de energía cinética a la turbina a través de las paletas que están endosadas en ella. Así, la turbina da vueltas, trabajando en cualidad de motor. Su elemento básico es la rueda.
9. Tractor
Es un vehículo autopropulsado que se usa para arrastrar o empujar remolques. Se pueden utilizar en diferentes sectores: agricultura, náutica, construcción, movimiento de tierras…
Gracias a su creación ha permitido reducir de forma significativa la mano de obra además de incrementar la producción, siendo uno de los principales elementos de la revolución agrícola.
10. Lavadora
Se trata de una aparato electromecánico, que puede ser tanto doméstico como industrial, el cual se utiliza para limpiar ropa.
En su parte central dispone de un tambor con orificios que, al ser activada la lavadora, da vueltas mientras va entrando agua mezclada con detergente.
El tambor se mueve gracias a la acción de un motor eléctrico el cual le es transmitida la tracción mediante unas poleas.
Algunos modelos más modernos han permitido mejorar la experiencia del lavado haciendo que la ropa ya se vaya secando durante el proceso de eliminación de residuos en los tejidos.
Referencias bibliográficas:
- Beck, R. (1999). World History: Patterns of Interaction. Evanston, Illinois: McDougal Littell.
- Strizhak, V.; Igor P.; Toivo P. (2004). Evolution of design, use, and strength calculations of screw threads and threaded joints. HMM2004 International Symposium on History of Machines and Mechanisms. Kluwer Academic publishers.