Instituto Superior de formación docente - Pichanal
Espacio curricular: Historia de la Ciencia y la Técnica 4° año
Carrera: Profesorado en Tecnología
Enfoque Tecnológico en la Evolución del Hombre desde 1789 hasta nuestros días
EDAD CONTEMPORANEA parte I (1789-1840) La Revolución Industrial (la automatización)
La industria textil británica:
La introducción y divulgación de las primeras máquinas automáticas y semiautomáticas en la industria textil británica a comienzos del siglo XVIII, pero sobre todo de la máquina de retorcido de seda, de los telares de cintas y de las tricotosas manuales, desencadenó en poco tiempo algo así como una reacción en cadena. Con una producción en rápido aumento cayeron los precios, la demanda aumentó también entre las clases menos pudientes de una población británica en rápido crecimiento y las cifras de producción se dispararon.
Sin embargo, todo eso únicamente marchaba bien sino se producía escasez en el suministro a la joven industria textil y se podía seguir el ritmo de producción de las máquinas automáticas en los turnos de trabajos. Al principio, esto sólo se conseguía aumentando el número de empleados en esta rama, pero a mediados del siglo XVIII esto condujo a un callejón sin salida. Hacia 1750, en Inglaterra y Gales sólo en la industria de la lana trabajaban alrededor de 800.000 personas, lo que suponía cerca del 27% de los trabajadores. Un aumento de la productividad en los sectores mas lentos, sobre todo en la producción de hilo, sólo podía lograrse sustituyendo el trabajo manual por el mecánico.
El conocido mecanismo de las retorcedoras de seda no puede apliarse al hilatura del algodón o de la lana, puesto que aquella se presenta de partida en forma de largos hilos que proceden directamente del capullo del gusano de seda; no hace falta hilarla sino simplemente retorcerla. Las fibras de algodón y lana, por el contrario, primero han de limpiarse y aflojarse, peinarse o cardarse, a continuación hay que deshilacharlas y estirarlas y, por último, hilarlas.
El cuello de botella en la capacidad de la industria se encontraba en el laborioso proceso del hilado. Un telar ordinario consumía por unidad de tiempo la misma cantidad de hilo que producían de cuatro a doce hiladoras. Por esa razón, la mecanización en este sector resultaba muy conveniente. La Royal Society of Arts británica instituyó en 1761 un premio para una hiladora que pudiera producir al mismo tiempo al menos seis hilos.
No era fácil mecanizar este proceso manual, que requería gran habilidad y una atención constante. James Jargreaves, un tejedor de Stanhill (Lancashire), inventó en 1764, la Spinning Jenny, que como un prototipo era capaz de hilar al mismo tiempo hasta ocho hilos, que en 1769 ya producía 16 y que mas tarde proporcionaba 60. sin embargo, la máquina no satisfaciía en modo alguno las exigencias de la industria: por un lado, sólo trabajaba con algodón no con lana y por el otro los hilos que hacía estaban poco retorcidos, por lo que sólo servían como hilo de urdimbre, pero no de trama.
La evolución continuó con rapidez. Tras los ensayos previos realizados por otros ingenieros británicos, Arkwright construyó en 1769 una hiladora con cilindro a pel anterior water-frame proporcionaba hilos de urdimbre firmemente retorcidos y que funcionaban mecánicamente, con propulsión hidráulica. Estas máquinas necesitaban ser manipuladas por trabajadores especializados muy hábiles. Por esa razón, los empresarios buscaban vías para reemplazar a la costosa mano de obra humana por nuevos mecanismos.
El constructor de máquinas Richard Roberts lo consiguió en la década de los 20 (1920) con su hiladora selfacting totalmente automática.
Poco a poco, los constructores fueron adaptando las hiladoras para que trataran también el algodón. Con ello se produjeron nuevos cuellos de botella en la cadena de producción textil. La hilatura era ahora la fase más rápida en la fabricación del hilo. De lo que se trataba entonces era de mecanizar el rizado, el cardado y llamado doblado, procesos que preparaban la fibra bruta para el auténtico trabajo de hilado. Por último, surgió asimismo la necesidad imperiosa de mecanizar incluso la tejeduría, puesto que las nuevas hiladoras automáticas estaban en condiciones de proporcionar cantidades de hilo muy superiores a las que podía producir un trabajador manual. Estos retos técnicos hicieron madurar toda una serie de soluciones.
El desarrollo de las máquinas-herramienta:
Gran Bretaña fue el primer estado en alcanzar el paso de país agrícola a nación industrial. Desde el último tercio del siglo XVIII, la producción mecánica fue imponiéndose a ritmo acelerado en las fábricas. Los hallazgos técnicos y la formación de capital, fueron solo dos de los muchos factores necesarios en este proceso.
Los aumentos de productividad en la agricultura hicieron posible que un porcentaje creciente de los estratos inferiores de la población que carecía de tierras pudiese, y debiese, trabajar fuera del sector agrario. De una manera simultánea, la población en rápido crecimiento constituía un mercado cada vez mayor, aumentado por las colonias británicas de ultramar. Estas, a su vez, proporcionaban materias primas, como por ejemplo el algodón. En esta primera Revolución Industrial, la industria económica textil desempeñó el papel de sector guía. Esta gran rama de la actividad económica estimuló la industrialización también en otras áreas, sirviendo por un lado de ejemplo y por el otro gracias al crecimiento económico que impulsaba y la gran demanda a la que dio origen. Era necesario construir máquinas textiles que a mediado del siglo XVIII se fabricaban a base de madera y las tolerancias requeridas no eran todavía excesivamente ajustadas. Con el aumento en el grado de complejidad de los procedimientos mecánicos, crecieron también las exigencias en cuanto a la precisión de las máquinas pues sus numerosas piezas, a menudo muy complejas, debían armonizarse sin problemas. Como material número uno para las máquinas, el hierro desbancó a la madera. Sin embargo, hasta ese momento sólo se podía trabajar a mano, es decir, forjando, limando, serrando o taladrando.
El problema lo resolvieron varios problemas de entre los constructores británicos, entre ellos hombres como Henry Maudslay(1771-1831), Richard Roberts(1789-1864), Joseph Whitwort(1803-1887) y James Nasmyth(1808-1890). Desarrollaron máquinas-herramientas tomando literalmente las herramientas de las manos del artesano y haciendo que fueran máquinas las que la sujetaran y guiaran. Entre 1751 y 1760, el francés Jacques de Vaucanson construyó un torno de hierro con un carro cruzado de latón. El londinense Jesse Ramsden lo perfeccionó en 1778, convirtiéndolo en una máquina de precisión con un husillo patrón. Maudslay aprovechó en 1797 el principio de este último para la construcción de otro torno que por primera vez era capaz de fabricar mecánicamente tornillos conpaso de rosca constante. Con ayuda de la rosca de precisión, se pudieron fabricar maquinas-herramientas más perfectas como la taladradora.
El hierro como materia prima de la industria:
La industria textil generó otras ramas de producción y en especial en la industria del hierro. Las máquinas textiles y las máquinas-herramientas requerían grandes cantidades de ese metal. Otro factor importante por la inclinación hacia el hierro es la escasez de la madera.
El rápido crecimiento de su producción, las plantas siderurgicas tuvieron que adaptarse a la hulla como nuevo combustible que reemplazaba a la madera, esto hizo necesarias nuevas técnicas de fundición. Para fabricar aceros especiales se generalizó la fusión en crisol.
Del caballo a la fuerza del vapor:
El veloz crecimiento de la Industria británica produjo necesariamente un incremento también explosivo en el transporte de mercancías, siendo además en parte posible por esa misma razón. Como máquinas de fuerza en el siglo XVIII prácticamente sólo estaba disponible el caballo y su capacidad para el transporte era bastante reducida.
Por las carreteras, generalmente en mal estado, un tiro de cuatro a seis animales podía arrastrar en el mejor de los casos un carro de 1,5tn y en las firmes hasta 4tn como máximo. Por esa razón en las áreas hulleras pronto se construyeron vías para los tiros de caballos. Los carros se deslizaban con ruedas de hierro sobre rieles de hierro y entonces un único animal era capaz de arrastrar hasta 8tn. El rendimiento todavía era mayor cuando el caballo tiraba de una barcaza de remolque por un canal. Como consecuencia de esto fue la construcción intensiva de vías fluviales. En 1760 una red 1000 millas de canales cruzaban Inglaterra y Escocia.
De manera paralela a la construcción de canales, se produjo la construcción de carreteras, hasta 1830 surgieron alrededor de 22000 millas de nueva calzadas reforzadas que en manos privadas, podían utilizarse previo pago de una tarifa (peaje actual).
Alrededor del año 1800 en Gran Bretaña poseía cerca de 300 millas de vías de rieles. Sin embargo con la invención de la máquina de vapor éstas no se hicieron esperar.
Se ha afirmado con frecuencia que la Revolución Industrial fue una consecuencia de la fuerza del vapor; sin la máquina de vapor como resorte industrial no habría sido posible elpaso de la manufactura a la fabricación mecánica. Sin embargo es una verdad amedias, incluso aunque se prescinda de los requisitos sociales para la industrialización: los griegos conocieron ya la fuerza del vapor y el francés Denis Papin construyó en 1690 un prototipo de máquina de vapor atmosférica de émbolos.
Sin hierro como materia prima barata, sin máquinas-herramientas, sin posibilidades de fabricar con precisión émbolos y cilindros, válvulas, vástagos, excéntricas, reguladores centrífugos, etc., las máquinas a vapor no hubieran podido difundirse. El hecho cierto es que las primeras máquinas de vapor creadas antes de la era industrial, tales como las de Thomas Savery construyó en 1698 para el desague de los pozos mineros, no lograron prevalecer. Apenas más éxito que Savery fue el logrado por Thomas Newcomen en el año 1712 o por el famoso constructor de máquinas de vapor James Watt en 1764. Hasta que no consiguió perfeccionarlas con soluciones técnicas, posibles en parte sólo con la Revolución Industrial. Realmente adquirieton importancia práctica a partir de 1830 con la locomotora Rocket de George Stephensen, para impulsar los ferrocarriles.
Prof. Enrique Manque
2010
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Carrera: Profesorado en Tecnología
Enfoque Tecnológico en la Evolución del Hombre desde 1789 hasta nuestros días
EDAD CONTEMPORANEA parte II (1840-1900)
El triunfo de las máquinas motrices:
La Revolución Industrial procedente de Inglaterra llegó en la primera mitad del siglo XIX también al continente europeo y a los Estados Unidos.
La industria que crecía por todos lados consumía energía térmica y mecánica a unos niveles no conocidos hasta entonces. Sin embargo, la máquina de vapor, criatura por excelencia de la revolución industrial, adquirió importancia con mucha lentitud en el continente, y el motivo era razonable pues la hulla era muy cara.
A pesar de la euforia de la máquina a vapor, la fuerza hidráulica continuó perfeccionandose tecnicamente: se pasó de la rueda hidráulica a la turbina hidráulica. Entre 1830 y 1880 se desarrollaron importantes avances de la turbina hidráulica gracias a Benoit Fourneyron y Jean Victor Poncelet en Francia, Karl Anton Henschel en Alemania y James Bicheno Francis y Lester Allen Pelton en los Estados Unidos. Hacia mediados del siglo XIX había ya algunas turbinas capaces de desarrollar una potencia de hasta 800 CV.
El desarrollo de la máquina de vapor tampoco se quedó atrás la empresa británica Boulton & Watt experimentó grandes avances tecnológicos en su rendimiento energético, las primeras transformaban un 5% del vapor en energía, al borde del siglo XX ya se lograba un rendimiento del 23%, mucho más que los motores a explosión que fueron introducidos cinco décadas después. La evolución de la máquina a vapor y su logro triunfal fue la turbina de vapor, el sueco Gustaf de Laval construyó una en 1883 y Charles Algernon Parsons otra en 1884. Elevaron el grado de eficacia del vapor a un 30 o 40% y se las pudo fabricar de dimensiones lo suficientemente grandes. La turbina del buque de pasajeros alemán Imperator producía, con sus 61000CV, tanta potencia como todas las máquinas de vapor fijas que se instalaron en Prusia en 1855.
En el año 1860 se inventó una nueva máquina motriz: el motor de gas. El francés Etienne Lenoir consiguió construir un motor de explosión de émbolos de doble acción con encendido eléctrico. Aunque sólo daba 2CV de potencia mecánica, presentaba un enorme potencial de desarrollo.
Doce años después, Kikolaus August Otto, constructor en la fábrica Deutz de motores a gas, pudo presentar el primer motor de gas de cuatro tiempos realmente funcional.
En la misma empresa trabajaba también de modo interino el constructor de motores de gasolina Wilhelm Maybach, que en los años 80 logró, al mismo tiempo que Carl Benz y animado por Gottlieb Daimler, construyó motores de gasolina para vehículos. Apenas un decenio mas tarde , en 1897, Rudolf Diesel creó su motor de combustión con autoencendido por compresión.
En la década de 1860 se anunció otra máquina motriz: el motor eléctrico. Requería sin embargo fuentes de corrientes adecuadas. Desde que en 1800 el físico italiano Alessandro Volta inventara su elemento de corriente continua en forma de columna, hubo ya baterías, en constante perfeccionamiento, pero todavía de muy poca potencia como para accionar dicho motor y además demasiado caras.
Por esa misma razón, el motor de corriente contínua inventado por Michael Faraday no logró imponerse como máquina de accionamiento industrial pero si el motor de corriente alterna inventada por Werner Von Siemens (1866). Sin embargo el motor de corriente alterna tampoco tuvo muchas posibilidades de convertirse en la máquina motriz, solamente en el año 1890 cuando se instalaron las primeras lineas aéreas eléctricas.
Redes varias en expansión:
Redes varias en expansión:
La introducción de la máquina de vapor una profunda transformación en los transportes.
Afectó en igual medida al tráfico terrestre y marítimo, si bien aunque los vehículos accionados por vapor y que circulaban sobre rieles lograron imponerse después de 1840 en todas las naciones industriales, los grandes vapores oceánicos tuvieron una fase de rodaje mucho mas larga. Había tres razones para ello:
Más rápido que el barco a vapor, el ferrocarril pronto inició su marcha triunfal. Con el apoyo de los constructores ferroviarios británicos, Bélgica fue en 1834 el primer país del continente en crear su red ferroviaria, seguido poco después por Alemania y luego otros estados.
Cuando a comienzos de los años 1890 se construyeron las primeras locomotoras de vapor recalentado, el grado de eficacia ascendió rápidamente hsta el 50% y aparecieron los primeros tramos de trenes rápidos. De manera paralela al tráfico ferroviario, la segund mitad del siglo XIX trajo las primeras experiencias en un transporte motorizado individual por tierra.
Durante los años sesenta se produjo gran cantidad de ensayos con automóviles de vapor. Antes del automóvil hubo otro medio de transporte indivudual que desempeñó un gran papel: la bicicleta inventada a comienzos del siglo XIX como rueda portante, a partir de los años cincuenta se convirtió en un medio de transporte multitudinario al alcance de cualquiera.
El desarrollo de las comunicaciones de masas:
La sociedad industrializada es una sociedad urbana y, por tanto, de formación. Durante la industrialización se produjo un retroceso del analfabetismo. La mayor parte de la población de los países tecnificados del siglo XIX podían leer y escribir y con ello aumentaron las necesidades de lectura, de libros, revistas y diarios.
Ya en el siglo XVIII la capacidad de las impresoras convencionales era insuficiente para cubrir la demanda. Aunque en 1811 salió ya al mercado la máquina tipográfica de cilindros, que podía imprimir 800 pliegos por hora, su rendimiento era bastante reducido a la vista de la sed de lectura de los pobladores de las ciudades. La imprenta del The Times de Londres consiguió en 1814 producir con una nueva máquina 2000 páginas por hora. sin embargo, el gran cambio se produjo en 1846, cuando Augustus Applegath en Inglaterra y Robert Hoe en los Estados Unidos pusieron en marcha las primeras rotativas. Estas máquinas lograron sacar hasta 20000 pliegos impresos por hora, con un personal que las atendía de 25 hombres.
Tras el invento y la introducción del cable eléctrico aislado con gutaperchas por parte de Werner Von Siemens en los años 1840, comenzó la marcha triunfal en todo el mundo de la telegrafía eléctrica. En 1875, 400000 km de cables telegráficos recorrían el globo.
Mientras que la red telegráfica permitía transmitir noticias codificadas en forma de signos Morse, el teléfono, inventado en 1861 por Philipp Reis y perfeccionado más tarde por Alexander Bell y la empresa Siemens, hizo posible la comunicación oral inmediata a distancia. Con la bobina de compensación inventada en 1899 por Mihajlo Pupins, esto se podía hacer ya a distancias considerables. Se convirtió en aparato universal de comunicación del comercio y la industria caundo, a fines del siglo XIX, se instalaron las primeras centrales automáticas.
Avances de la siderurgia:
Las necesidades de hierro y acero crecieron en la segunda mitad del siglo XIX mucho más que la demanda de cualquier otra materia.
Aunque alrededor de 1840 el procedimiento de pudelado ya se había generalizado en la producción siderúrgica de Gran Bretaña y la Europa continental, eliminando así la anterior dependencia de las empresas suecas y rusas, este método seguía siendo en esencia un modo de producción preindustrial, que requería un gran esfuerzo físico al manejar el metal fundido con largas varas. Al mismo tiempo, la obtención de hierro bruto, y todavía más la de acero, exigía alrededor de 1840 el empleo de inmensas cantidades de coque. Por eso, a mediados del siglo XIX se intentó conseguir una mayor enconomía de calor. Esto condujo a perfeccionamientos técnicos en los altos hornos.
El primer cambio real hacia una siderurgia industrial lo realizó el británico Henry Besemer, con el invento del convertidor. Con éste invento se puede insuflar aire al hierro bruto y convertirlo en acero. Los primeros convertidores Besemer construidos a partir de 1860 tenían una capacidad de 2tn y alrededor de 1900 la capacidad aumentó a 20tn.
En el año 1860 los franceses Emile y Pierre Martin y el alemán Siemens desarrollaron el horno Siemens-Martin, con el que era posible transformar hierro de baja calidad, incluso escoria en valioso acero.
Después de 1880, cuando los generadores pudieron producir grandes cantidades de electricidad, aparecieron por último los hornos eléctricos de fundición, especialmente adecuados para producir aceros especiales aleados. La corriente eléctrica revolucionó al mismo tiempo la industria del cobre.
Caminos hacia la producción a gran escala:
Mientras que en la época de la Revolución Industrial se trataba sobre todo de sustituir la manufactura por el trabajo mecánico con el fin de independizar a las grandes empresas textiles de la mano de obra humana, cara y muchas veces imprescindible, y alcanzar al mismo tiempo un nivel de calidad industrial, los empresarios de finales del siglo XIX tuvieron como meta principal la producción a gran escala. La pionera fue también en este caso la industria textil, que poseía además una considerable ventaja de desarrollo frente a otros sectores.
En lugar de las máquinas de hilar intermitentes y los Selfactors, que alrededor de 1850 producían unos 500g de hilo por hora de trabajo, en 1900 funcionaban máquinas de hilatura continua con un rendimiento casi cuádruple.
Mientras que en los telares mecánicos de 1830 necesitaban unas 70 horas para producir 100 m de tejido, los telares de lanzadera múltiple de 1850 lo consiguen en una 30 horas y las máquinas provistas de cambio de bobina Northrop de 1900 en diez horas.
A mediado de siglo, un cuello de botella en la fabricación de textiles lo constituye el cosido de ropas. Hasta esa fecha lo realizaban a mano sastres que trabajaban en sus casas. En 1846 Elias Howe consigue por primera vez sacar al mercado una máquina de coser, con cuya ayuda una costurera podía producir lo que otras cinco lo hicieran a mano. El invento de la máquina de coser no sólo condujo a una racionalización de la industria textil, sino que fundó también la fabricación de maquinaria en serie, pues se necesitaban grandes cantidades de estas máquinas. Sólo en el año 1870, la empresa Singer, líder en los Estados Unidos, fabricó una 465000 unidades. Sus piezas de precisión se hacían asimismo a máquina. Cuando hacia 1890 el mercado quedó saturado y las ventas se estancaron, la mayoría de los fabricantes se dedicaron a la producción en serie de bicicletas. A partir de 1880, la máquina de escribir se situó como tercer producto de producción en serie entre los artículos de precisión.
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Espacio curricular: Historia de la Ciencia y la Técnica 4° año
Carrera: Profesorado en Tecnología
Enfoque Tecnológico en la Evolución del Hombre desde 1789 hasta nuestros días:
EDAD CONTEMPORANEA parte III (1900-1940)
La Fusión de la técnica y la investigación
El enriquecimiento mutuo entre ciencia y técnica:
A finales del siglo XIX se inició un enriquecimiento mutuo entre la ciencia y la técnica. Esta iniciativa no partió de la industria, cuya formación se debe a los mecánicos y no a los físicos y químicos, sino de las universidades. En ellas se acrecentó el trabajo en común entre los investigadores científicos y los ayudantes técnicos. Hasta aquellos momentos los físicos y químicos experimentales habían elaborado por si mismos los sencillos instrumentos de laboratorio. Sin embargo, las exigencias cada vez más elevadas de precisión superaron las habilidades manuales, por lo que con el tiempo también dejaron de estar capacitados para fabricar los aparatos de precisión.
Los fabricantes de instrumental científico se establecieron con sus talleres en las universidades. En las primeras décadas del siglo XX se intensificó extraordinariamente el enriquecimiento mutuo entre ciencia, técnica y lal industria. Este fenómeno se puede explicar perfectamente gracias al ejemplo de la especialización. A menudo se afirma que en el siglo XX ha tenido lugar una creciente especialización, resultado de la diversificación de las ciencias. La industria ha sido la gran integradora de todas estas áreas del conocimiento, siempre subdivididas y por ello cada vez más reducidas.
El acabado industrial, es decir la praxis, requirió la especialización mucho antes que la ciencia teórica. Las ciencias se dividían en más y más especialidades. La investigación básica se diversificó.
Por otra parte la industria requirió para sus instalaciones de producción los conocimientos generales de todo tipo de profesionales. Por otro lado, la creciente profusión de conocimientos llevó a los científicos teóricos a la búsqueda de relaciones globales, debido a que éstas ya se habían manifestado en algunas leyes universales de la naturaleza como por ejemplo en la ley de la transformación de la energía o en las ecuaciones de Maxwell que permitieron la unificación de las teorías referidas a los campos eléctricos y magnéticos variables.
Mientras que en la ciencia se intensificó la búsqueda de teorías trascendentes, lo que en los cuatro primeros decenios del siglo XX llevó a un nuevo estudio del átomo, de la teoría cuántica y de la mecánica cuántica, en la técnica se alcanzó una rápida especialización. Por otra parte las nuevas ramas de las ciencias aplicadas, vuelve a evidenciar la influencia de la producción industrial sobre la especialización científica.
Se empezaron a construir las típicas ciencias de la ingeniería: la técnica de la alta frecuencia y de la comunicación, la aerodinámica, el estudio de las propiedades de los materiales, la técnica del vacío, la construcción de maquinarias con las siguientes especializaciones: elementos de máquinas, máquinas eléctricas, máquinas motrices de combustión, la técnica de las altas y bajas temperaturas, la técnica del transporte y otras innumerables áreas. Estas epecializaciones también se aplicaron en la química. Estos compos de investigación, oritentados a la aplicación, se formaron en primer lugar en los laboratorios industriales.
La especialización, que avanzó con rapidez en las ciencias de la ingeniería, pronto repercutió en las ciencias puras, ya que posibilitó la construcción de complejos utensilios de medida y análisis y de grandes instalaciones para la investigación. Con ellas los investigadores básicos pudieron tratar sus problemas de forma experimental. La ciencia en sí misma se intensificó.
Átomos y quantos, la nueva física:
El desarrollo de física atómica se encuentra relacionado con la creciente especialización que tiene lugar en esta época.
En 1990, el gran físico atómico sueco Niels Bohr dijo lo siguiente acerca de la formulación de la hipótesis de Max Planck: en la historia de la ciencia hay probablemente pocos conocimientos que en el corto tiempo de una generación hayan tenido unas consecuencias tan extraordinarias como el descubrimiento de las constantes elementales por Planck.
Que Planck se ocupara en general de procesos físicos dentro del ámbito atómico, tuvo su orígen en el descubrimiento de los rayos X por Wilhelm Conrad Rontgen, entre los años 1895 y 1896, en un momento en que muchos físicos estaban convencidos de que en el campo abarcado por su especialidad no quedaba nada por descubrir.
Los rayos X, cuya naturaleza de ondas electromagnéticas demostraron en Munich, en 1911, los físicos Max Von Laue, Walther Friederich y Paul Knipping, fueron en un principio inexplicables y atrajeron el interés de numerosos cientifícos. Sus propias reflexiones teóricas llevaron a Max Planck a comprender que las pequeñas cantidades de energía sólo se intercambiaban en quantos.
En una época en la que algunos físicos todavía no estaban convencidos de que la materia estuviera constituida por átomos aislados, las teorías de Planck causaron sensación.
Revolucionaron la visión física del mundo en 1914 James Franck y Gustav Hertz cuando demostraron experiementalmente la energía cuántica de Planck.
Inspirada en el descubrimiento de Rontgen y la Hipótesis de Planck se desarrolló, en el lapso de unos pocos decenios, la física atómica moderna.
En 1913 William Henry Bragg y William Lawrence Bragg dieron a conocer el espectroscopio de rayos X, que por primera vez permitió estudiar la estructura atómica de los cristales y con ello la de todos los cuerpos sólidos. Del empleo de los rayos X se derivó el descubrimiento de la radiactividad por Antonie Henri Becquerel en París, y a continuación, pocos antes de finalizar el siglo, el descubrimiento de los elementos radiactivos polonio y radio por Marie Curie.
El análisis de los componentes de la materia se llevó a cabo entre los años 1900 y 1932, en dos fases:
La introducción teórica de los neutrinos partículas sin masas y sin carga de Enrico Fermi permitió la explicación en 1934 de la diferencia de masa observada en la fusión de partículas elementales con el núcleo atómico. La pérdida de masa se basa en la transformación de una parte de ésta en energía. El descubrimiento de Fermi tuvo como referencia la teoría de la relatividad de Albert Einstein que en 1905 formuló que la energía es igual a la masa por el cuadrado de la velocidad de la luz.
Nuevos descubrimientos en la física clásica:
En un informe sobre el desarrollo de la física en el siglo XX, que data de 1960, Walter Gerlach escribió: el que un médico tome la temperatura corporal de sus pacientes con la ya ayuda no es una acción termodinámica. Por esta misma razón no puede atribuirse los numerosos descubrimientos físicos de principios del siglo XX a la denominada nueva física sólo porque se obtuvieron con sus métodos y se basaron en sus experiencias.
En lo que respecta a la técnica y la industria, la física clásica (mecánica, termodinámica, óptica, acústica, electricidad) continuó estableciendo nuevas normas. Estas áreas se desarrollaron rápidamente entre 1900 y la segunda Guerra Mundial.
El estudio del giróscopo por la física condujo al invento por parte de Hermann Kaempfe de la brújula giroscópica, que permite el pilotaje seguro de aviones y barcos.
En el campo de la electrónica se produjeron importantes novedades con el desarrollo de los tubos de rayos catódicos, las medidas de precisión de la carga del electrón (por Robert Andrews Millikan 1916) y del cátodo incandescente. Estos elementos permitieron la construcción de los oscilógrafos y tubos de televisión.
Consecuencia de la investigación técnica fueron, entre otros, el desarrollo de la moderna transmisión inalámbrica, del radar, de las calculadoras y por la retroalimentación de válvulas triunfó la técnica de regulación.
Los nuevos descubrimientos de la física clásica repercutieron también en otras disciplinas científicas. Así los microscopios evolucionaron hasta llegar a los microscopios electrónicos que juegan un papel importante en biología y medicina.
La macroquímica científica:
La ciencia y la técnica colaboraron desde 1900 de forma mucho más estrecha en el sector de la química de lo que hicieron en el terreno de la física.
Los ocho elementos desconocidos todavía en 1900, entre ellos el hafnio y el renio, sólo se descubrieron gracias al espectroscopio de rayos X y a métodos radiactivos; incluso los transuránidos sólo se pudieron generar en grandes instalaciones de aceleración de partículas.
A principios del siglo fueron de trascendental importancia en el campo de la química inorgánica, la química del boro y el silicio y en 1909, sobre todo, la síntesis del amoníaco, a partir del nitrógeno e hidrógeno atmosféricos, desarrollada por Fritz Haber y Carl Bosch. También significativo en el ámbito de la química orgánica fue el descubrimiento, investigación y finalmente la síntesis de numerosas sustancias naturales, especialmente de colorantes, vitaminas y hormonas.
Después de 1909 la química macromolecular alcanzó una gran importancia cuando Fritz Hofmann produjo por primera vez, la síntesis del caucho metilado (buna), moléculas gigantes. Esta es la raíz de la petroquímica y de toda la era de los plásticos.
Prof. Enrique Manque
2010 Instituto Superior de Formación docente - Pichanal
Espacio curricular: Historia de la Ciencia y la Técnica 4° año
Carrera: Profesorado en Tecnología
Enfoque Tecnológico en la Evolución del Hombre desde 1789 hasta nuestros días
EDAD CONTEMPORÁNEA parte IV (1940-actual)
Ivestigación, guerra y la alta tecnología
Puntos fundamentales de la Investigación:
La Primera Guerra Mundial no supuso para la técnica y la ciencia más que una pausa temporal; además se produjo un fuerte impulso en el desarrollo de campos tales como la aviación, las telecomunicaciones y la industria química (síntesis del amoníaco, gas venenoso, etc.). Durante la Segunda Guerra Mundial no sólo supuso un reto para las capacidades técnicas de las empresas y de sus ingenieros, sino también para la investigación básica de carácter científico.
Con gran habilidad los militares sondearon con anticipación, durante la década de los 1930, el amplio espectro de intereses científicos, y dirigieron, mediante la financiación de proyectos y otras medidas, ejerciendo al principio de la guerra una gran presión, los trabajos hacia los fines que a ellos les interesaban.
Sin embargo, los nuevos retos planteados a la investigación y la técnica perduraron hasta después de la Segunda Guerra Mundial. Muy pocos científicos recuperaron, después de 1945, el camino de la investigación básica sin preocuparse de su posible aplicación.
Si bien los puntos de vista se volvieron a modificar, la euforia científica de las primeras décadas del siglo XX, que miraba decididamente el futuro, desapareció. A partir de entonces la ciencia y la técnica se vieron determinadas por las demandas militares.
Desde finales de la década de 1930 y principios de la década de 1940 se impusieron necesidades militares que pronto dieron lugar a la aparición de una investigación básica estrictamente militar, así como a la creación de una industria armamentista que hasta hoy consume en todas las naciones industrializadas una gran parte de los presupuestos dedicados a la investigación.
La física atómica y la exploración espacial se convirtieron en fuentes de rivalidad internacional. Antes de finalizar la guerra las investigaciones básicas nucleares, llevadas a cabo con fines puramente científicos, no sólo habían permitido la construcción del primer reactor nuclear, sino que habían permitido la construcción de la primera bomba atómica. El desarrollo de dicha tecnología hasta alcanzar el llamado potencial de superdestrucción, del que disponen en la actualidad las grandes potencia, es suficientemente conocido por todo el mundo.
Los mismos hombres que antes de la guerra bautizaban en Berlín los primeros cohetes bastantes primitivos en aquel entonces con nombres poéticos como señora Luna, fueron los responsable del desarrollo, durante la guerra, de armas teledirigidas como las bombas volantes V-2.
Las técnicas electrónicas de gobierno y regulación ya no se aplicaron únicamente, como en un principio, a la automatización de las instalaciones fabriles, sino también a la autodirección de torpedos, misiles intercontinentales equipados con cabezas nucleares, aviones de combate, etc. Los grandes avances en la técnica de los semiconductores, posteriores al año 1957, siguieron el mismo camino, en la microelectróncia y la técnica láser, la moderna ciencia de los materiales centrada en el desarrollo de plásticos altamente resistentes, las aleaciones metálicas altamente resistentes.
Los proyectos de tecnología militar han desarrollado técnicas de medición muy modernas y rápidas. Un producto de esta investigación, es la microelectrónica que ha permitido contruir tanto las memorias magnéticas de gran capacidad como ordenadores programables formados por un único chip.
La sociedad de la alta tecnología:
La construcción de carreteras, automóviles y aviones están estrechamente relacionados con el desarrollo tecnológico logrado durante la guerra.
Los progresos de la electrónica durante la década de los 1950 dieron lugar a la aparición, junto al establecimiento de los medios de comunicación de masas (televisión, redes de ordenadores, bancos de datos, telecomunicaciones, red telefónica de alcance mundial, técnicas de composición e impresión asistida mediante ordenadores, etc.), los electrodomésticos de gran potencia (lavadoras, cocinas multifuncionales, electrodomésticos que facilitan la realización de las tareas domésticas, hornos de microondas, etc.).
Nació de la investigación con fines militares (plásticos, materiales sintéticos resistentes a las altas temperaturas, aleaciones especiales, etc.). La química mocromolecular produjeron la polimerización, la poliadición y la policondensación, realizados a escala industrial.
La utilización comercial de la carrera del espacio modificó, de muy diversas maneras, las pautas de la vida cotidiana en los paises industrializados. Los satélites de comunicaciones dieron lugar a que la población mundial se sienta cada día más próxima gracias a mas de 400 satélites que se encuetran en órbita alrededor de la Tierra.
La investigación costeada por los consorcios y los estados:
En la industria la investigación un papel muy importante para las técnicas de producción, los procesos de fabricación, y esto dio lugar a la formación de grandes consorcios después de la década del 1950. Los grandes consorcios llevan a cabo hoy dicha investigación en sus propios institutos. La empresa Kodak invierte hoy en la actualidad a diario más de dos millones de dólares en la investigación.
Los estados financian investuigaciones especializadas en las áreas de física nuclear, nuevos procesos de obtención de energía, astronáutica, astrofísica y geofísica, oceanografía, etc.
El gran adelanto en la investigación ha permitido el desarrollo de instalaciones de uso internacional como el sincrotón de protones DESY o el Centro Europeo de Investigación Nuclear CERN en Ginebra o el proyecto de fusión nuclear en Gran Bretaña JET. Esto se ha producido debido a que ciertos proyectos son tan costosos que un solo país no puede financiarlos y se llevan a cabo con la colaboración internacional, como por ejemplo la Estación Satelital Internacional.
Sólo desde hace dos décadas el hombre ha tomado conciencia de que las actividades industriales que lleva a cabo no se verifican sin un cierto efecto sobre sobre el entorno natural, que denominamos impacto ambiental.
Los orígenes de ésta preocupación tiene sus raíces en la antigua Grecia y la antigua Roma donde la preocupación estaba centrada entre la interrelación humana y naturaleza.
Pese a que era previsible las consecuencias siempre fueron premeditada desde la antigüedad. En Europa se explotó en forma indiscriminada la madera, que se consumieron para calentar los hornos de fabricación de vidrio y la construcción de barcos.
Las dos guerras mundiales y las correspondientes reconstrucciones y florecimientos industriales dieron lugar a una euforia que hizo olvidar, durante la época del milagro económico que el progreso se conseguía a cualquier precio.
En la década del 1960 y 1970 apareció en la sociedad un fenómeno del cansancio respecto de la técnica, el ser humano tomó conciencia de las consecuencias de la actividad industrial sobre el entorno natural, originando distintos tipos de protestas masivas. Todavía no se dispone de soluciones necesarias para reparar los daños causados a la naturaleza, sin mencionar de que muchas de éstas soluciones no se llevan a la práctica. De todos modos, y debido a la toma de conciencia con respecto al deterioro del medio ambiente, en los últimos años ha mejorado sensiblemente la situación en los países industrializados. La solución se halla en el desarrollo de altas tecnologías limpias con el consiguiente abandono de los procesos nacidos en las primeras épocas de la revolución industrial. Se trata de practicar el reciclado de las materias primas, el ahorro de la energía y la mejora de los procesos por los cuales se genera energía eléctrica en las centrales. Asimismo se trabaja en la mejora de los sistemas de transporte de la energía hasta los consumidores finales, en la modificación de los hábitos de consumo de éstos y en la supresión del consumo superfluo de materias primas.
