La bomba de cobalto

    La bomba de cobalto es un aparato que se emplea en medicina para curar ciertas enfermedades. Emite unos rayos invisibles que atacan el mal. Este tratamiento no es doloroso.
    La bomba de cobalto es una de las aplicaciones médicas de la radiactividad y se utiliza en la lucha contra el cáncer. El cobalto 60, metal radiactivo, emite rayos gamma. Estos tienen la propiedad de penetrar profundamente en determinadas materias: incluso pueden atravesar un espesor de plomo de hasta veinte centímetros. La bomba de cobalto puede lanzar rayos gamma de forma que estos penetren hasta la parte enferma del organismo y destruyan las células cancerosas sin necesidad de intervención quirurgica y sin atacar las células próximas.
   El mayor problema de la bomba de cobalto es su vida media relativamente pequeña, ya que en un período relativamente corto la radiación va perdiendo –gradualmente– actividad y se hace inútil. Esto no impide que el cobalto radiactivo pierda su capacidad dañina de generar radiación, pero sí aumenta la duración de los tratamientos.

¿Qué es una máquina térmica?

   Las máquinas térmicas son dispositivos que convierten el calor en trabajo para diferentes fines, como mover un coche, un avión o un cohete, mover un generador que produzca energía eléctrica, enfriar el aire dentro de un refrigerador, etc. Para que funcionen las máquinas térmicas debemos contar con fuentes de calor. Las principales fuentes de calor de que disponemos son el Sol, las reacciones nucleares, los combustibles como el petróleo, la madera o el carbón, y los alimentos que nos proporcionan calorías al consumirlos. (Nosotros también somos máquinas térmicas.) Hay dos clases de máquinas térmicas muy importantes: las de combustión externa y las de combustión interna.

La máquina herramienta

   Las máquinas herramienta reducen el esfuerzo del hombre. Con ellas se labra el metal para dar la forma definitiva a las diversas piezas que, después de acopladas, constituirán unas máquinas más o menos complejas.
   Dotadas de los útiles apropiados, estas máquinas cumplen toda suerte de funciones. Enderezan o doblan las chapas, las cizallan, las embuten, las perforan. Pueden fresar, taladrar, escariar, acepillar, limar y bruñir el metal. Se emplean también en la Industria de la madera, a la que estas máquinas cortan, escuadran, convierten en láminas delgadas y labran, pueden tallar espigas y mortajas, armar marcos, encolar tableros y enchapados, y rematar el acabado por lijado y pulido. Unos delicados palpadores dotan a la máquina herramienta moderna de sensibles dedos, que le permiten apreciar la forma de una pieza y desecharla si presenta algún defecto, e incluso reproducir exactamente en un bloque de material el modelo que se le confía. El automatismo, cada vez mas perfeccionado, alcanza su grado mas alto de refinamiento y de eficacia con las máquinas de transferencia. Se trata de unas máquinas herramienta constituidas por una serie, a veces muy larga, de unidades de trabajo que funcionan siguiendo un ciclo determinado. Una vez puestas en posición en la primera unidad. las piezas pasan sucesivamente por las otras unidades, donde son sometidas a las operaciones programadas, que se ejecutan automáticamente y en forma muy precisa. En la industria del automóvil se emplean máquinas de este tipo: para fabricar bloques de motor, principalmente; a la salida de ellas, los bloques quedan a punto para entrar en servicio.

La locomotora de vapor

   Colocad una máquina de vapor sobre unas ruedas, haced que esas ruedas se muevan y. añadiendo algunos dispositivos espe­ciales, tendréis el "toro de bronce" de Vigny, la "bestia humana" de Zola, capaz de remolcar por montes y por valles todo un tren de vagones...

La máquina de vapor

   El vapor de agua, fuerza motriz de la máquina, es producido en una caldera e introducido en un cilindro, dentro del cual empuja un embolo. Al mismo tiempo que realiza este trabajo, el vapor se enfría, su presión disminuye y, cuando el embolo retrocede. lo impulsa fácilmente hacia un condensador, enfriado por un sistema de agua exterior, donde es licuado. Una bomba extrae el agua del condensador y la lleva de nuevo a la caldera. La misma agua, utilizada sin ninguna pérdida, recorre así, indefinidamente y en el mismo sentido, el trayecto caldera-cilindro-condensador-caldera. Algunas máquinas no poseen condensador, y el agua no describe en ellas este ciclo. A la salida del cilindro, el vapor se disipa en la atmósfera: existe escape libre. como en el caso de las locomotoras.
   La mayor parte de las máquinas son de doble efecto cada una de las dos cámaras de gases, colocadas a uno y otro lado del embolo, se pone alternativamente en comunicación, por medio de una corredera, con la caldera y con el condensador (o con la atmósfera); por eso, tanto a la ida como a la vuelta el pistón es motor. Para aprovechar al máximo el calor producido por el hogar, la caldera debe presentar una gran superficie de calentamiento, por cuyo motivo se emplean las calderas tubulares. En las calderas de tubos de humo, los gases calientes del hogar pasan por un haz de conductos tubulares situados en el seno de la masa de agua de la caldera. Por el contrario, en las calderas de tubos de agua, es el agua la que circula por los tubos. Estas últimas permiten la construcción de modelos de grandes dimensiones.

La turbina de vapor

    Las máquinas de vapor a pistón o émbolo son lentas, puesto que la velocidad de flujo del vapor, a través de las canalizaciones, es moderada. No pueden lograrse mas de cuatro o cinco carreras del émbolo (emboladas) por segundo: o sea, unas cuatro o cinco vueltas del árbol, cosa que resulta insuficiente cuando se trata de impulsar un alternador o las hélices de un gran trasatlántico. Para ello disponemos de la turbina de vapor. En ella, el vapor pasa por una serie de toberas, que reducen su presión y aumentan su velocidad para producir, finalmente, potentes chorros que, al proyectarse sobre los álabes de la turbina, imprimen a esta un rápido movimiento de rotación.

¿Cómo funciona un motor diesel?

   El bávaro Rudolf Diesel, nacido en París, hallo el principio de su motor al reflexionar sobre un dispositivo de encendido neumático, gracias al cual, por simple compresión del aire contenido en un tubo de vidrio, se provocaba un calentamiento tal que se lograba inflamar una mecha de yesca. En 1893, Diesel diseñó el motor que lleva su nombre, y que transforma directamente, en el interior del cilindro, el carburante en energía. La estructura de este motor es semejante a la de un motor de gasolina, pero no requiere ni carburador, ni sistema de encendido. El pistón aspira aire y lo somete a una compresión tan fuerte que este se calienta hasta los 800 °C. En esta masa de aire recalentado se inyecta entonces cierta cantidad de aceite pesado pulverizado, que se inflama espontáneamente al contacto con el aire caliente.
   Motor sólido y de consumo económico, el diesel se utilizó al principio casi exclusivamente en fábricas, en centrales y en algunos buques. Pero habría que esperar hasta 1932 para que el Hamburgués Volante, expreso que enlazaba directamente Berlín y Hamburgo. inaugurara la tracción por motor diesel de vehículos sobre raíles. Después llego también su empleo en automóviles, a la vez que se iba perfeccionando y aligerando.
   Los motores diesel ligeros tuvieron un rápido desarrollo, como motores de vehículos pesados, como motores fijos y como motores marinos. Poseen un elevado rendimiento y pueden utilizar aceites pesados, que son combustibles económicos.

Motor de combustión interna

   El motor de combustión interna es aquel en el que el combustible arde dentro del motor, en el cilindro de trabajo.
   Una explosión es un suceso de carácter tan repentino y violento, que podría parecer imposible para el hombre llegar a dominar completamente, de un modo efectivo, un medio tan destructor y, aparentemente, tan rebelde. Sin embargo, explosiones gaseosas perfectamente reguladas, que se producen en motores de combustión interna de diversas clases, satisfacen hoy la gran necesidad de energía que crea la vida moderna.
En 1794 sugirió R. Street un motor impulsado por una mezcla explosiva de espíritus de trementina vaporizados y aire, que seria encendida por una llama. Dugald Clerk considera dicha descripción como la primera que surgió en Inglaterra acerca de un motor de gas. En 1820 describió W. Cecil, ante la Sociedad Filosófica de Cambridge, Mass., su motor, que funcionaba por las explosiones de una mezcla de hidrógeno y aire, empleadas para crear un vació parcial debajo de un embolo, lo que daba motivo a que la presión atmosférica produjera entonces la carrera de trabajo, de un modo muy semejante al de las primeras maqui-nas de vapor. Se asevera que a 60 revoluciones por minuto, las explosiones fueron perfecta-mente regulares. Este motor es considerado como el primero que realmente funciono a gas en el mundo.
   Los motores de combustión interna pueden dividirse en cuatro categorías principales: motores de gas, motores de gasolina, motores de aceite pesado y motores especiales.

¿Quién inventó la motocicleta?

   La motocicleta es un vehículo de dos o tres ruedas, impulsado por un motor de gasolina. Esta la motocicleta directamente relacionada con la bicicleta y el automóvil.
   La invento Téofilo Daimler en 1885, y hasta 1900 no fue suficientemente perfeccionada para hacerla útil. Por su peso, relativamente ligero, y su bajo costo de funcionamiento se convirtió en un popular medio de transporte. A menudo recorre una motocicleta hasta 39 km. por cada litro de gasolina. Una silla muy ancha permite que dos personas puedan viajar cómodamente largas distancias. Algunas motocicletas tienen cochecitos laterales, que se emplean para llevar pasajeros o pequeñas cargas.
   Brinda la motocicleta un conveniente medio de transporte para cubrir grandes distancias a un costo pequeño. Un bien diseñado guarda-brisa y ropas apropiadas dan al motociclista suficiente protección. Los cuerpos de policía emplean generalmente motocicletas.
   El valor de la motocicleta para objetos militares se demostró durante la primera guerra mundial. Fueron utilizadas especialmente por mensajeros del ejercito, en vista de que podian ir por caminos escabrosos, los que vehículos mas pesados no podían cruzar. En la segunda guerra mundial se la empleo también para hacer reconocimientos, y un modelo liviano formo parte del equipo de los paracaidistas.

¿Qué función cumple el ténder?

   El ténder es un anexo imprescindible en las locomotoras de vapor, ya que transpor­ta las provisiones de esta enorme devoradora: el combustible y el agua. Compren­de, pues, el depósito de agua y el almacén de carbón. El depósito de agua está unido a la máquina por unos conductos articula­dos y tiene forma de herradura para distri­buir la carga sobre todos los ejes. El alma­cén de carbón ocupa el espacio libre del centro de la herradura. Cuando el caldea­miento de la caldera se efectúa por com­bustible líquido, en el lugar del almacén de carbón va un depósito de fuel equipado con calentadores de circulación de vapor. El ténder forma frecuentemente cuerpo con la locomotora en las máquinas de maniobra o dé cercanías, que sólo recorren pequeños trayectos. Naturalmente, han ido creciendo al mismo tiempo que las loco­motoras para satisfacer su cada día mayor apetito, y han llegado a transportar 6 toneladas de carbón y 38 metros cúbicos de agua. Con el fin de poder alargar los recorridos sin prolongar las paradas, se ideó un dispositivo simple que permite el abastecimiento de agua durante la mar­cha: en la parte interior de la vía y a lo lar­go de un tramo rectilíneo se instala un depósito de chapa, de algunos centenares de metros de longitud y de 20 cm de pro­fundidad, lleno de agua. El ténder está provisto de un tubo con la boca en forma de cuchara encorvada hacia adelante, que el maquinista puede sumergir en la cana­leta. La aspiración producida por la velo­cidad hace subir el agua al depósito del ténder.

¿Cómo se sostiene un helicóptero en el aire?

El helicóptero no tiene alas. Una gran hélice que gira rápidamente lo sostiene en el aire y le permite despegar y aterrizar verticalmente. Por medio de otro motor puede dirigirse a donde convenga.
Este aparato tiene múltiples aplicaciones pacíficas: es empleado en el rescate y sal­vamento de náufragos, alpinistas o perso­nas amenazadas por un incendio. Puede transportar mercancías hasta lugares inaccesibles por vía normal; se encarga del revelo de los torreros; colabora en la ex­tinción de incendios forestales: esparce productos químicos destinados a mejorar los cultivos o al saneamiento de zonas pan­tanosas. En el futuro, tal vez en un futuro se convierta en un medio de transporte corriente en las ciudades, ya que puede aterrizar y despe­gar en las azoteas de las casas.

Las turbinas

   Probablemente habréis visto a los bomberos arrastrando una mangue­ra hacia un edificio que está ardiendo. La manguera está llena de agua casi hasta reventar, pero la boquilla está cerrada. Un hombre puede sostenerla fácilmente, pero tan pronto como la boquilla se abre y el chorro empieza a brotar, la mangue­ra se pone tensa y salta como una gigan­tesca serpiente. Dos o tres hombres tienen que poner toda su fuerza a prueba para mantener la boquilla en dirección al fuego. Esa fuerza repentina que se produce al entrar en juego la presión de un fluido es la misma que se usa en las turbinas, ya sean de agua, de va­por o de aire, según que la fuerza la desarrolle uno de estos tres elementos. Pues bien, si quisierais uti­lizar la fuerza desarrollada por la manguera de los bomberos, podrías colocar una rueda con aspas cerca de ella y dirigirle el chorro de agua; entonces, la rueda giraría a gran velocidad. Este sería un ejemplo de la forma más sencilla de turbina, llama­da turbina de velocidad o de impulsión.

¿Cómo funciona una máquina lavaplatos?

   Una máquina que permite economizar muchas horas de fastidioso trabajo case­ro es la máquina lavavajillas. El principio de su funcionamiento es análogo al de la máquina de lavar ropa (existen, por otra parte, algunos mode­los que combinan las funciones de una y de otra). La vajilla, colocada en unos ces­tos enrejados, es debidamente rociada por unos enérgicos chorros de agua, a ve­ces rotativos. También los cestos o ban­dejas están animados de un movimiento de rotación. Después, una vez la vajilla ha sido esterilizada al vapor y luego se­cada, puede permanecer colocada en la máquina hasta que sea necesario retirar­la, limpia y brillante, para un nuevo ser­vicio.

La enceradora

   Durante toda la Edad Media, en diversos países de Europa se recogía la miel sil­vestre en los mismos árboles donde se instalaban los enjambres. De este modo se conseguía la cera al mismo tiempo que la miel, única sustancia azucarada que se ha consumido durante miles de años. Las tablillas para escribir estaban bañadas en cera, que también servía para hacer sellos, exvotos, efigies, antorchas y cirios. La cera continúa utilizándose. Purificada y blanca, entra en la composición de las cremas de belleza: amarilla, en la de la encáustica o cera para los suelos. Encerar "parquets" o suelos embaldosados es una operación bastante penosa que las enceradoras eléctricas han hecho mucho más fácil. Equipadas con cepillos y con un fieltro, limpian, pulen, enceran y abri­llantan.

El molinillo de café

   En el siglo XVI, unos molinillos para tri­turar especias formaban parte de los uten­silios de cocina. Se los prefería al mortero. A partir del siglo XVIII, época en que el fruto del cafeto y la hoja del té comenza­ron a rivalizar (uno y otro fueron entonces celebrados en verso por el abate Delille, amigo de las perífrasis: "El grano de moka y la hoja de Cantón van a verter su néctar en el esmalte del Japón..."), el molino de especias sirvió para moler el café. En nuestros días, el clásico molino corona­do por una manivela ha sido tan rápida­mente destronado por el molino movido eléctricamente que ahora figura ya en las tiendas de antigüedades como un objeto más de los tiempos pasados.

¿Cómo es la perforadora rotativa que se utiliza en las minas de carbón?

   La mecanización de las minas simplifica el trabajo y, al mismo tiempo, aumenta el rendimiento. La perforadora rotativa es una sierra circular (o sierra-cinta) capaz de cortar enormes trozos de carbón. Una especie de gigantesco cepillo de carpin­tero arranca el carbón y unas pinzas mecá­nicas lo recogen. Una cinta sin fin lo trans­porta hasta un ascensor de cangilones situado, en algunos casos, a varios kiló­metros de distancia, que lo sube a la super­ficie; allí es lavado, seleccionado, cribado y cargado automáticamente en vagones.
   Muchos de los mineros de nuestros días ya no extraen el carbón a golpe de pico o de zapapico. Suelen emplear la perforadora neumática. Sin embargo, la perforadora rotativa es una máquina aún más potente y más rápida

Las máquinas complejas

La maquinaria consiste de máquinas complejas. Tales máquinas complejas pueden ser definidas como dos o más máquinas simples conectadas entre sí. Hay seis máquinas simples: la palanca, la rueda, el eje, la polea, el plano inclinado, la cuña y el tornillo. Estas máquinas simples las usa el hombre para hacer diferentes tipos de trabajo como levantar, transportar, atornillar, tirar y cortar. Una combinación de dos o más máquinas simples es una máquina compleja. Las máquinas más complejas están diseñados para hacer un tipo especial de trabajo.

Una de las máquinas complejas más fáciles de entender es el engranaje. Un engranaje se compone de dos ruedas simples con ejes, colocadas una junto a la otra. Cuando una rueda gira hace que la otra gire a su vez. Por lo general, las ruedas son de diferentes tamaños, y tienen dientes en sus bordes para evitar resbalones. El engranaje más pequeño se mueve más rápido, con menos fuerza de giro, mientras el engranaje más grande se mueve más lentamente, pero tiene más fuerza de giro. Cada vez que el engranaje pequeño da un giro completo, el engranaje grande sólo gira una fracción de su propia circunferencia. La rueda grande y su eje son más lentos, pero pueden elevar algo más pesado o darle la vuelta a algo demasiado duro para el eje de la rueda pequeña. Los engranajes cilíndricos helicoidales poseen dientes inclinados respecto al eje de rotación de la rueda. Esto hace que puedan transmitir potencia entre ejes paralelos o que se cruzan en el espacio formando cualquier ángulo.

Los engranajes se utilizan en relojes, automóviles, motores, trenes, y muchas otras máquinas complejas.

➤ Las ventajas de las máquinas simples

.

Datos interesantes sobre los trenes

• El primer monorraíl se construyó en Wuppertal, Alemania en 1901.
• Los trenes maglev se suspenden por imanes poderosos por encima de un monorriel. Se cree que los trenes magnéticos del futuro podrán superar los 800 km/h.
• Trenes de alta velocidad (TAV), con velocidades superiores a los 300 km/h, se están construyendo en muchos países.
• La mayoría de los trenes de alta velocidad) funcionan vías rectas especiales.
• La primeros trenes eléctricos surgieron a partir de 1879, pero sólo se generalizaron en la década de 1920.
• Un tren de levitación magnética se propone en Japón para recorrer los 515 km de Tokio a Osaka en menos de 60 minutos. Alemania tiene previsto un sistema denominado Transrapid.
• Los trenes de alta velocidad como el TGV de Francia y el Shinkansen japonés utilizan motores que funcionan a 25.000 voltios.
• Los trenes de levitación magnética, o maglev no tienen ruedas sino que se deslizan con el apoyo de electroimanes.
• En 1804, ingeniero Richard Trevithick construyó la primera locomotora de vapor.
• El 27 de septiembre 1825 George y Robert Stephenson inauguraron la primera línea ferroviaria de pasajeros de vapor, que iba de Stockton a Darlington, en Inglaterra.
• El tren más largo tenía 7,3 kilometros con 660 vagones e iba entre Saldanha a Sishen en Sudáfrica (26 de agosto de 1989).
• La mayor velocidad registrada por un tren movido a diesel fue de 248 km/h.
• Según la Asociación Americana de Ferrocarriles, un tren de carga utiliza sólo un galón de combustible diesel para mover una tonelada de carga por 436 millas.
• El TGV de Lille a Roissy en Francia cubre 203 kilometros en 48 minutos en promedio (254,3 km/h).
• El carbón representó casi el 44 por ciento de la carga transportada por ferrocarril en 2007 en EE.UU. Los productos químicos, agrícolas y minerales no metálicos representaron en conjunto otro 24 por ciento.
• De acuerdo con el libro Guinness, el tren de carga más pesado trnasportaba unas 100.000 toneladas y tenía más de 7 km de largo.

¿Cuándo fue inventado el refrigerador?

Mantener los alimentos en el frío hace que éstos duren más tiempo frescos. Antes de que se usaran los frigoríficos, la gente ponía los alimentos en lugares fríos, oscuros o húmedos, o en una cavidad a la que se ponía hielo o nieve. La refrigeración artificial inició hace más de 250 años.

En 1748 William Cullen demostró que las bajas temperaturas podrían ser obtenidas por la evaporación del éter. Pero él no consideró usar su descubrimiento para construir una nevera o algo parecido.

Oliver Evans, un inventor estadounidense, propuso una máquina de refrigeración en 1805 que utilizaría éter comprimido, pero nunca desarrolló la idea.

Jacob Perkins fue la primera persona en construir una máquina que realmente enfriaba las cosas. Patentó su invento en 1834.

A mediados del siglo XIX los primeros frigoríficos comerciales se utilizaron en la elaboración de cerveza y en las industrias empacadoras de carne de Australia y los Estados Unidos. Posteriormente, mejoras en el diseño llevaron que los primeros refrigeradores domésticos se pusieran a la venta en 1913.

Hasta 1929 los frigoríficos utilizaban gases tóxicos de amoníaco, cloruro de metilo y dióxido de azufre, lo que causó varias muertes. Con el tiempo estos gases se sustituyeron con el freón, un compuesto inventado por dos científicos llamados Charles Franklin y Thomas Medgeley, Jr, y fabricados por Du Pont. Era un gas mucho más seguro, pero años después la gente se dio cuenta de que los clorofluorocarbonos en el freón estaban destruyendo la capa de ozono.

Los refrigeradores modernos usan un refrigerante llamado HFC-134a 1,2,2,2-tetrafluoretano) el cual no daña la atmósfera.

¿Quién fabricó el primer avión de reacción?

El primer motor de reacción lo construyó el ingeniero británico Frank Whittle en 1937. Pero Ernst Heinkel fabricó el primer avión a reacción, en Alemania, en 1939. La mayoría de los aviones modernos llevan motores de reacción con un ventilador que succiona el aire. Parte de él pasa a la cámara de combustión, donde se mezcla con combustible, explota y genera gases calientes, que mueven el ventilador y se escapan por detrás del motor, impulsando el avión. La mayor parte del empuje procede del aire que pasa alrededor del motor.

Como una curiosidad se puede decir que los motores a reacción pueden ser datados desde el primer siglo después de Cristo, cuando el sabio griego Herón de Alejandría inventó la eolípila. Ésta utilizaba el poder del vapor dirigido a través de dos salidas que causaba que una esfera girase rápidamente sobre su eje dando así un giro raramente hexagonal. Sin embargo, el aparato nunca fue utilizado para realizar trabajos mecánicos y las potenciales aplicaciones prácticas de la invención de Herón no fueron reconocidas.