UNIVERSIDAD DE ORIENTE

NÚCLEO DE MONAGAS

ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS

CURSOS ESPECIALES DE GRADO

AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL DE PROCESOS INDUSTRIALES

MATURÍN, FEBRERO 2016.

TEMA 1.- El automatismo desde sus orígenes hasta mediados del siglo XVIII.

Unidad I: Introducción a la automatización industrialSeminario: Estrategias para la Automatización Industrial (EAI)

Equipo PLC:

Hernández, Leivi C.I. 24.579.134

Viña, Maria C.I. 24.277.423

Tutor: Judith Devia

ÍNDICE

INTRODUCCIÓN..................................................................................................................3

MARCO TEÓRICO................................................................................................................4

1. Autómatas en la antigüedad.........................................................................................4

2. Autómatas en la edad media y el renacimiento............................................................5

3. Autómatas en el siglo de las luces...............................................................................7

DISCUSIÓN...........................................................................................................................9

CONCLUSIÓN.....................................................................................................................11

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS..................................................................................12

INTRODUCCIÓN

Toda invención tecnológica automatizada conocida actualmente, posee un precedente en el pasado, sin el cual no fuese posible su existencia. Además, los automatismos se han visualizado desde los inicios de los tiempos, con la creación de inventos, que provistos de alguna forma de fuente de energía, perseguian imitar los movimientos de los seres vivos. Debido a que fueron muchos los que se desenvolvieron en este mundo, el siguiente trabajo investigativo representa un bosquejo de los autómatas más resaltantes que existieron desde siglos antes de cristo, hasta inicios del siglo XVIII, estableciendo como fue la sociedad en cada época en que se presentó un invento automático e indicando cuál fue su aplicabilidad y el nivel de impacto en la sociedad.

La síntesis de la información se presentara dividiendo la historia en tres grandes grupos: autómatas en la antigüedad; en la edad media y el renacimiento; y en el siglo de las luces. También, se establecerá un apartado donde se describirá la relación que posee el tema en cuestión con el contenido del proyecto final a desarrollar por el equipo PLC (diseño de un sistema de supervisión y control automatizado para línea de mezclado y empaquetado de especias).

Cabe destacar, que la presente investigación, se realizó persiguiendo un interés académico, ya que el objetivo fundamental era analizar todo lo que tuvo que atravesar la humanidad para obtener lo que hoy se conoce como “automático.” Además, de adquirir un enriquecido conocimiento sobre los orígenes que posee la automatización de hoy en día y a su vez, obtener conciencia sobre los aportes de los autómatas del pasado, a fin de dar valor a dichas contribuciones y considerarlas como los padres de la sociedad automática actual.

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MARCO TEÓRICO

Con la finalidad de realizar una síntesis de la historia en la que se desarrolló el automatismo desde sus orígenes (antes de cristo) hasta el siglo XVIII, se dividió su evolución en tres grandes grupos, explicados a continuación:

1. Autómatas en la antigüedad

Esta etapa comprende desde siglos A.C. hasta el siglo IV D.C. Históricamente los primeros autómatas se remontan al siglo XVIII A.C., en la ciudad de Egipto, donde se construyeron esculturas de algunos dioses o reyes, entre las que se destacan están: la de Osiris, que despedía fuego de sus ojos, las estatuas parlantes de mandíbulas móviles y las efigies que poseían brazos mecánicos operados por sacerdotes. También, es importante mencionar la de Memon de Etiopía, la cual emitía sonidos cuando los rayos del sol la iluminaba. Todo esto fue realizado con fines religiosos y para asustar o infundir respeto a todo aquel que pasara por aquella entidad, lo cual causo un gran impacto social en aquella época, debido a que surgió una gran devoción a la religión. Grecia, por otra parte, poseía estatuas con movimiento gracias a las energías hidráulicas, implementadas con el mismo fin místico.

Entre el 300 y 270 a. C., Cresibio inventa una clepsidra (reloj de agua) y se usaban especialmente durante la noche, cuando los relojes de sol perdían su utilidad. Entre el 400 y 347 A. C., Archytar de Tarento construye una paloma mecánica capaz de volar gracias a vapor de aire en propulsión, además, es el inventor del tornillo y la polea, los cuales fueron aportes significativos para todo lo que hoy se conoce como automático. 3

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Estatuas parlantes de mandíbulas móviles

En el año 10 d. C.-70 d. C, Heron de Alejandría describe múltiples aparatos en su libro "Autómata", muchos de los cuales se basaron en los principios de Philon o Arquímedes. Entre los mencionados, se destaca las aves que vuelan, gorjean y beben. Todos funcionaban por el movimiento del agua, la gravedad o sistemas de palancas y fueron diseñados básicamente para el entretenimiento y sin aplicación útil. Sin embargo, describe un molino de viento para accionar un órgano, que funciono como precursor de la turbina de vapor, así como también, estatuas que sirven vino o puertas automáticas, que fueron la base de ideas para crear los brazos y entradas con apertura automáticas, implementados en las industrias actualmente. 2

Caja mágica de Heron.

2. Autómatas en la edad media y el renacimiento

Este renglón estará comprendido desde el Siglo V hasta el siglo XVI. Los primeros avances a resaltar en esta época fueron la invención de los molinos de viento y agua, que sirvieron para aplicar mejoras en la producción de granos molidos y el riego. También, a mediados del siglo XV se dio la invención de la imprenta mecánica, la cual surgió del ingenio de Gutenberg, quien acudió a piezas móviles para lograr la reproducción de escritos en masa y a su vez, que la lectura y la escritura abrieran las puertas a diversos conocimientos para la sociedad. 7

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Mecanismo para la apertura automática de las puertas del templo

Reloj de agua Paloma mecánica

Por otro lado, esta etapa dio paso al nacimiento de nuevos autómatas, entre los que se destacan, primeramente Al-Jazari ya que, creo un complejo reloj elefante, animado por seres humanos y animales mecánicos, que se movían y marcaban las horas y un autómata con forma humana que servía distintos tipos de bebidas. Invento el cigüeñal y los primeros relojes mecánicos movidos por pesos y agua. También, realizo una de las obras más importantes sobre historia de la tecnología, llamada “autómata.” Asimismo, diseño fuentes de pavo real, que consistían en artefactos en los que el agua se descargaba desde un gran depósito a otro más pequeño en intervalos regulares de tiempo, usando para ello, diversos dispositivos de conmutación. 4 Sus aportes conllevaron a que la cultura árabe fuese reconocida como aquella que heredó y difundió los conocimientos griegos, dándole una aplicación práctica, al introducirlos en la vida cotidiana de la realeza y no solo utilizándolos para el entretenimiento. 2

Villard d’Honnecourt en el año 1235, escribió un libro que contenía bocetos que incluían secciones de dispositivos mecánicos, como un ángel autómata, e indicaciones para la construcción de figuras humanas y animales. 4 Entre los años 1348 y 1364, Giovanni de Dondi, construyó un reloj astronómico que daba el mes, día y hora y a su vez, era capaz de señalar las posiciones de la luna el sol y los cinco planetas conocidos, el momento de salida y puesta de sol para cada día del año, las seis fiestas fijas de la iglesia y las cinco móviles, una vez establecida la fecha de la fiesta de pascua para ese año. Al contar también con la corrección por los años bisiestos, el reloj podía funcionar como calendario perpetuo. 5

En el mismo orden de ideas, uno de los autómatas que no puede dejar de mencionarse es Leonardo da Vinci, quien diseño en el año 1495, una especie de robot mecánico, que consistía en una armadura medieval y mecanismos internos que le permitían mover los brazos, girar la cabeza y sentarse. Este invento no fue construido. También creo en el año 1500, un león automático, en honor a Luis XII, que actúo en la entrada del Rey de Milán.

Juanelo Turriano, por otra parte, fue un gran ingeniero del siglo XVI y dio su aporte con el “artilugio de Juanelo” una obra de ingeniería capaz de llevar el agua desde el Tajo al Alcázar de Toledo. 6 Otro ejemplo relevante de la época, cuyo autor es desconocido, fue el Gallo de Estrasburgo, que data del siglo XVI y es el autómata más antiguo que se conserva en la actualidad, formaba parte del reloj de la catedral de Estrasburgo y al dar las horas movía el pico y las alas. 5

3. Autómatas en el siglo de las luces

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Esta época comprende desde el siglo XVII a principios del Siglo XVIII. Entre estos siglos, se idearon innovaciones mecánicas que representaban figuras humanas o animales, creados mayormente por artesanos del ámbito de la relojería, con la finalidad de entretener, cuyos diseños poseían propiedades de los robots de hoy en día. En el siglo XVIII, gracias a los avances en materia de relojería, comienza la época caracterizada por poseer los mejores autómatas realizados en la historia, ya que, hacían uso de la ciencia con la finalidad de desarrollar estructuras que asemejaran lo mejor posible movimientos y comportamientos de los seres vivos.

Las innovaciones creadas más famosas de esta época fueron las realizadas por los siguientes inventores:

Jacques de Vaucanson (1709-1782), quien creo el Canard Digérateur (el pato que digiere), el cual estaba fabricado en cobre recubierto de oro, con más de 400 piezas móviles y del tamaño de un pato promedio. El ave mecánica, podía alargar el cuello para tomar el grano de la mano y luego tragarlo, digerirlo y expulsarlo convertido en “heces”. Podía beber, chapotear y graznar. Vaucanson también construyo varios muñecos animados, entre los que destaca un flautista capaz de tocar melodía, el cual consistía en un complejo mecanismo de aire que causaba el movimiento de dedos y labios, como el funcionamiento normal de una flauta.

Friedich Von Knauss (1724-1789), por su parte, destaco por una máquina de escritura automática, la cual consistía en un globo sostenido por dos águilas de bronce dorado que reposan sobre un pedestal de madera de 3 pies de altura, al centro, se erige una tabla vertical que sostiene la hoja de papel en la que el autómata, con su brazo un poco largo, traza los caracteres que fueron "inscritos" previamente en un cilindro. Pierre Jaquet-Droz (1721-1790), por otro lado, creo un pequeño autómata, compuesto por más de 6.000 piezas, capaz de escribir sobre el papel con una apariencia casi humana. También creo una muñeca que realizaba gestos humanos y tocaba melodías. 8

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El canard digérateu

Máquina de escritura automática La música y el escritor

DISCUSIÓN

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Toda creación tecnológica automatizada actual, posee un precedente en el pasado, que aporto un avance tan significativo en su época, que repercutió en la actualidad. Independientemente, si fue una idea simple o un mecanismo con un funcionamiento sencillo, sin su existencia, no fuese posible la creación de muchas automatizaciones de hoy en día. Es por esto, que es importante destacar, que todos los aportes ofrecidos por los primeros autómatas, sirvieron como base para la revolución industrial que surgió en los años venideros y como punto de partida para todos los sistemas automatizados existentes.

Sin embargo, al enfocarse en el proyecto del equipo PLC, los avances tecnológicos que más se relacionaron con el diseño de un sistema de supervisión y control automatizado para línea de mezclado y empaquetado de especias, fueron los molinos de viento y agua, con los cuales se molían las especies, con la implementación de mecanismos ingeniosos y aprovechando las bondades del aire y del agua.

Los molinos hidráulicos, requerían un flujo de agua constante y básicamente hacían girar una rueda gracias al flujo de agua controlada que pasaba a través de ella y que a su vez hacía rotar, a una gran piedra o muela (piedra volandera) que giraba sobre otra, llamada piedra molendera. En la tolva se colocaba el grano que se iba a moler, en una cantidad específica, ya que, de lo contrario, si se coloca demás, se podía parar la maquinaria, o en su defecto, no se molía de forma correcta el trigo. No obstante, si se colocaba muy poco, traería como consecuencia que se gastaran las muelas excesivamente. Es por esto, que los molinos poseían un regulador, el cual consistía en un sistema de dosificación del grano, que recibía el nombre de "triqui-traque" y que hacía uso del movimiento del eje mediante una rueda dentada, que se controlaba subiéndolo o bajándolo. Una vez listo para moler, producía un ruido de triqui-traque (razón de su onomatopéyico nombre). 9

Por otro lado, los molinos de viento, requerían primeramente un estudio de la zona en la que se iban a colocar, ya que esta debía tener vientos fuertes para poder sacar provecho de la energía eólica, de lo contrario no era optimo fabricarlo este en ese lugar. En general las aspas, poseían una ligera concavidad en la cara que enfrentaba al viento, para facilitar así, que sean impulsadas por éste. Las aspas, al girar por efecto del viento, movían un árbol (barra, generalmente metálica) que transmitía el movimiento a una rueda maestra dentada, cuyos dientes se engranan con otra rueda más pequeña llamada linterna, que gira en forma horizontal, arrastrando un grueso eje metálico cuadrado, que mueve una muela (volandera) aplastando el grano contra otra muela fija (solera). 10

Cabe destacar, que la mayoría de los molinos eran utilizados como vivienda temporal y, por lo tanto, disponían de algunas dependencias más, para uso del molinero y de las caballerías que utilizaban para transportar grano y harina. Otros contaban además con gallinero y palomar. 9 Además, ambos tipos de molinos, poseían un sistema de recolección y almacenaje del grano molido, que consistía por lo general, en que una vez el

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maíz o trigo salía pulverizado por un extremo, habían trabajadores recogiéndolo y metiéndolo en sacos, para luego llevarlo a la habitación ideada para su resguardo.

Es notable, que incluso en los años antiguos, se consideraban múltiples variables para el simple hecho de moler especias, como el ambiente en que se iba a implementar, el flujo de agua, la cantidad de grano, el desgate de los mecanismos y piezas, entre otros. Gracias a los primeros autómatas de la edad media, que idearon esta maravilla, fue posible muchos avances en los métodos convencionales e industriales implementados hoy en día para pulverizar granos. Destacando también, a los agricultores, quienes sin desearlo o planearlo, hicieron uso de los molinos, dándole utilidad y perfeccionado cada vez más su funcionalidad. Es por esto, que actualmente, existen tecnologías más sofisticadas, que se basan en el mismo principio o contemplan las mismas variantes, con la particularidad de que, en vez de utilizar energía hidráulica o eólica, hacen uso de energía eléctrica y de procesos más automatizados.

Otro de los inventos que pudiesen estar medianamente relacionado con el proyecto en cuestión, son las puertas automáticas de Herón, ya que estas, podían abrir los templos, con la ayuda de un sistema sencillo, que no requería intervención humana (excepto para encender el fuego), lo que básicamente es lo que se desea llevar a cabo con las válvulas dosificadoras rotativas de cierre automatizado, con la diferencia, de que en lugar de dar paso a personas, estas controlarían el acceso de las especies.

Uno de los antepasados que también poseen su vínculo con el sistema que se desea diseñar es el reloj de agua de Cresibio, los relojes mecánicos movidos por pesos y agua de Al-Jazari y el reloj astronómico de Giovanni de Dondi, ya que, para el mezclado de las especies se hará uso de un cronometro digital, para establecer cuando estará listo el mezclado, y las invenciones antes mencionadas, fueron las predecesores del reloj convencional y este a su vez del cronometro.

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CONCLUSIÓN

Como resultado de la investigación presentada, es posible concluir que gracias a los aportes ofrecidos por los primeros autómatas, se pudieron crear las bases para los avances en el ámbito de la automatización de la actualidad. Además, por el hecho de que existieran personas en la antigüedad inclinadas a crear objetos que realizaran tareas por sí mismos, con la ayuda del ingenio y un sistema de mecanismos sencillos, se despertó el interés colectivo en los años venideros, ocasionando una evolución en cascada que trajo como resultado invenciones cada vez más útiles, innovadoras y sofisticadas.

A pesar de que los primeros avances fueron realizados con fines religiosos (infundir temor o respeto) o para el entretenimiento, son el punto de partida para los ingeniosos que descendieron a continuación. A excepción de las puertas automáticas de Herón, las cuales controlaban el acceso a los templos y el reloj de agua de Cresibio, que daba la hora cuando los relojes de sol perdían su utilidad, se puede deducir que los inventos de la antigüedad no fueron creados con un propósito practico. Sin embargo, representaron un avance tecnológico en su época y marcaron su pauta en la línea de tiempo, destacando que llevaron a cabo la tarea por la cual fueron diseñados de forma eficaz.

A partir de la edad media fue que se empezó a crear invenciones a las que se le daba aplicación práctica en tareas de la vida cotidiana de la realeza, como lo son las fuentes de pavo real de Al-Jazari, que funcionaba como un lavamanos. Además, se promovió el uso de molinos de agua y aire, como medio principal para moler granos, lo cual fue muy útil para el tiempo, debido que redujo por mucho las horas que eran necesarias para hacerlo a mano y significo un cambio en estilo de vida para los agricultores.

Así mismo, en siglo de las luces existieron inventos autómatas, que fueron influyentes y fascinantes para su época, pero el que más se destacó fue el canard digérateu, debido a que era un pato mecánico que realizaba acciones semejantes al ave real. También, cabe destacar, los muñecos de Pierre Jaquet-Droz, que cantaban, escribían y realizaban gestos humanos, los cuales fueron avances muy significativos en el área de la robótica, que fue el auge de las nuevas tecnologías en los años que prosiguieron.

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Colaboradores de Wikipedia. Autómata (Mecánico). Extraído el 30 de Enero de 2016 desde:https://es.wikipedia.org/wiki/Aut%C3%B3mata_(mec%C3%A1nico)#.C3.89poca_de_esplendor:_siglo_XVIII

2 Autor Desconocido. Autómatas en la historia. Extraído el 31 de Enero de 2016 desde: http://automata.cps.unizar.es/Historia/Webs/automatas_en_la_historia.htm

3 TimeRime. Autómatas en la historia. Extraído el 31 de Enero de 2016 desde: http://timerime.com/es/evento/1908379/Estatua+de+Osiris/

4 Anónimo. Autómatas en la antigüedad, edad media y renacimiento. Extraído el 31 de Enero de 2016 desde: http://www.erasdelmundo.com/t2012-automatas-en-la-antiguedad-edad-media-y-renacimiento

5 Moñux, Diego (2001). Historia de la Automática. Disponible en URL: http://isa.uniovi.es/~gojea/funding/documentos/historia%20automatica.pdf

6 Alonso, Juan. Juanelo Turriano y su "artificio." Extraído el 31 de Enero de 2016 desde:http://www.leyendasdetoledo.com/index.php/articulos/personajes/83-juanelo-turriano-y-su-qartificioq.html

7 Vallejos, Fernando (1988). La imprenta mecánica. Extraído el 31 de Enero de 2016 desde: http://www.geocities.ws/justoferva/mec.html

8 Autor desconocido. Autómatas más relevantes a lo largo de la historia. . Extraído el 31 de Enero de 2016 desde: http://www.monografias.com/trabajos86/grandes-inventores/grandes-inventores.shtml

9 Colaboradores de Invento e Inventores. El molino de agua. Extraído el 31 de Enero de 2016 desde: http://www.iesfranciscoasorey.com/inventos/enlaces/molino%20de%20agua.html

0 Alumnos de 3º año- Polimodal, de la E.P.E.T. Nº1 de Caucete (2013) .Molinos. Extraído el 01 de Febrero de 2016 desde: http://www.oni.escuelas.edu.ar/2004/SAN_JUAN/676/eolica_y_molinos/capitulo_3/cap_3_3.htm

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