EL LAPIZ

 

Un lápiz es un instrumento común de mano utilizado para escribir o dibujar sobre papel o cartón en color gris característico, pudiendo corregirse fácilmente lo escrito o dibujado en caso de error con una goma de borrar. Consta de una barra o varilla delgada en forma cilíndrica formada por una combinación especial de arcilla y grafito visible en la punta, a la que se le llama mina o grafo, la cual se encarga de marcar sobre el papel lo que se desea. Dicha varilla de arcilla y grafito esta recubierta por una capa de madera que suele tener forma cilíndrica o hexagonal.

Los primeros lápices se fabricaron en Inglaterra con el grafito de las minas de Borrowdale, condado de Cumberland, descubiertas en 1564, pero su expansión por el mundo no surgió hasta 1761, cuando el carpintero alemán Kaspar Faber dio a conocer su primer y simple “tarugo de plomo” y sentó las bases de la actual Casa Faber-Castell, en Stein, Alemania. Ante la popularidad de dicho invento, los yacimientos de grafito empezaron a escasear, por lo que Kaspar comenzó a realizar mezclas para intentar reducir el uso del grafito. Mezcló el grafito con polvo de azufre, antimonio y resinas, hasta que dio con una masa espesa y viscosa que convertida en varita se conservaba mas firme que el grafito puro. Más tarde, se fue mejorando su calidad al incorporarle otras sustancias como el azufre y la arcilla que Conté le agregó en 1795 y que todavía se sigue utilizando.

Su producción y venta recibió un fuerte impulso a mediados del siglo XIX, de manos del barón Lothar Faber, que adquirió en 1856 una mina de grafito en Siberia, cuya producción hizo transportar a lomo de reno y por barco hasta la factoría de Stein. Lothan disgustado y perjudicado por las imitaciones logró en 1874 que el Reichstag promulgara una ley para proteger su marca, lo que convirtió a su lápiz en el primer artículo patentado de Alemania.

EL SUBMARINO

 

El submarino es un tipo especial de buque capaz de navegar bajo el agua además de por la superficie, gracias a un sistema de flotabilidad variable. Usados extensamente por vez primera en la Primera Guerra Mundial, en la actualidad forman parte de todas las armadas importantes.

Se trata de un invento bastante antiguo, aunque no ha sido hasta principios del siglo XIX que el submarino tomó aproximadamente la forma que hoy conocemos. Los primeros registros del uso de estos vehículos datan del siglo XVII, cuando los cosacos utilizaron una barca sumergible para llevar a cabo misiones de reconocimiento e infiltración. Pero el primer sumergible del que se tiene información fidedigna fue construido en 1620 por un holandés al servicio de Jaime I de Inglaterra llamado Cornelius Jacobszoon Drebbel. Estos prototipos fueron probados en el Támesis entre 1620 y 1624.

Funcionamiento y estructura:

 Desde el punto de vista constructivo, un submarino moderno tiene dos cascos, uno dentro de otro. El exterior recibe el nombre de “Casco Hidrodinámico”, y es el que le confiere a la nave la figura hidrodinámica necesaria para que pueda desplazarse con velocidad tanto en la superficie del agua como en inmersión. El casco interior, llamado “Casco Resistente”, como su nombre lo indica, está construido para resistir la presión del agua cuando el submarino se sumerge. Desde el punto de vista físico no es mas que un enorme cilindro de acero de gran resistencia, en cuyo interior se encuentran todos los alojamientos destinados a la tripulación. Cuando se decide sumergir el submarino, todas las aberturas del casco resistente se cierran, convirtiéndolo en un recipiente estanco capaz de mantener la presión y el oxigeno necesario para que sus tripulantes puedan sobrevivir debajo del agua.

El submarino necesita de un sistema de tanques para poder sumergirse (y volver a emerger), los llamados “tanques de inmersión”, generalmente ubicados a ambos lados del casco que, una vez inundados, le dan al submarino el peso necesario para poder descender. Igual que un pez, la cantidad de agua dentro de estos tanques le confiere una flotabilidad apenas positiva, permitiéndole bajar, subir, o navegar entre dos aguas.

La dirección está resuelta de una forma similar a la de los aviones. Un submarino posee timones verticales y horizontales. El timón vertical es el que le permite efectuar los giros, mientras que los timones horizontales (situados a los lados) son los que le permiten el desplazamiento vertical y el mayor o menor ángulo en las maniobras de inmersión y emersión. El avance (o retroceso) se obtiene gracias a una o más hélices unidas al eje del motor, tal como ocurre en un barco. En el caso de los submarinos militares, estas hélices tienen un diseño especial que las hacen muy silenciosas, para evitar ser detectados por los enemigos.

El principal problema que enfrenta la tripulación de un submarino es la provisión de aire respirable. De nada sirve tener un casco superresistente que nos permite alcanzar grandes profundidades si una vez allí no podemos respirar. Durante años los submarinos tomaban el aire de la superficie, lo comprimían y almacenaban en depósitos. Luego, a medida que la tripulación (o los motores diesel) lo necesitaba, se iba descomprimiendo. Pero en la década de 1950 la energía nuclear reemplazó los motores diésel de los submarinos, a la vez que permitía la extracción del preciado oxigeno del agua de mar. Este adelanto permitió a los submarinos permanecer sumergidos durante semanas o meses, y se realizaron viajes considerados imposibles, como la travesía por debajo de la capa de hielo que cubre el Polo Norte en 1958, efectuada por el USS Nautilus.

MAQUINA DE VAPOR

 

En 1705, Thomas Newcomen construyó un artilugio conocido como maquina de vapor atmosférica, dado que era la presión atmosférica la que empujaba el pistón que incidía sobre el cilindro lleno de vapor, una vez que éste se condensaba mediante un chorro de agua fría creando un vacío. El motor de Newcomen no era muy eficiente, pero era lo bastante práctico como para ser utilizado con frecuencia para extraer agua en minas de carbón.

La invención definitiva de la máquina de vapor se atribuye a James Watt, un fabricante escocés de material científico asentado en Glasgow, que al tenerse que encargar de la reparación de una máquina de vapor del tipo atmosférico, se sorprendió ante sus carencias y se dedicó a incorporar mejoras. El primer invento de Watt fue el diseño de un motor que contaba con una cámara separada para la condensación del vapor. Esta máquina, patentada en 1769, redujo los costos de la máquina de Newcomen en un 70% evitando la pérdida de vapor producida por el calentamiento y enfriamiento cíclicos del cilindro. Watt aisló el cilindro para que permaneciera a la temperatura del vapor. La cámara de condensación separada, refrigerada por aire, contaba con una bomba para hacer el vacío que permitía absorber el vapor del cilindro hacia el condensador. La bomba se utilizaba también para eliminar el agua de la cámara de condensación. Otra novedad importante en el desarrollo de Watt fue que el movimiento de vaivén de los pistones se conseguía mediante la presión del vapor y no mediante la presión atmosférica. Por otro lado, en la máquina de Watt, el vapor actuaba alternativamente por ambos lados del émbolo. También instaló válvulas de mariposa en sus máquinas para limitar la velocidad, además de reguladores que mantenían de forma automática una velocidad de funcionamiento estable.

En 1769, Cugnot acopló la máquina de vapor a un carruaje, y en 1775, Perrier a un buque. A principios del siglo XIX Stephenson fue el primero en aplicar este tipo de máquinas a los ferrocarriles.

Funcionamiento de la máquina de vapor: 

En primer lugar se calienta agua en la caldera hasta que se obtiene vapor de la misma y es conducido hasta el contenedor (C) por la lumbrera de entrada (LE). Para ello se abre la válvula de entrada (VE). Si se desea cortar el suministro de vapor, por tanto, parar el funcionamiento de la máquina, se debe de volver a cerrar VE. En el momento que el vapor llega al contenedor, pasa al cilindro (CIL) por la lumbrera izquierda (LI). El vapor desplaza el pistón (P) hacia la derecha, moviendo el resorte (R), la biela (B), la manivela (M) y el volante (V). La biela junto con la manivela y el volante, se encargan de traducir el movimiento de vaivén del pistón en un movimiento circular

 Desplazándose el resorte a la derecha, llega un momento que acciona la manivela de cambio derecha (MD), moviendo la válvula corredera (VC), que pasa de tapar a la lumbrera de escape (LES) y a la lumbrera derecha (LD), por imposibilitar la entrada de vapor a la lumbrera izquierda (LI) y a la lumbrera de escape (LES). Por tanto, el vapor entra ahora al cilindro (CIL) por la lumbrera derecha (LD), desplazando al pistón (P) hacia la izquierda. El vapor que ha quedado en la parte izquierda del cilindro (CIL), es presionado por el pistón (P), por lo que sale por LI hacia LES, que conduce el vapor hasta la lumbrera de salida (LS), la cual dirige el vapor a un condensador para poder reutilizarlo.

Como ocurría antes, el resorte (R) se va desplazando hacia la izquierda hasta que acciona la manivela de cambio izquierda (MI), volviendo a cambiar de posición la válvula corredera (VC), por lo que el vapor vuelve a entrar por la lumbrera izquierda (LI) al cilindro (CIL) moviendo al pistón (P), moviéndose este hacia la derecha. El vapor sobrante en la parte derecha del cilindro (CIL) sale por la lumbrera derecha (LD) hacia la lumbrera de escape (LES), y de ahí a la lumbrera de salida (LS).

A partir de este momento el funcionamiento de la máquina de vapor se repite, es decir, el pistón (P) se desplaza hacia una dirección desplazando consigo el resorte que acciona la manivela de cambio correspondiente con la dirección a la que se está desplazando dicho resorte. La pulsación de una de estas manivelas, hace que el movimiento del pistón (P) se invierta, y se desplace en la nueva dirección hasta que el resorte vuelve a pulsar una de las manivelas de cambio, y así sucesivamente.