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HISTORIA DE LA ROBÓTICA
Por siglos el ser humano ha construido máquinas que imiten las partes del cuerpo humano. Los antiguos egipcios unieron brazos mecánicos a las estatuas de sus dioses. Estos brazos fueron operados por sacerdotes, quienes clamaban que el movimiento de estos era inspiración de sus dioses. Los griegos construyeron estatuas que operaban con sistemas hidráulicas, los cuales se utilizaban para fascinar a los adoradores de los templos.
Durante los siglos XVII y XVIII en Europa fueron construidos muñecos mecánicos muy ingeniosos que tenían algunas características de robots.
Jacques de Vauncansos construyó varios músicos de tamaño humano a mediados del siglo XVIII. Esencialmente se trataba de robots mecánicos diseñados para un propósito específico: la diversión.
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En 1805, Henri Maillardert construyó una muñeca mecánica que era capaz de hacer dibujos. Una serie de levas se utilizaban como ‘ el programa ’ para el dispositivo en el proceso de escribir y dibujar. Éstas creaciones mecánicas de forma humana deben considerarse como inversiones aisladas que reflejan el genio de hombres que se anticiparon a su época. Hubo otras invenciones mecánicas durante la revolución industrial, creadas por mentes de igual genio, muchas de las cuales estaban dirigidas al sector de la producción textil. Entre ellas se puede citar la hiladora giratoria de Hargreaves (1770), la hiladora mecánica de Crompton (1779), el telar mecánico de Cartwright (1785), el telar de Jacquard (1801), y otros.
El desarrollo en la tecnología, donde se incluyen las poderosas computadoras electrónicas, los actuadores de control retroalimentados, transmisión de potencia a través de engranes, y la tecnología en sensores han contribuido a flexibilizar los mecanismos autómatas para desempeñar tareas dentro de la industria. Son varios los factores que intervienen para que se desarrollaran los primeros robots en la década de los 50’s. La investigación en inteligencia artificial desarrolló maneras de emular el procesamiento de información humana con computadoras electrónicas e inventó una variedad de mecanismos para probar sus teorías.No obstante las limitaciones de las máquinas robóticas actuales, el concepto popular de un robot es que tiene una apariencia humana y que actúa como tal. Este concepto humanoide ha sido inspirado y estimulado por varias narraciones de ciencia ficción.
Una obra checoslovaca publicada en 1917 por Karel Kapek, denominada Rossum’s Universal Robots, dio lugar al término robot. La palabra checa ‘Robota’ significa servidumbre o trabajador forzado, y cuando se tradujo al ingles se convirtió en el término robot. Dicha narración se refiere a un brillante científico llamado Rossum y su hijo, quienes desarrollan una sustancia química que es similar al protoplasma. Utilizan ésta sustancia para fabricar robots, y sus planes consisten en que los robots sirvan a la clase humana de forma obediente para realizar todos los trabajos físicos. Rossum sigue realizando mejoras en el diseño de los robots, elimina órganos y otros elementos innecesarios, y finalmente desarrolla un ser ‘ perfecto ’. El argumento experimenta un giro desagradable cuando los robots perfectos comienzan a no cumplir con su papel de servidores y se rebelan contra sus dueños, destruyendo toda la vida humana.
Entre los escritores de ciencia ficción, Isaac Asimov contribuyó con varias narraciones relativas a robots, comenzó en 1939, a él se atribuye el acuñamiento del término Robótica. La imagen de robot que aparece en su obra es el de una máquina bien diseñada y con una seguridad garantizada que actúa de acuerdo con tres principios.
Estos principios fueron denominados por Asimov las Tres Leyes de la Robótica, y son:
1.- Un robot no puede actuar contra un ser humano o, mediante la inacción, que un ser humano sufra daños.
2.- Un robot debe de obedecer las ordenes dadas por los seres humanos, salvo que estén en conflictos con la primera ley.
3.- Un robot debe proteger su propia existencia, a no ser que esté en conflicto con las dos primeras leyes.
Consecuentemente todos los robots de Asimov son fieles sirvientes del ser humano, de ésta forma su actitud contraviene a la de Kapek.
A continuación se presenta un cronograma de los avances de la robótica desde sus inicios.
| A mediados del J. de Vaucanson construyó varias muñecas mecánicas de tamaño humano que ejecutaban piezas de música | |
| J. Jaquard invento su telar, que era una máquina programable para la urdimbre | |
| H. Maillardet construyó una muñeca mecánica capaz de hacer dibujos. | |
| El inventor americano G.C Devol desarrolló un dispositivo controlador que | |
| podía registrar señales eléctricas por medio magnéticos y reproducirlas para | |
| accionar un máquina mecánica. La patente estadounidense se emitió en 1952. | |
| Trabajo de desarrollo con teleoperadores (manipuladores de control remoto) | |
| para manejar materiales radiactivos. Patente de Estados Unidos emitidas para Goertz (1954) y Bergsland (1958). | |
| Una máquina prototipo de control numérico fue objetivo de demostración en el Instituto Tecnológico de Massachusetts después de varios años de desarrollo. | |
| Un lenguaje de programación de piezas denominado APT (Automatically | |
| Programmed Tooling) se desarrolló posteriormente y se publicó en 1961. | |
| El inventor británico C. W. Kenward solicitó su patente para diseño de robot. | |
| Patente británica emitida en 1957. | |
| G.C. Devol desarrolla diseños para Transferencia de artículos programada. | |
| Patente emitida en Estados Unidos para el diseño en 1961. | |
| Se introdujo el primer robot comercial por Planet Corporation. estaba controlado por interruptores de fin de carrera. | |
| Se introdujo el primer robot ‘Unimate’’, basada en la transferencia de artic. | |
| programada de Devol. Utilizan los principios de control numérico para el | |
| control de manipulador y era un robot de transmisión hidráulica. | |
| Un robot Unimate se instaló en la Ford Motors Company para atender una | |
| máquina de fundición de troquel. | |
| Trallfa, una firma noruega, construyó e instaló un robot de pintura por pulverización. | |
| Un robot móvil llamado ‘Shakey’’ se desarrollo en SRI (standford Research | |
| Institute), estaba provisto de una diversidad de sensores así como una cámara de visión y sensores táctiles y podía desplazarse por el suelo. | |
| El ‘Standford Arm’’, un pequeño brazo de robot de accionamiento eléctrico, se desarrolló en la Standford University. | |
| Se desarrolló en SRI el primer lenguaje de programación de robots del tipo de computadora para la investigación con la denominación WAVE. Fue | |
| seguido por el lenguaje AL en 1974. Los dos lenguajes se desarrollaron | |
| posteriormente en el lenguaje VAL comercial para Unimation por Víctor Scheinman y Bruce Simano. | |
| ASEA introdujo el robot Irb6 de accionamiento completamente eléctrico. | |
| Kawasaki, bajo licencia de Unimation, instaló un robot para soldadura por arco para estructuras de motocicletas. | |
| Cincinnati Milacron introdujo el robot T3 con control por computadora. | |
| El robot ‘Sigma’’ de Olivetti se utilizó en operaciones de montaje, una de las | |
| primitivas aplicaciones de la robótica al montaje. | |
| Un dispositivo de Remopte Center Compliance (RCC) para la inserción de | |
| piezas en la línea de montaje se desarrolló en los laboratorios Charles Stark | |
| Draper Labs en estados Unidos. | |
| El robot T3 de Cincinnati Milacron se adaptó y programó para realizar operaciones de taladro y circulación de materiales en componentes de aviones, bajo el patrocinio de Air Force ICAM (Integrated Computer- Aided Manufacturing). | |
| Se introdujo el robot PUMA (Programmable Universal Machine for Assambly) para tareas de montaje por Unimation, basándose en diseños obtenidos en un estudio de la General Motors. | |
| Desarrollo del robot tipo SCARA (Selective Compliance Arm for Robotic | |
| Assambly) en la Universidad de Yamanashi en Japón para montaje. Varios robots SCARA comerciales se introdujeron hacia 1981. | |
| Un sistema robótico de captación de recipientes fue objeto de demostración en la Universidad de Rhode Island. Con el empleo de visión de máquina | |
| el sistema era capaz de captar piezas en orientaciones aleatorias y posiciones | |
| fuera de un recipiente. | |
| Se desarrolló en la Universidad de Carnegie- Mellon un robot de impulsión | |
| directa. Utilizaba motores eléctricos situados en las articulaciones del manipula dor sin las transmisiones mecánicas habituales empleadas en la mayoría de los robots. | |
| IBM introdujo el robot RS-1 para montaje, basado en varios años de desarro | |
| llo interno. Se trata de un robot de estructura de caja que utiliza un brazo | |
| constituido por tres dispositivos de deslizamiento ortogonales. El lenguaje del robot AML, desarrollado por IBM, se introdujo también para programar | |
| el robot SR-1. | |
| Informe emitido por la investigación en Westinghouse Corp. bajo el patrocinio de National Science Foundation sobre un sistema de montaje | |
| programable adaptable (APAS), un proyecto piloto para una línea de montaje automatizada flexible con el empleo de robots. | |
| Robots 8. La operación típica de estos sistemas permitía que se desarrollaran | |
| programas de robots utilizando gráficos interactivos en una computadora | |
| personal y luego se cargaban en el robot. |
AUTOMATIZACIÓN Y ROBÓTICA
La historia de la automatización industrial está caracterizada por períodos de constantes innovaciones tecnológicas. Esto se debe a que las técnicas de automatización están muy ligadas a los sucesos económicos mundiales.
El uso de robots industriales junto con los sistemas de diseño asistidos por computadora (CAD), y los sistemas de fabricación asistidos por computadora (CAM), son la última tend nal y luego se cargaban en el robot.encia en automatización de los procesos de fabricación. Éstas tecnologías conducen a la automatización industrial a otra transición, de alcances aún desconocidos.
Aunque el crecimiento del mercado de la industria Robótica ha sido lento en comparación con los primeros años de la década de los 80´s, de acuerdo a algunas predicciones, la industria de la robótica está en su infancia. Ya sea que éstas predicciones se realicen completamente, o no, es claro que la industria robótica, en una forma o en otra, permanecerá.
En la actualidad el uso de los robots industriales está concentrado en operaciones muy simples, como tareas repetitivas que no requieren tanta precisión. La Fig. 3.1 refleja el hecho de que en los 80´s las tareas relativamente simples como las máquinas de inspección, transferencia de materiales, pintado automotriz, y soldadura son económicamente viables para ser robotizadas. Los análisis de mercado en cuanto a fabricación predicen que en ésta década y en las posteriores los robots industriales incrementaran su campo de aplicación, esto debido a los avances tecnológicos en sensorica, los cuales permitirán tareas mas sofisticadas como el ensamble de materiales.
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Como se ha observado la automatización y la robótica son dos tecnologías estrechamente relacionadas. En un contexto industrial se puede definir la automatización como una tecnología que está relacionada con el empleo de sistemas mecánicos-eléctricos basados en computadoras para la operación y control de la producción. En consecuencia la robótica es una forma de automatización industrial.
Hay tres clases muy amplias de automatización industrial : automatización fija, automatización programable, y automatización flexible.La automatización fija se utiliza cuando el volumen de producción es muy alto, y por tanto se puede justificar económicamente el alto costo del diseño de equipo especializado para procesar el producto, con un rendimiento alto y tasas de producción elevadas. Además de esto, otro inconveniente de la automatización fija es su ciclo de vida que va de acuerdo a la vigencia del producto en el mercado.
La automatización programable se emplea cuando el volumen de producción es relativamente bajo y hay una diversidad de producción a obtener. En este caso el equipo de producción es diseñado para adaptarse a la variaciones de configuración del producto; ésta adaptación se realiza por medio de un programa (Software).
Por su parte la automatización flexible es más adecuada para un rango de producción medio. Estos sistemas flexibles poseen características de la automatización fija y de la automatización programada.
Los sistemas flexibles suelen estar constituidos por una serie de estaciones de trabajo interconectadas entre si por sistemas de almacenamiento y manipulación de materiales, controlados en su conjunto por una computadora.
De los tres tipos de automatización, la robótica coincide mas estrechamente con la automatización programable.
En tiempos más recientes, el control numérico y la telequerica son dos tecnologías importantes en el desarrollo de la robótica. El control numérico (NC) se desarrolló para máquinas herramienta a finales de los años 40 y principios de los 50´s. Como su nombre lo indica, el control numérico implica el control de acciones de un máquina-herramienta por medio de números. Está basado en el trabajo original de Jhon Parsons, que concibió el empleo de tarjetas perforadas, que contienen datos de posiciones, para controlar los ejes de una máquina-herramienta.
El campo de la telequerica abarca la utilización de un manipulador remoto controlado por un ser humano.
A veces denominado teleoperador, el operador remoto es un dispositivo mecánico que traduce los movimientos del operador humano en movimientos correspondientes en una posición remota. A Goertz se le acredita el desarrollo de la telequerica. En 1948 construyó un mecanismo manipulador bilateral maestro-esclavo en el Argonne National Laboratory. El empleo más frecuente de los teleoperadores se encuentra en la manipulación de sustancias radiactivas, o peligrosas para el ser humano.
La combinación del control numérico y la telequerica es la base que constituye al robot modelo. Hay dos individuos que merecen el reconocimiento de la confluencia de éstas dos tecnologías y el personal que podía ofrecer en las aplicaciones industriales. El primero fue un inventor británico llamado Cyril Walter Kenward, que solicitó una patente británica para un dispositivo robótico en marzo de 1954. (El esquema se muestra abajo).
La segunda persona citada es George C. Devol, inventor americano, al que debe atribuirse dos invenciones que llevaron al desarrollo de los robots hasta nuestros días. La primera invención consistía en un dispositivo para grabar magnéticamente señales eléctricas y reproducirlas para controlar un máquina. La segunda invención se denominaba Transferencia de Artículos Programada.
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Un robot industrial es un máquina programable de uso general que tiene algunas características antropomórficas o ¨humanoides¨. Las características humanoides más típicas de los robots actuales es la de sus brazos móviles, los que se desplazarán por medio de secuencias de movimientos que son programados para la ejecución de tareas de utilidad.
La definición oficial de un robot industrial se proporciona por la Robotics Industries Association (RIA), anteriormente el Robotics Institute of América." Un robot industrial es un manipulador multifuncional reprogramable diseñado para desplazar materiales , piezas, herramientas o dispositivos especiales, mediante movimientos variables programados para la ejecución de una diversidad de tareas ".
Se espera en un futuro no muy lejano que la tecnología en robótica se desplace en una dirección que sea capaz de proporcionar a éstas máquinas capacidades más similares a las humanas.
CLASIFICACIÓN DE LOS ROBOTS
1.- Robots Play-back, los cuales regeneran una secuencia de instrucciones grabadas, como un robot utilizado en recubrimiento por spray o soldadura por arco. Estos robots comúnmente tienen un control de lazo abierto.
2.- Robots controlados por sensores, estos tienen un control en lazo cerrado de movimientos manipulados, y hacen decisiones basados en datos obtenidos por sensores.
3.- Robots controlados por visión, donde los robots pueden manipular un objeto al utilizar información desde un sistema de visión.
4.- Robots controlados adaptablemente, donde los robots pueden automáticamente reprogramar sus acciones sobre la base de los datos obtenidos por los sensores.
5.- Robots con inteligencia artificial, donde las robots utilizan las técnicas de inteligencia artificial para hacer sus propias decisiones y resolver problemas.
La Asociación de Robots Japonesa (JIRA) ha clasificado a los robots dentro de seis clases sobre la base de su nivel de inteligencia:
1.- Dispositivos de manejo manual, controlados por una persona.
2.- Robots de secuencia arreglada.
3.- Robots de secuencia variable, donde un operador puede modificar la secuencia fácilmente.
4.- Robots regeneradores, donde el operador humano conduce el robot a través de la tarea.
5.- Robots de control numérico, donde el operador alimenta la programación del movimiento, hasta que se enseñe manualmente la tarea.
6.- Robots inteligentes, los cuales pueden entender e interactuar con cambios en el medio ambiente.
Los programas en el controlador del robot pueden ser agrupados de acuerdo al nivel de control que realizan.
1.- Nivel de inteligencia artificial, donde el programa aceptará un comando como "levantar el producto" y descomponerlo dentro de una secuencia de comandos de bajo nivel basados en un modelo estratégico de las tareas.
2.- Nivel de modo de control, donde los movimientos del sistema son modelados, para lo que se incluye la interacción dinámica entre los diferentes mecanismos, trayectorias planeadas, y los puntos de asignación seleccionados.
3.- Niveles de servosistemas, donde los actuadores controlan los parámetros de los mecanismos con el uso de una retroalimentación interna de los datos obtenidos por los sensores, y la ruta es modificada sobre la base de los datos que se obtienen de sensores externos. Todas las detecciones de fallas y mecanismos de corrección son implementadas en este nivel.
En la clasificación final se considerara el nivel del lenguaje de programación. La clave para una aplicación efectiva de los robots para una amplia variedad de tareas, es el desarrollo de lenguajes de alto nivel. Existen muchos sistemas de programación de robots, aunque la mayoría del software más avanzado se encuentra en los laboratorios de investigación. Los sistemas de programación de robots caen dentro de tres clases :
1.- Sistemas guiados, en el cual el usuario conduce el robot a través de los movimientos a ser realizados.
2.- Sistemas de programación de nivel-robot, en los cuales el usuario escribe un programa de computadora al especificar el movimiento y el sensado.
3.- Sistemas de programación de nivel-tarea, en el cual el usuario especifica la operación por sus acciones sobre los objetos que el robot manipula.
APLICACIONES
Cada robot lleva consigo su problemática propia y sus soluciones afines; no obstante que mucha gente considera que la automatización de procesos a través de robots está en sus inicios, es un hecho innegable que la introducción de la tecnología robótica en la industria, ya ha causado un gran impacto. En este sentido la industria Automotriz desempeña un papel preponderante.
Es necesario hacer mención de los problemas de tipo social, económicos e incluso político, que puede generar una mala orientación de robotización de la industria. Se hace indispensable que la planificación de los recursos humanos, tecnológicos y financieros se realice de una manera inteligente.
Por el contrario la Robótica contribuirá en gran medida al incremento de el empleo. ¿Pero, como se puede hacer esto? al automatizar los procesos en máquinas más flexibles, reduce el costo de maquinaria, y se produce una variedad de productos sin necesidad de realizar cambios importantes en la forma de fabricación de los mismo.
Esto originara una gran cantidad de empresas familiares (Micro y pequeñas empresas ) lo que provoca la descentralización de la industria.
INDUSTRIA
A continuación se hará una breve explicación de algunas de ellas.
APLICACIÓN DE TRANSFERENCIA DE MATERIAL
Las aplicaciones de transferencia de material se definen como operaciones en las cuales el objetivo primario es mover una pieza de una posición a otra. Se suelen considerar entre las operaciones más sencillas o directas de realizar por los robots. Las aplicaciones normalmente necesitan un robot poco sofisticado, y los requisitos de enclavamiento con otros equipos son típicamente simples.
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Estas aplicaciones son de manejos de material en las que el robot se utiliza para servir a una máquina de producción transfiriendo piezas a/o desde las máquinas. Existen tres casos que caen dentro de ésta categoría de aplicación:
Carga de máquinas. El robot debe de cargar la pieza de trabajo en bruto a los materiales en las máquinas, pero la pieza se extrae mediante algún otro medio. En una operación de prensado, el robot se puede programar para cargar láminas de metal en la prensa, pero las piezas acabadas se permite que caigan fuera de la prensa por gravedad.
Descarga de máquinas. La máquina produce piezas acabadas a partir de materiales en bruto que se cargan directamente en la máquina sin la ayuda de robots. El robot descarga la pieza de la máquina. Ejemplos de ésta categoría incluyen aplicaciones de fundición de troquel y moldeado plástico.
La aplicación se tipifica mejor mediante una célula de trabajo con el robot en el centro que consta de la máquina de producción, el robot y alguna forma de entrega de piezas.
OPERACIONES DE PROCESAMIENTO
Por tanto la utilización de una herramienta para efectuar el trabajo es una característica distinta de este grupo de aplicaciones. El tipo de herramienta depende de la operación de procesamiento que se realiza.
Soldadura por puntos.
Como el término lo sugiere, la soldadura por puntos es un proceso en el que dos piezas de metal se soldan en puntos localizados al hacer pasar una gran corriente eléctrica a través de las piezas donde se efectúa la soldadura.
Soldadura por arco continua.
La soldadura por arco es un proceso de soldadura continua en oposición a la soldadura por punto que podría llamarse un proceso discontinuo. La soldadura de arco continua se utiliza para obtener uniones largas o grandes uniones soldadas en las cuales, a menudo, se necesita una cierre hermético entre las dos piezas de metal que se van a unir. El proceso utiliza un electrodo en forma de barra o alambre de metal para suministrar la alta corriente eléctrica de 100 a 300 amperes.
Recubrimiento con spray
La mayoría de los productos fabricados de materiales metálicos requieren de alguna forma de acabado de pintura antes de la entrega al cliente. La tecnología para aplicar estos acabados varia en la complejidad desde métodos manuales simples a técnicas automáticas altamente sofisticadas. Se dividen los métodos de recubrimiento industrial en dos categorías:
1.- Métodos de recubrimiento de flujo e inmersión.
2.- Métodos de recubrimiento al spray.
Los métodos de recubrimiento mediante flujo de inmersión se suelen considerar que son métodos de aplicar pintura al producto de baja tecnología. La inmersión simplemente requiere sumergir la pieza o producto en un tanque de pintura liquida.
OTRAS OPERACIONES DE PROCESO
Taladro, acanalado, y otras aplicaciones de mecanizado.
Rectificado, pulido, desbarbado, cepillado y operaciones similares.
Remachado,
Corte por chorro de agua.
Taladro y corte por láser.
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Los robots están encontrando un gran número de aplicaciones en los laboratorios. Llevan acabo con efectividad tareas repetitivas como la colocación de tubos de pruebas dentro de los instrumentos de medición. En ésta etapa de su desarrollo los robots son utilizados para realizar procedimientos manuales automatizados. Un típico sistema de preparación de muestras consiste de un robot y una estación de laboratorio, la cual contiene balanzas, dispensarios, centrifugados, racks de tubos de pruebas, etc.
Los fabricantes de estos sistemas mencionan tener tres ventajas sobre la operación manual: incrementan la productividad, mejoran el control de calidad y reducen la exposición del ser humano a sustancias químicas nocivas.
Las aplicaciones subsecuentes incluyen la medición del pH, viscosidad, y el porcentaje de sólidos en polímeros, preparación de plasma humano para muestras para ser examinadas, calor, flujo, peso y disolución de muestras para presentaciones espectromáticas.
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La tecnología robótica encontró su primer aplicación en la industria nuclear con el desarrollo de teleoperadores para manejar material radiactivo. Los robots más recientes han sido utilizados para soldar a control remoto y la inspección de tuberías en áreas de alta radiación. El accidente en la planta nuclear de Three Mile Island en Pennsylvania en 1979 estimuló el desarrollo y aplicación de los robots en la industria nuclear. El reactor numero 2 (TMI-2) predio su enfriamiento, y provocó la destrucción de la mayoría del reactor, y dejo grandes áreas del reactor contaminadas, inaccesible para el ser humano. Debido a los altos niveles de radiación las tareas de limpieza solo eran posibles por medios remotos. Varios robots y vehículos controlados remotamente han sido utilizados para tal fin en los lugares donde ha ocurrido una catástrofe de este tipo. Ésta clase de robots son equipados en su mayoría con sofisticados equipos para detectar niveles de radiación, cámaras, e incluso llegan a traer a bordo un minilaboratorio para hacer prueba.
AGRICULTURA
Para compensar el tamaño entre la oveja real y el modelo, se tiene un conjunto de sensores que registran la información de la respiración del animal como de su mismo tamaño, ésta es mandada a una computadora que realiza las compensaciones necesarias y modifica la trayectoria del cortador en tiempo real.
Debido a la escasez de trabajadores en los obradores, se desarrolla otro proyecto, que consiste en hacer un sistema automatizado de un obrador, el prototipo requiere un alto nivel de coordinación entre una cámara de vídeo y el efector final que realiza en menos de 30 segundos ocho cortes al cuerpo del cerdo.
Por su parte en Francia se hacen aplicaciones de tipo experimental para incluir a los robots en la siembra, y poda de los viñedos, como en la pizca de la manzana.
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ESPACIO
La exploración espacial posee problemas especiales para el uso de robots. El medio ambiente es hostil para el ser humano, quien requiere un equipo de protección muy costoso tanto en la Tierra como en el Espacio. Muchos científicos han hecho la sugerencia de que es necesario el uso de Robots para continuar con los avances en la exploración espacial; pero como todavía no se llega a un grado de automatización tan precisa para ésta aplicación, el ser humano aún no ha podido ser reemplazado por estos. Por su parte, son los teleoperadores los que han encontrado aplicación en los transbordadores espaciales.
Algunas investigaciones están encaminadas al diseño, construcción y control de vehículos autónomos, los cuales llevarán a bordo complejos laboratorios y cámaras muy sofisticadas para la exploración de otros planetas.
En Noviembre de 1970 los Rusos consiguieron el alunizaje del Lunokhod 1, el cual poseía cámaras de televisión, sensores y un pequeño laboratorio, era controlado remotamente desde la tierra.
En Julio de 1976, los Norteamericanos aterrizaron en Marte el Viking 1, llevaba abordo un brazo robotizado, el cual recogía muestras de piedra, tierra y otros elementos las cuales eran analizados en el laboratorio que fue acondicionado en el interior del robot. Por supuesto también contaba con un equipo muy sofisticado de cámaras de vídeo.
VEHÍCULOS SUBMARINOS
Dos eventos durante el verano de 1985 provocaron el incremento por el interés de los vehículos submarinos. En el primero - Un avión de la Air Indian se estrelló en el Océano Atlántico cerca de las costas de Irlanda - un vehículo submarino guiado remotamente, normalmente utilizado para el tendido de cable, fue utilizado para encontrar y recobrar la caja negra del avión. El segundo fue el descubrimiento del Titanic en el fondo de un cañón, donde había permanecido después del choque con un iceberg en 1912, cuatro kilómetros abajo de la superficie. Un vehículo submarino fue utilizado para encontrar, explorar y filmar el hallazgo.
En la actualidad muchos de estos vehículos submarinos se utilizan en la inspección y mantenimiento de tuberías que conducen petróleo, gas o aceite en las plataformas oceánicas; en el tendido e inspección del cableado para comunicaciones, para investigaciones geológicas y geofísicas en el suelo marino.
La tendencia hacia el estudio e investigación de este tipo de robots se incrementará a medida que la industria se interese aún más en la utilización de los robots, sobra mencionar los beneficios que se obtendrían si se consigue una tecnología segura para la exploración del suelo marino y la explotación del mismo.
EDUCACIÓN
Los robots están apareciendo en los salones de clases de tres distintas formas. Primero, los programas educacionales utilizan la simulación de control de robots como un medio de enseñanza. Un ejemplo palpable es la utilización del lenguaje de programación del robot Karel, el cual es un subconjunto de Pascal; este es utilizado por la introducción a la enseñanza de la programación.
El segundo y de uso más común es el uso del robot tortuga en conjunción con el lenguaje LOGO para enseñar ciencias computacionales. LOGO fue creado con la intención de proporcionar al estudiante un medio natural y divertido en el aprendizaje de las matemáticas.
En tercer lugar está el uso de los robots en los salones de clases. Una serie de manipuladores de bajo costo, robots móviles, y sistemas completos han sido desarrollados para su utilización en los laboratorios educacionales. Debido a su bajo costo muchos de estos sistemas no poseen una fiabilidad en su sistema mecánico, tienen poca exactitud, no existen los sensores y en su mayoría carecen de software.
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Las ventas anuales para robots industriales han ido creciendo en Estados Unidos a razón del 25% de acuerdo a estadísticas del año 1981 a 1992. El incremento de ésta tasa se debe a factores muy diversos. En primer lugar, hay más personas en la industria que tienen conocimiento de la tecnología y de su potencial para sus aplicaciones de utilidad. En segundo lugar, la tecnología de la robótica mejorará en los próximos años de manera que hará a los robots más amistosos con el usuario, más fáciles de interconectar con otro hardware y más sencillos de instalar.
La robótica es una tecnología con futuro y también para el futuro. Si continúan las tendencias actuales, y si algunos de los estudios de investigación en el laboratorio actualmente en curso se convierten finalmente en una tecnología factible, los robots del futuro serán unidades móviles con uno o más brazos, capacidades de sensores múltiples y con la misma potencia de procesamiento de datos y de cálculo que las grandes computadoras actuales. Serán capaces de responder a ordenes dadas con voz humana. Así mismo serán capaces de recibir instrucciones generales y traducirlas, con el uso de la inteligencia artificial en un conjunto específico de acciones requeridas para llevarlas a cabo. Podrán ver, oír, palpar, aplicar una fuerza media con precisión a un objeto y desplazarse por sus propios medios. En resumen, los futuros robots tendrían muchos de los atributos de los seres humanos. Es difícil pensar que los robots llegarán a sustituir a los seres humanos en el sentido de la obra de Carel Kapek, Robots Universales de Rossum. Por el contrario, la robótica es una tecnología que solo puede destinarse al beneficio de la humanidad. Sin embargo, como otras tecnologías, hay peligros potenciales implicados y deben establecerse salvaguardas para no permitir su uso pernicioso.
El paso del presente al futuro exigirá mucho trabajo de ingeniería mecánica, ingeniería electrónica, informática, ingeniería industrial, tecnología de materiales, ingenierías de sistemas de fabricación y ciencias sociales.
HISTORIA Y DESARROLLO DE LA ELECTROMECANICA
Definición de la electromecánica
La ingeniería electromecánica estudia los sistemas electromecánicos, con base en las matemáticas, las ciencias naturales y la tecnología para crear tecnofactos y sistemas electromecánicos útiles para la humanidad, que hagan viable y grata su supervivencia en el planeta.
Historia
A finales del siglo XVII Otto Von Guericke logró establecer que existían dos tipos de electricidad; en el siglo XVIII fueron ideados: El electroscopio en 1705, la botella de Leyden (condensador experimental) en 1745, y el pararrayos en 1752. Una serie de inventos caracterizaron dicha época y Facilitaron el proceso de industrialización, entre los cuales los más importantes fueron: La hiladora Jenny (1770); La Lanzadera mecánica (1773); El telar mecánico (1787) y La Máquina de Vapor (1769). Esos eventos decretaron de manera definitiva, el surgimiento de la Ingeniería Mecánica y dela Ingeniería Industrial. Michael Faraday definió la inducción electromagnética con un sencillo experimento mediante el cual descubrió que una corriente podía ser inducida en un alambre con solo moverlo sobre un campo magnético (1831). Basados en esteprincipio se fabricaron los motores y dinamos eléctricos. Había Nacido La Ingeniería Eléctrica.
En consecuencia, a finales del pasado siglo el auge de la electricidad era tal que ya existían muchas ciudades y edificaciones con alumbrado público. En las industrias las maquinas eléctricas reemplazaron las maquinas de vapor, lo cual garantizaba una mayor eficiencia productiva, contribuyendo al desarrollo industrial. Por otra parte, los fenómenos electromagnéticos se conocen desde el siglo VI a.c. gracias a los experimentos de Tales de Mileto, y el termino electricidad (del griego Elektrón que significa ámbar) que fue introducido por el Ingles Gilbert de Colchester, quien fue el primero en estudiar sistemáticamente los fenómenos eléctricos. Al inicio, los "repetidores" surgieron con la telegrafía y eran dispositivos electromecánicos usados para regenerar señales telegráficas. El conmutador telefónico de barras cruzadas es un dispositivo electromecánico para llamadas de conmutación telefónica. Inicialmente fueron ampliamente instalados en los años 1950s en Estados Unidos e Inglaterra, yluego se expandieron rápidamente al resto del mundo. Reemplazaron a los diseños anteriores, como el conmutador Strowger, en grandes instalaciones. Nikola Tesla, uno de los más grandes ingenieros de la historia, fue el precursor del campo de la electromecánica. Paul Nipkow propuso y patentó el primer sistema electromecánico de televisión en 1885. Las máquinas de escribir eléctricas se desarrollaron hasta los años 80 como "máquinas de escribir asistidas por energía". Estas máquinas contenían un único componente eléctrico, el motor. Mientras que antiguamente la pulsación de una tecla movía directamente una palanca de metal con el tipo deseado, con estas máquinas eléctricas las teclas enganchaban diversos engranajes mecánicos que dirigían la energía mecánica desde el motor a las palancas de escritura. Esto mismo ocurría con la posteriormente desarrollada IBM Selectric. En los años 40 se desarrolló en los laboratorios Bell la computadora Bell Model V. Se trataba de un gran aparato electromecánico basado en relés con tiempos de ciclo del orden de segundos. En 1968 la compañía estadounidense Garrett Systems fue invitada a producir una computadora digital para competir con los sistemas electromecánicos que se estaban desarrollando entonces para la computadora principal de control de vuelo del nuevo avión de combate F-14 Tomcat de la Marina americana.
Nikola Tesla: 10 de julio de 1856 –Nueva York, 7 de enero de 1943) fue un inventor,ingeniero mecánico e ingeniero eléctrico de origen serbio y el promotor más importante del nacimiento de la electricidad comercial. Se le conoce, sobre todo, por sus numerosas y revolucionarias invenciones en el campo del electromagnetismo, desarrolladas a finales del siglo XIX y principios del siglo XX. Las patentes de Tesla y su trabajo teórico formaron las bases de los sistemas modernos de potencia eléctrica por corriente alterna (CA), incluyendo el sistema polifásico de distribución eléctrica y el motor de corriente alterna, que tanto contribuyeron al nacimiento de la Segunda Revolución Industrial.
Desarrollo
En la actualidad la electromecánica y su prima hermana mecatrónica son fundamentales tanto para la industria como para la vida cotidiana con la innovación de sistemas de trasporte, sistemas de manufactura, maquinas de control numérico, nano máquinas y por supuesto robots. Hoy en día se toma a la mecatrónica como una carrera tanto tecnológica como ingeniera que a la vez une la carrera de mecánica, de electrónica y algunas cosas de informática; los expertos dicen que tiene un enfoque basado en un sistema de comunicación abierto que vemos cada día que crean diseños vanguardistas.
El ámbito de desarrollo del Ingeniero Electromecánico serán todos aquellos lugares donde pueda desarrollarse el profesional según sus características.
Campo de trabajo:
Campo de trabajo:
Se mencionan algunas opciones donde el Ingeniero Electromecánico puede laborar:
· Plantas termoeléctricas e hidroeléctricas.
· Industrias: Alimenticia, Textil, Minera, Metal- Mecánica, Siderúrgica, etc.
· Empresa de Diseño Industrial.
· Secretaría de recursos hidráulicos, planeación urbana, etc.
· Maquiladoras.
· Hospitales.
· Instituciones Educativas y de Investigación tecnológica.
Ámbitos de desarrollo de la profesión en el ámbito social
El éxito de las empresas, actualmente está dado por la formación de equipos de trabajo y la capacidad de la organización de adaptarse a los cambios. Además se debe considerar que dentro de las competencias individuales de los miembros en los equipos de trabajo se incluyen: iniciativa - motivación de logro y adaptabilidad; influencia - capacidad para liderar equipos y conciencia política - y empatía - confianza en uno mismo y capacidad de alentar el desarrollo de los demás.
Por otro lado, se debe contar con un buen Plan Estratégico, que incluya adecuados modelos de Gestión, conocimiento del entorno y una claridad de los objetivos a Largo Plazo. Por consiguiente se requiere, mayor profesionalización de las organizaciones, (y sobre todo de quienes las dirigen) que apoye su declaración de Visión y Misión.
Por otro lado, se debe contar con un buen Plan Estratégico, que incluya adecuados modelos de Gestión, conocimiento del entorno y una claridad de los objetivos a Largo Plazo. Por consiguiente se requiere, mayor profesionalización de las organizaciones, (y sobre todo de quienes las dirigen) que apoye su declaración de Visión y Misión.
Enviado por Lilia, febrero 2010
Practicas predominantes y emergentes de la profesión en el contexto internacional, nacional y local
Un ingeniero en electromecánica, a nivel internacional, nacional e incluso local debe de estar capacitado para:
-Desarrollar mecanismos inteligentes en el entorno de su realidad biológica, física y social, con juicio crítico y respeto a la biodiversidad, pluralidad de pensamiento y cuidado del ambiente.
-Resolver problemas del entorno con bases científicas, juicio crítico, convicción ética y creatividad.
-Comunicar de manera eficiente su pensamiento y proyectos.
-Analizar e insertarse en el mercado de trabajo con actitud autocrítica, creativa y ética, para lograr liderazgo en su campo profesional.
-Resolver problemas profesionales de forma interdisciplinaria a partir de su formación basada en la intersección de tres especialidades de la ingeniería: Mecánica, Electrónica y Computación.
-Concebir, diseñar, adaptar, planificar y dirigir la fabricación de productos Inteligentes, con mecanismos de precisión; controlados por dispositivos electrónicos programables; con una relación inteligente con el medio y el humano.
-Desarrollar mecanismos inteligentes en el entorno de su realidad biológica, física y social, con juicio crítico y respeto a la biodiversidad, pluralidad de pensamiento y cuidado del ambiente.
-Resolver problemas del entorno con bases científicas, juicio crítico, convicción ética y creatividad.
-Comunicar de manera eficiente su pensamiento y proyectos.
-Analizar e insertarse en el mercado de trabajo con actitud autocrítica, creativa y ética, para lograr liderazgo en su campo profesional.
-Resolver problemas profesionales de forma interdisciplinaria a partir de su formación basada en la intersección de tres especialidades de la ingeniería: Mecánica, Electrónica y Computación.
-Concebir, diseñar, adaptar, planificar y dirigir la fabricación de productos Inteligentes, con mecanismos de precisión; controlados por dispositivos electrónicos programables; con una relación inteligente con el medio y el humano.
Estefanía salinas, 19 septiembre 2011
Sectores productivos y de servicios del entorno a fines de la profesión
Entre sus principales actividades están:
- Diseñar, fabricar y establecer equipos y sistemas de producción en la micro y la pequeña industria.
- Elaborar y manufacturar herramental, componentes y refacciones para la automatización y la robotización de procesos y líneas de producción, en la mediana industria.
- Diseñar, operar plantas y líneas de producción, además de adaptar, asimilar y generar tecnologías de punta, en un gran número de industrias.
- Planear, diseñar, controlar, construir y mantener máquinas, dispositivos, instalaciones mecánicas, electromecánicas y sistemas de manufactura.
- Controlar procesos mecánicos de fabricación, generación y transformación de energía y mejoramiento ambiental.
- Simular modelos que solucionen problemas de Ingeniería Mecánica, mediante el uso de computadoras.
- Diseñar e implantar sistemas de automatización y robotización de procesos y líneas de producción en la industria en general.
Diseñar equipo de bioingeniería utilizando mecánica de precisión y electrónica de control.
Diseño y mejora de productos electromecánicos.
Desarrollo de investigación en las áreas de la electromecánica.
Modernización del sector productivo y de servicios.
HISTORIA DE LA ELECTRICIDAD
Tales de Mileto (624-543 a. C.)
Fue un filosofo griego, fundador de la escuela jónica, considerado como uno de los siete sabios de Grecia.
Desde el punto de vista de la electricidad, fue el primero en descubrir que si se frota un trozo de ámbar, este atrae objetos más livianos, y aunque no llego a definir que era debido a la distribución de cargas, si creía que la electricidad residía en el objeto frotado.
De aquí se ha derivado el término electricidad, proveniente de la palabra elektron, que en griego significa ámbar, y que la empezó a emplear hacia el año 1600 d. C., el físico y médico ingles Willian Gilbert, cuando encontró esta propiedad en otros muchos cuerpos.
Willian Gilbert (1544-1603)
Este físico y médico de la reina Isabel I de Inglaterra, es a quien se le atribuye realmente el descubrimiento de la electricidad, en un primer estudio científico sobre los fenómenos eléctricos que realizo hacia el año 1600, donde además y por primera vez aplico el término eléctrico ( proveniente del griego elektron, que significa ámbar) a la fuerza que ejercen algunas substancias al ser frotadas.
Este científico verifico que muchas substancias se comportaban como el ámbar al ser frotadas, atrayendo objetos livianos, mientras que otras no ejercían atracción alguna, aplicando el término eléctrica a la fuerza que ejercían estas substancias una vez frotadas. Clasificó dichas substancias: llamando a las primeras cuerpos eléctricos (actualmente aislantes) y a las segundas aneléctricos (actualmente conductores).
Fue el primero en realizar experimentos de electrostática y magnetismo, y quizás su aportación más importante a la ciencia fue la de demostrar experimentalmente el magnetismo terrestre. También fue el primero en emplear los términos "energía eléctrica", "atracción eléctrica" o "polo magnético". Su obra "The Magnete" fue la primer obra científica escrita en Inglaterra.
Otto von Guericke (1602-1686)
Este físico alemán, nacido en Magdenburgo, fue el creador de la primera máquina electrostática capaz de producir una descarga eléctrica, allá por el año 1672. Esta máquina estaba formada por una esfera de azufre movida por una manivela, sobre la cual se inducía una carga al apoyar una mano sobre ella.
Este científico se dedicó también al estudio de la presión atmosférica, inventando la primera bomba de aire. También demostró la existencia de la presión atmosférica, por el medio de los denominados hemisferios de Magdeburgo. Y como hombre polifacético de su tiempo también se dedico a la astronomía, principalmente en el estudio de la predicción de la aparición periódica de los cometas.
Stephen Gray (1666-1736)
Este físico ingles estudio principalmente la conductibilidad de los cuerpos y, después de muchos experimentos, fue el primero en transmitir electricidad a través de un conductor en 1729. Experimentos que realizó junto a Jean Desaguliers, y que la primera vez consistió en electrificar un corcho, conectado al uno de los extremos de un hilo metálico, de mas de 200 m de longitud, por medio de un tubo de vidrio, previamente electrificado por frotación, que aplicó al otro extremo del conductor.
En sus experimentos también descubrieron que para que la electricidad, o los efluvios o virtud eléctrica, como ellos lo llamaron, pudiera circular por el conductor, este tenia que estar aislado de tierra. Posteriormente se dedico también al estudio de otras formas de transmisión de la electricidad, que él seguía denominando efluvios eléctricos .
Mas adelante, junto con los científicos G. Wheler y J Godfrey, efectuó la clasificación de los materiales en eléctricamente conductores y aislantes.
Charles Francois de Cisternay Du Fay (1698-1739)
Enterado de los trabajos de Gray este científico francés, al enterarse de los trabajos de Stephen Gray, dedico su corta vida al estudio de los fenómenos eléctricos. Du Fay, entre otros muchos experimentos, observo que una lámina de oro siempre era repelida por una barra de vidrio electrificada.
Publico sus trabajos en 1733 siendo el primero en identificar la existencia de dos tipos de cargas eléctricas (las denominadas hoy en día positiva y negativa), que él denomino carga vitria y carga resinosa, debido a que ambas se manifestaban: de una forma al frotar, con un paño de seda, el vidrio ( carga positiva) y de forma distinta al frotar, con una piel, algunas substancias resinosas como el ámbar o la goma, (carga negativa).
Benjamín Franklin (1706-1790)
Este polifacético norteamericano: político, impresor, editor y físico, investigo los fenómenos eléctricos e invento el pararrayos. Desarrollo una teoría según la cual la electricidad era un fluido único existente en toda materia y califico a las substancias en eléctricamente positivas y eléctricamente negativas, de acuerdo con el exceso o defecto de ese fluido.
Confirmo también que las tormentas eran fenómenos de tipo eléctrico y demostró, por medio de su celebre cometa, que los rayos eran descargas eléctricas de tipo electrostático.
Desde el punto de vista política este hombre se dedico a difundir la cultura y los servicios públicos, dirigió el periódico Pensylvania Gazette, fue representante diplomático en Londres y Paris, participo en las negociaciones de paz entre Inglaterra y las colonias americanas en la guerra de la independencia y fue delegado de la comisión encargada de redactar la Constitución norteamericana, siendo históricamente una de las mas grandes figuras políticas de su país.
Joseph Priestley (1733-1804)
Este teólogo, químico y gran hombre de ciencia británico, aisló y describió varios gases, (entre ellos el oxígeno) y esta considerado como uno de los fundadores de la química moderna.
Aunque su formación estaba orientada para que fuera ministro de la Iglesia de los Disidentes que comprendía varias iglesias separadas de la Iglesia de Inglaterra, de la que fue ordenado en 1762; Priestley fue animado a dirigir experimentos sobre la nueva ciencia de la electricidad por el estadista y científico estadounidense Benjamín Franklin, a quien conoció en Londres en 1766. Como fruto de estos experimentos, Priestley escribió al año siguiente la Historia de la electricidad. Entre sus importantes descubrimientos está que el carbón de leña es un conductor de la electricidad.
Durante los experimentos que Priestley realizó, descubrió el oxígeno y describió su función en la combustión y en la respiración de los seres vivos, aunque no fue totalmente consciente de la importancia que su descubrimiento tendría en el futuro. Priestley también aisló y describió las propiedades de muchos otros gases, como el amoníaco, óxido nitroso, dióxido de azufre y monóxido de carbono.
Charles Augustin de Coulomb (1736-1806)
Este físico e ingeniero francés, nacido en Angulema fue el primero en establecer las leyes cuantitativas de la electrostática, además de realizar muchas investigaciones sobre: magnetismo, rozamiento y electricidad.
En el año 1758 ingresó en el cuerpo de ingenieros militares, y en 1784 fue nombrado miembro de la Academia de Ciencias, pero al empezar la revolución francesa, en 1789, se retiro de todos sus cargos públicos y militares, para dedicarse por entero a la investigación. Sus investigaciones científicas están recogidas en siete memorias, en las que expone teóricamente los fundamentos del magnetismo y de la electrostática.
En 1777 inventó la balanza de torsión para medir la fuerza de atracción o repulsión que ejercen entre si dos cargas eléctricas, y estableció la función que liga esta fuerza con la distancia. Con este invento, culminado en 1785, Coulomb pudo establecer el principio, que rige la interacción entre las cargas eléctricas, actualmente conocido como ley de Coulomb: F = k (q q') / d2.
Coulomb también estudio la electrización por frotamiento y la polarización, e introdujo el concepto de momento magnético. También colaboró en la planificación del sistema métrico decimal de pesas y medidas. La unidad de medida de carga eléctrica, el culombio, recibió este nombre en su honor.
Luigi Galvani (1737-1798)
A este médico y físico italiano famoso por sus investigaciones sobre los efectos de la electricidad en los nervios y músculos de los animales, le debe la ciencia el descubrimiento de los efectos de la electricidad, sobre la acción fisiológica en los seres vivos, al descubrir accidentalmente, y con la colaboración de su esposa Lucia, que las patas de una rana se contraían, al tocarlas con un objeto cargado de electricidad.
De sus discusiones con el otro gran científico italiano de su época, Alessandro Volta, sobre la naturaleza de los fenómenos fisiológicos observados, surgió la construcción de la primera pila, o aparato para producir corriente eléctrica continua, llamado pila de Volta. Su nombre sigue asociándose actualmente con la electricidad en los términos galvanismo y galvanización.
Alessandro Volta (1745-1827)
Este físico italiano, nació en Como, estudió allí, y llego a ser profesor de física en la Escuela Regia de su ciudad natal. Es conocido sobre todo por la pila que lleva su nombre (construida por empilado de láminas de cinc, papel y cobre), aunque dedico la mayor parte de su vida al estudio de los fenómenos eléctricos. Invento también: el electróforo, el electrómetro y el eudiómetro.
En 1775 inventó el electróforo, un instrumento que producía cargas de electricidad estática. Los dos años siguientes se dedicó a la química, y mas adelante estudió la electricidad atmosférica e ideó experimentos como la ignición de gases mediante una chispa eléctrica en un recipiente cerrado Fue profesor de física en la Universidad de Pavía, cátedra que ocupó durante 25 años. Hacia 1800 había desarrollado la llamada pila de Volta, precursora de la batería eléctrica. Escribió numerosos tratados científicos y por su trabajo en el campo de la electricidad, Napoleón le nombró conde en 1801. La unidad de tensión eléctrica o fuerza electromotriz, conocida como voltio, recibió ese nombre en su honor.
André Marie Ampere (1775-1836)
Este físico y matemático francés, nacido cerca de Lyon, es conocido por sus importantes aportaciones al estudio de la corriente eléctrica y el magnetismo, que constituyeron, junto con los trabajos del danés Hans Chistian Oesterd, al desarrollo del electromagnetismo.
Sus teorías e interpretaciones sobre la relación entre electricidad y magnetismo se publicaron en 1822, en su Colección de observaciones sobre electrodinámica y en 1826, en su Teoría de los fenómenos electrodinámicos.
Ampere descubrió las leyes que hacen posible el desvío de una aguja magnética por una corriente eléctrica, lo que hizo posible el funcionamiento de los actuales aparatos de medida. Descubrió las acciones mutuas entre corrientes eléctricas, al demostrar que dos conductores paralelos por los que circula una corriente en el mismo sentido, se atraen, mientras que si los sentidos de la corriente son opuestos, se repelen. La unidad de intensidad de corriente eléctrica, el amperio, recibe este nombre en su honor.
Hans Chistian Oesterd (1777-1851)
Este físico y químico danés, nacido en Rudköbing, estudió en la Universidad de Copenhague, fue profesor de física en esa universidad y de la Escuela Politécnica, y un gran estudioso del electromagnetismo.
En 1813 ya predijo la existencia de los fenómenos electromagnéticos, lo cual no demostró hasta 1819, junto con Ampere, cuando descubrió la desviación de una aguja imantada al ser colocada en dirección perpendicular a un conductor, por el que circula una corriente eléctrica, demostrando así la existencia de un campo magnético en torno a todo conductor atravesado por una corriente eléctrica, e iniciándose de ese modo el estudio del electromagnetismo.
Se cree que también fue el primero en aislar el aluminio, por electrólisis, en 1825, y en 1844 publicó su Manual de física mecánica.
Georg Simón Ohm (1787-1854)
Este físico alemán, conocido principalmente por su investigación sobre las corrientes eléctricas, nació en Erlangen, en cuya universidad estudió. Fue Profesor de matemáticas y física en una escuela militar de Berlín y director del Instituto Politécnico de Nuremberg y, después de sufrir muchas críticas en su país, mientras su fama se extendía fuera de Alemania, fue, en 1849, nombrado catedrático de física experimental en la Universidad de Munich, puesto que ejerció hasta su muerte.
Estudio la relación que existe entre la intensidad de una corriente eléctrica, su fuerza electromotriz y la resistencia, formulando en 1827 la ley que lleva su nombre (Ley de Ohm: U = I R). También se interesó por la acústica, la polarización de las pilas y las interferencias luminosas. La unidad de resistencia eléctrica, el ohmio, recibe este nombre en su honor.
Samuel Finley Breese Morse (1791-1872)
Este pintor e inventor estadounidense, es principalmente conocido por la invención del telégrafo eléctrico y del código que lleva su nombre.
Nació en Charlestown (Massachusetts), y estudió en el Colegio de Yale (actual Universidad de Yale). Estudió pintura en Londres y se convirtió en un retratista y escultor de éxito. En 1825 colaboró en la fundación de una sociedad de bellas artes, que mas tarde sería la Academia Nacional de Dibujo, en la ciudad de Nueva York convirtiendose al año siguiente en su primer presidente.
Enterado por aquella época, de los descubrimientos del francés André Marie Ampere, sobre la corriente eléctrica y el magnetismo, comenzó a interesarse por los experimentos químicos y eléctricos, dedicándose durante varios años a la puesta a punto del telégrafo, efectuando en 1837 y con gran éxito las primeras pruebas. También inventó un alfabeto, que representa las letras y números por una serie de puntos y rayas, (conocido actualmente como código Morse) para poder utilizar su telégrafo.
En el año 1843, el Congreso de los Estados le asignó 30.000 dólares para que construyera la primera línea de telégrafo entre Washington y Baltimore, y el 24 de mayo de 1844 Morse envió su ya famoso y primer mensaje: "¿Que nos ha traido Dios?". Fue objeto de muchos honores, y en sus últimos años se dedicó a experimentar con la telegrafía submarina por cable.
Michael Faraday (1791-1867)
Este físico y químico inglés, que fue discípulo del químico Humphry Davy, es conocido principalmente por su descubrimiento de la inducción electromagnética, que ha permitido la construcción de generadores y motores eléctricos, y de las leyes de la electrólisis; por lo que es considerado como el verdadero fundador del electromagnetismo y de la electroquímica.
Faraday nació en Newington, era hijo de un herrero, por lo cual recibió escasa formación. Mientras trabajaba de aprendiz con un encuadernador de Londres, leyó libros sobre temas científicos y realizo experimentos con la electricidad. En 1812, después de asistir a las conferencias de Humphry Davy, este contrató a Faraday como ayudante en su laboratorio químico de la Royal Institution y al año siguiente le llevó con él a un largo viaje por Europa. En 1824 Faraday entró en la Royal Society, único honor que acepto en su vida, y al año siguiente fue nombrado director del laboratorio de la Royal Institution. Faraday realizó sus primeras investigaciones en el campo de la química bajo la dirección de Davy, descubriendo el benceno.
Sin embargo, las investigaciones que convirtieron a Faraday en el primer científico de su época las realizó, como ya se menciono al principio, en los campos de la electricidad y el magnetismo. En 1831 trazó el campo magnético alrededor de un conductor por el que circula una corriente eléctrica, ya descubierto por Oersted, y ese mismo año descubrió la inducción electromagnética, demostró la inducción de una corriente eléctrica por otra, e introdujo el concepto de líneas de fuerza, para representar los campos magnéticos.
Durante este mismo periodo, investigó sobre la electrólisis y descubrió las dos leyes fundamentales que llevan su nombre: 1ª) La masa de sustancia liberada en una electrólisis es directamente proporcional a la cantidad de electricidad que ha pasado a través del electrólito [masa = equivalente electroquímico, por la intensidad y por el tiempo (m = c I t)]; 2ª) Las masas de distintas sustancia liberadas por la misma cantidad de electricidad son directamente proporcionales a sus pesos equivalentes.
Faraday escribió muchas obras y artículos para publicaciones especializadas, destacando entre ellos: Manipulación química, 1827; Investigaciones experimentales en electricidad, 1855;Investigaciones experimentales en física y química, 1859; La historia química de una bujía, 1861. La unidad de capacitancia, el faradio, recibe este nombre en su honor.
Charles Wheatstone (1802-1875)
Este físico e inventor inglés, es especialmente conocido por ser el primero en aplicar el circuito eléctrico que lleva su nombre (puente de Wheatstone), para medir resistencias eléctricas. Nació en Gloucester y trabajó de aprendiz con su tío, constructor de instrumentos musicales de Londres. Mas adelante heredó el negocio y en 1829 inventó la concertina (especie acordeón).
Fue un autodidacta en el campo de la ciencia, se convirtió en profesor de filosofía experimental de la Universidad de Londres en 1834. En colaboración con el ingeniero William Fothergill Cooke, patentó en 1837 el primer telégrafo eléctrico británico, coincidiendo en el tiempo con el inventado por Morse. Charles Wheatstone invento además: el instrumento óptico para ver las fotografías en tres dimensiones, llamado estereoscopio, un telégrafo automático y un péndulo electromagnético. En 1868 fue nombrado sir.
Heinrich Friederich Lenz (1804-1865)
Este físico estonio, que estudio en la universidad de Dorpat y llego a ser profesor de la de San Petersburgo, es conocido principalmente por formular la ley de la oposición de las corrientes inducidas que lleva su nombre, y que enuncio en 1833. Ley de Lenz: El sentido de las corrientes o fuerza electromotriz inducida es tal que se opone siempre a la causa que la produce, o sea, a la variación del flujo.
Realizo también importantes investigaciones sobre la conductividad de los cuerpos, en relación con su temperatura, descubriendo en 1843 la relación entre ambas, lo que luego fue ampliado y desarrollado por James Prescott Joule, por lo que pasaría a llamarse "Ley de Joule".
James Prescott Joule (1818-1889)
Este físico ingles, nacido en Salford, es conocido principalmente por sus estudios sobre: la energía y sus aplicaciones técnicas, el efecto calorífico producido por la corriente eléctrica y sobretodo por la formulación de la ley que lleva su nombre, y que dice así. Ley de Joule: Todo cuerpo conductor recorrido por una corriente eléctrica, desprende una cantidad de calor equivalente al trabajo realizado por el campo eléctrico, para transportar las cargas de un extremo a otro del conductor: Q = 0,24 R I2t.
Fue uno de los más notables científicos de su época, discípulo de Dalton, estudio y demostró experimentalmente la equivalencia mecánica del calor, determinó también la relación numérica entre las energías térmica y mecánica, y junto con su compatriota, el físico William Thomson (conocido posteriormente como lord Kelvin), Joule descubrió que la temperatura de un gas desciende cuando se expande sin realizar ningún trabajo. Este fenómeno, que se conoce como efecto Joule-Thomson, es la base a la refrigeración. También, alrededor de 1841, y junto con el científico alemán Hermann von Helmholtz, demostró que la electricidad es una forma de energía y que los circuitos eléctricos cumplen la ley de la conservación de la energía.
Joule recibió muchos honores de universidades y sociedades científicas de todo el mundo. SusEscritos científicos se publicaron en 1885 y en 1887. La unidad de energía denominadaJulio(equivale a 1 vatio segundo) recibe este nombre en su honor;
León Foucault (1819-1868)
Este físico francés, nacido en París, invento el giroscopio, demostró la rotación de la tierra, mediante su famoso péndulo y midió la velocidad de la luz, mediante espejos giratorios. En el campo de la electricidad, se dedico al estudio del electromagnetismo y descubrió las corrientes que llevan su nombre.
Foucault fue uno de los primeros en demostrar la existencia de corrientes inducidas, parásitas, en los núcleos de circuitos magnéticos (hoy llamadascorrientes de Foucault en su honor).
Para la determinación de la velocidad de la luz trabajó con el físico francés Armand Fizeau e individualmente Foucault demostró, que la velocidad de la luz en el aire es mayor que en el agua. En 1851 hizo su famosa demostración de la rotación de la Tierra, suspendiendo un gran péndulo desde la cúpula del Panteón de París, demostrando con el movimiento del péndulo la rotación de la Tierra sobre su eje. También fue el creador de un método para medir la curvatura de los espejos telescópicos.
Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887)
Este físico alemán, nació en Königsberg (actualmente Kaliningrado, Rusia), y en el campo de la electricidad es conocido, principalmente, por haber formulado las dos leyes o reglas, que llevan su nombre, sobre la distribución de corrientes y tensiones en un circuito.
Fue profesor de física en las universidades de Breslau, Heidelberg y Berlín, y junto con los químicos alemanes Robert Wilhelm Bunsen y Joseph von Fraunhofer, fue de los primeros en desarrollar las bases teóricas y experimentales de la espectroscopia, desarrollando el espectroscopio moderno para el análisis químico. En 1860 Kirchhoff y Bunsen descubrieron el cesio y el rubidio mediante la espectroscopia. Kirchhoff también estudio el espectro solar y realizó importantes investigaciones sobre la transferencia de calor
Reglas de Kirchhoff: 1ª) La suma algebraica de las intensidades que concurren en un punto es igual a cero. 2ª) La suma algebraica de los productos parciales de intensidad por resistencia, en una malla, es igual a la suma algebraica de las fuerzas electromotrices en ella existentes, cuando la intensidad de corriente es constante.
James Clerk Maxwell (1831-1879)
Este físico y matemático escocés, nació en Edimburgo y estudió en las universidades de Edimburgo y Cambridge, fue profesor de física de las universidades de Aberdeen, Londres y Cambridge. Es especialmente conocido por sus estudios e investigaciones sobre la teoría cinética de los gases y el electromagnetismo. También se dedico a la investigación de la visión de los colores y los principios de la termodinámica, y formuló, teóricamente, que los anillos de Saturno estaban formados por materia disgregada.
Maxwell amplió las investigaciones que Michael Faraday había realizado sobre los campos electromagnéticos, demostrando la relación matemática entre los campos eléctricos y magnéticos, formulando las ecuaciones fundamentales del electromagnetismo, que relacionan el campo eléctrico y el magnético para una distribución espacial de cargas y corrientes, que actualmente llevan su nombre. También demostró que la naturaleza de los fenómenos luminosos y electromagnéticos era la misma, demostrando que ambos se propagan a la velocidad de la luz.
Su obra más importante es el Treatise on Electricity and Magnetism (tratado de electricidad y magnetismo), que vio la luz en 1873, y en donde, por primera vez, publicó sus cuatro ecuaciones diferenciales en las que describe la naturaleza de los campos electromagnéticos. También escribió: Matter and motion (materia y movimiento, 1876) y Theory of Heat (teoría del calor, 1877).
La teoría de Maxwell, entre los fenómenos luminosos y electromagnéticos, recibió su comprobación definitiva cuando Heinrich Rudolf Hertz obtuvo en 1888 las ondas electromagnéticas de radio. La unidad de flujo magnético en el sistema cegesimal, el maxwell, recibe este nombre en su honor.
George Westinghouse (1846-1914)
Este inventor e industrial norteamericano nació en Central Bridge, Nueva York, y estudió en esa misma ciudad, en la Universidad de Schenectady. Inicialmente se intereso por los ferrocarriles, inventando el freno automático de aire, un sistema de señales ferroviarias y la aguja de cruce, dispositivo que permitió a los trenes el paso de una vía a otra.
Posteriormente dedico sus investigaciones hacia la electricidad, principalmente a la corriente alterna. Compró a Nicola Tesla su patente para la producción y transporte de corriente alterna, que impulso y desarrollo. Posteriormente perfecciono el transformador, desarrollo un alternador y adapto el motor de corriente alterna inventado por Nicola Tesla para su utilización práctica. En 1886 fundo la compañía eléctrica Westinghouse Electric Corporation.
Westinghouse también desarrolló un sistema para transportar gas natural, y a lo largo de su vida obtuvo más de 400 patentes, muchas de ellas de maquinaria de corriente alterna. También fue, junto a Charles Steinmetz, el principal impulsor de la utilización de la corriente alterna en Estados Unidos.
Alexander Graham Bell (1847-1922)
Este físico e inventor escocés, nació en Edimburgo y estudió en las universidades de Edimburgo y Londres. Se dedico principalmente al estudio de cuestiones relacionadas con el sonido y debe su fama al invento del primer teléfono realmente utilizable y a sus estudios sobre los efectos de la sordera.
Bell emigró a Canadá en 1870 y llegó a Estados Unidos en 1871, donde se nacionalizo en 1882. Comenzó dando clases a sordomudos y divulgando el sistema denominado lenguaje visible, que había desarrollado su padre, el educador escocés Alexander Melville Bell.
Desde los 18 años, Bell había trabajado sobre la idea de la transmisión del habla, y en 1874, mientras trabajaba, junto con su ayudante Thomas Watson en un telégrafo múltiple, mejoró el teléfono, que patento definitivamente como suyo en 1876, a pesar de que este ya habia sido desarrollado en 1849 por el emigrante italiano, afincado en Nueva York, Antonio Meucci, pero que debido a problemas económicos no lo habia podido patentar ni comercializar el mismo. En 1877 fundó la Compañía de Teléfonos Bell.
En 1880 le concedió Francia el premio Volta, dotado con 50.000 francos, por el invento del teléfono. Con este dinero, fundó el Laboratorio Volta en la ciudad de Washington, donde el mismo año, junto con sus socios, inventaron el fotófono, aparato que transmite sonidos por rayos de luz y en 1886 desarrolla el primer cilindro de cera para grabar, que sentó las bases del gramófono moderno.
Después de 1895, el interés de Bell se dirigió fundamentalmente a la aeronáutica. Bell también fue uno de los cofundadores de la National Geographic y fundador de la revista Science.
Thomas Alva Edison (1847-1931)
Este gran investigador norteamericano está considerado como el mayor inventor de todos los tiempos, ya que invento entre otras muchas cosas: la lámpara incandescente, el telégrafo moderno, el fonógrafo, un sistema generador de electricidad, un aparato para grabar sonidos y un proyector de películas; también construyo el primer ferrocarril eléctrico. Fundo su famoso laboratorio de Menlo Park, donde llego a registrar 1093 patentes, de inventos desarrolladas por él y sus ayudantes, inventos cuyo desarrollo y mejora posterior ha marcado profundamente la evolución de la sociedad moderna.
Edison nació en Milan (Ohio), y en su infancia apenas recibió mas enseñanza que los conocimientos elementales que su madre le enseño. Cuando tenía 12 años empezó a trabajar vendiendo periódicos y tabaco en el tren que hacia el recorrido entre el pueblo donde vivía Port Huron y Detroit, dedicando su tiempo libre a la experimentación con imprentas y con aparatos mecánicos y eléctricos. En 1862 en uno de los furgones del tren, que también le servia como laboratorio, instaló una pequeña imprente y publicó un semanario, el Grand Trunk Herald.
Mas adelante, por salvar la vida del hijo de un jefe de estación, fue recompensado con la realización de un curso de telegrafía y mientras trabajaba como operador de telégrafos, realizó su primer invento destacado, un repetidor telegráfico que permitía transmitir mensajes automáticamente a una segunda línea, sin que estuviera presente el operador.
A continuación, Edison consiguió un empleo en Boston y dedicó todo su tiempo libre a la investigación. Inventó una grabadora y una máquina de escribir. También ideó y realizó parcialmente una impresora. Posteriormente, mientras trabajaba en la compañía de telégrafos de Nueva York, Gold and Stock, introdujo grandes mejoras en los aparatos y en los servicios de la empresa.
En 1876 y con la venta de accesorios telegráficos, Edison ganó 40.000 dólares, con los que montó su famoso laboratorio de Menlo Park, que le haría famoso en todo el mundo, por ser el primero dedicado a la investigación industrial. Más tarde concibió un sistema telegráfico automático que hacía posible una mayor rapidez y calidad de transmisión. El logro supremo de Edison en la telegrafía fue el invento de unas máquinas que hacían posible la transmisión simultánea de diversos mensajes por una línea, lo que aumentó enormemente la utilidad de las líneas telegráficas existentes. Su invento del emisor telefónico de carbón fue muy importante para el desarrollo del teléfono, que había sido inventado recientemente por Alexander Graham Bell. En 1877, Edison anunció el invento de un fonógrafo mediante el cual se podía grabar el sonido en un cilindro de papel de estaño.
Dos años más tarde exhibió públicamente su bombilla o lámpara incandescente, su invento más importante. Este invento que tubo un éxito extraordinario, fue presentado en la Primera Exposición de Electricidad de Paris, en 1881, como una instalación completa de iluminación eléctrica, de corriente continua, que inmediatamente fue adoptado tanto en Europa como en América. En 1882 desarrolló e instaló la primera gran central eléctrica del mundo en Nueva York. Sin embargo, más tarde, su uso de la corriente continua se vio desplazado ante el sistema de corriente alterna desarrollado por los también inventores estadounidenses Nikola Tesla y George Westinghouse.
En 1883, observó el flujo de los electrones en un filamento caliente, descubriendo así el efecto termoiónico, que en la actualidad lleva su nombre (efecto Edison), y que puede considerarse como el punto de partida de la electrónica moderna.
En 1887, Edison trasladó su fábrica de Menlo Park a West Orange (Nueva Jersey) donde construyó un gran laboratorio de experimentación e investigación. En 1888 inventó el kinetoscopio, anticipo del moderno cinematógrafo, y entre sus posteriores inventos dignos de mención se encuentran: la batería de hierro-níquel, un método de telegrafía sin hilos para comunicarse con los trenes en movimiento, un fonógrafo en el que el sonido se registraba en un disco en lugar de un cilindro, y que tenía una aguja de diamante y otras mejoras. Al sincronizar el fonógrafo con el kinetoscopio, produjo en 1913 la primera película sonora.
De Edison hay que destacar su gran capacidad de trabajo y sus extraordinarios dotes como hombre de empresa, lo que le valió infinidad de honores. En 1878 fue nombrado caballero de la Legión de Honor francesa y en 1889 comendador de la misma. En 1892 fue galardonado con la medalla Albert de la Sociedad Real de las Artes de Gran Bretaña y en 1928 recibió la medalla de Oro del Congreso norteamericano "por el desarrollo y la aplicación de inventos que han revolucionado la civilización en el último siglo".
John Hopkinson (1849-1898)
La mayor contribución de este ingeniero y físico británico, al desarrollo de la electricidad, fue el descubrimiento del sistema trifásico para la generación y distribución de la corriente eléctrica, sistema que patentó en 1882. Ademas se dedico al estudio y mejora de los generadores de corriente alterna.
También se dedico al estudio de los sistemas de iluminación, mejorando su eficiencia, así como al estudio de los condensadores y los fenómenos de carga residual. Por último diremos que profundizó en los problemas de la teoría electromagnética, propuestos por James Clerk Maxwell, y en 1883 dio a conocer el principio de los motores síncronos.
Heike Kamerlingh Oanes (1853-1926)
Este físico holandés, nació en Groningen y estudió en su universidad. A partir de 1882 fue profesor de física en la Universidad de Leiden, donde se dedico principalmente al estudio de la física a bajas temperaturas, realizando importantes descubrimientos en el campo de la superconductividad eléctrica.
También de dedicó al estudio de la producción y de los efectos de temperaturas extremadamente bajas, principalmente sobre gases y metales, consiguiendo la licuefacción del helio por primera vez en 1908. Por todos sus trabajos recibió el premio Novel de Física en 1913.
Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928)
Este físico holandés, nació en Arnhem y estudió en la Universidad de Leiden, donde posteriormente fue profesor de física teórica. Entre sus numerosos trabajos destaca el desarrollo matemático de la teoría de Maxwell, sobre la propagación de las ondas electromagnéticas. También desarrolló la teoría electromagnética de la luz y la teoría electrónica de la materia, que forma parte de toda teoría eléctrica moderna.
Junto con el físico irlandés George Francis Fitzgerald, formuló una teoría sobre la contracción longitudinal de un cuerpo como resultado de su movimiento. Este efecto, conocido como la contracción de Lorentz-Fitzgerald, predice ya la teoría de la relatividad, que se deduce de las ecuaciones que llevan este nombre.
En 1902, debido a su explicación del fenómeno conocido como el efecto Zeeman- Lorentz compartió el Premio Nóbel de Física con su colega holandés Pieter Zeeman.
Joseph John Thompson (1856-1940)
Este físico británico, nació cerca de Manchester, y estudió en el Owens College, de la universidad de Manchester, y en el Trinity College, de la Universidad de Cambridge. En esta última institución fue profesor de física y matemáticas, también fue profesor de física experimental en el laboratorio de Cavendish, y rector del Trinity College.
Thompson es conocido, principalmente, por sus estudios y experimentos sobre las propiedades eléctricas de los gases y la conducción eléctrica a través de los mismos. También se le considera el descubridor del electrón.
El descubrimiento del electrón lo realizó al comprobar que los rayos catódicos estaban formados por partículas cargadas negativamente (llamadas actualmenteelectrones), determinando posteriormente la relación entre su carga y su masa.
Recibió el Premio Nóbel de Física, en 1906, por su trabajo sobre la conducción de la electricidad a través de los gases.
Nicola Tesla (1856-1943)
Este ingeniero e inventor de origen croata, nació en Smiljan, estudió en la Escuela Politécnica de Graz (Austria), y en la Universidad de Praga, y después de trabajar durante tres años como ingeniero electrotécnico, en 1884 emigró a los Estados Unidos, donde se hizo ciudadano de este país. Este gran científico e inventor es reconocido como uno de los más destacados investigadores en el campo de la energía eléctrica.
Tesla trabajo, durante un breve periodo de tiempo para Thomas Alva Edison, pero lo abandonó pronto para dedicarse en exclusiva a la investigación experimental y al desarrollo de nuevos métodos.
En 1888 Tesla diseñó el primer sistema práctico para generar y transmitir corriente alterna, así como el primer motor eléctrico de corriente alterna. Los derechos de estos inventos le fueron comprados por George Westinghouse, que mostró el sistema, de generación y transmisión, por primera vez en la World's Columbian Exposition de Chicago (1893). Dos años más tarde los generadores de corriente alterna de Tesla se instalaron en la central experimental de energía eléctrica de las cataratas del Niágara.
Entre los muchos inventos de Tesla se encuentran los generadores de alta frecuencia y la llamada bobina de Tesla, utilizada en el campo de las comunicaciones por radio. La unidad de inducción magnética, del sistema MKS, recibe este nombre en su honor (Tesla = Weber/m2)
Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894)
Alemán, nació en Hamburgo y estudió en la Universidad de Berlín. Fue profesor de física en la Escuela Técnica de Karlsruhe, y en la Universidad de Bon. Este físico es celebre por sus investigaciones relativas a la propagación de las ondas electromagnéticas, en las que se fundamentan la radio y la telegrafía sin hilos, que el mismo descubrió.
Hertz desarrolló la teoría electromagnética de la luz, que había sido formulada por el físico James Clerk Maxwell, lo que dio lugar a su descubrimiento en 1887, del efecto fotoeléctrico. Hertz también demostró que la electricidad puede transmitirse en forma de ondas electromagnéticas, las cuales se propagan a la velocidad de la luz, teniendo además muchas de sus propiedades. La unidad de frecuencia el hercio (Hz) recibe este nombre en su honor.
Michael Idvorsky Pupin (1858-1935)
Este Físico y electrotecnico nacio en Idvor (Serbia), pero emigro y se nacionalizo en Estados Unidos en 1874, formándose en la universidad de Columbia y obteniendo el doctorado en Alemania, donde trabajo con los físicos alemanes Helmholtz y Kirchhoff. Una vez retornado a Estados Unidos trabajo como profesor en la universidad de Columbia, hasta 1929.
Estudio el comportamiento de los gases enrarecidos y entre sus numerodos inventos destacan: la pantalla fluorescente que facilitaba la exploración y registro de las imágenes radiológicas obtenidas con los rayos X, y sobre todo, perfeccionó la telefonia a grandes distancias, al introducir bobinas de autoinducción, de trecho en trecho, en las líneas de transmisión, que evitan el amortiguamiento de las señales, dando lugar a la mejora de la transmisión en la gama de frecuencias audibles, de las líneas de transmisión telefónica. Estas bobinas reciben en su honor el nombre de bobinas de Pupin y el método también se denomina pupinización.
Charles Proteus Steinmetz (1865-1923)
Este ingeniero e inventor de origen alemán, cuyo nombre originario era Karl August Rudolf Steinmetz, nació en Breslau (hoy Wroclaw, Polonia), y obligado a abandonar Alemania por sus actividades socialistas, emigró a Estados Unidos, en donde se nacionalizó en 1889. Es conocido principalmente por sus investigaciones sobre la corriente alterna y por el desarrollo del sistema trifásico de corrientes alternas, también invento la lámpara de arco, con electrodo metálico.
A los cuatro años de llegar a Estados Unidos fue designado ingeniero consultor de la Compañía General Eléctrica y en 1902 fue nombrado profesor de física eléctrica en el Unión College y en la Universidad de Schenectady, Nueva York, en donde permaneció hasta su muerte. Sus trabajos contribuyeron en gran medida al impulso y utilización de la electricidad como fuente de energía en la industria.
Robert Andrews Millikan (1868-1953)
Este físico y químico estadounidense, nació en Morrison (Illinois) y estudió en las universidades de Columbia, Berlín y Göttingen. Millikan es conocido principalmente por sus trabajos dentro de la física atómica y por haber descubierto, cuantitativamente, la carga del electrón --ya definida por J. J. Thompson--, trabajo que le valió el Novel de Física en 1923.
Se incorporó como docente a la Universidad de Chicago en 1896, y en 1910 fue nombrado profesor de física; abandonó la universidad en 1921 al convertirse en director del laboratorio Norman Bridge de física, en el Instituto de Tecnología de California.
Los experimentos que le permitieron demostrar y medir la unidad elemental de carga (la que posee el electrón), comprobando que la carga eléctrica solamente puede existir como múltiplo de esa carga elemental, se conocen hoy en día con el nombre de experimento de Millikan o de la gota de aceite. Entre sus otras aportaciones a la ciencia destacan su importante investigación sobre los rayos cósmicos, como él los denominó, y sobre los rayos X, así como la determinación experimental de la constante de Planck.
Guglielmo Marconi (1874-1937)
Este ingeniero y físico italiano que nació en Bolonia y estudió en su misma universidad, es conocido, principalmente, como el inventor del primer sistema práctico de señales telegráficas sin hilos, que dio origen a la radio actual.
Desde muy joven, se dice que desde los 14 años, ya se interesó por la telegrafía sin hilos, y profundizando en las teorías de Hertz, hacia 1895 había ya inventado un aparato con el que consiguió enviar señales a varios kilómetros de distancia mediante una antena direccional.
Como no encontró ayuda en Italia para su invento, se traslado a Inglaterra, donde logró patentar este sistema, y en 1987 fundó en Londres, la Compañía de Telegrafía sin Hilos Marconi. En 1899 logró establecer comunicación telegráfica sin hilos a través del canal de la Mancha entre Inglaterra y Francia, y en 1903 a través del océano Atlántico entre Cornualles, y Saint John's en Terranova, Canadá.
Las marinas italiana y británica pronto adoptaron su sistema y hacia 1907 había alcanzado tal perfeccionamiento que se estableció un servicio trasatlántico de telegrafía sin hilos para uso público. En 1909 Marconi recibió, junto con el físico alemán Karl Ferdinad Braun, el Premio Nóbel de Física por su trabajo.
Edwin Howard Armstrong (1890-1954)
Este ingeniero electrico estaudonidense, nacido en Nueva York, se formó en la universidad de Columbia, donde mas adelante, en 1936, llegaria a ser catedrático de Ingenieria Eléctrica, y estudiando electromecánica bajo la dirección de Michael I. Pupin.
Las mayores aportaciones de este ingeniero y gran inventor tienen que ver con el desarrollo de las comunicaciones por radio, al desarrollar una serie de circuitos y sistemas fundamentales para el avance de este sistema de comunicacione. Ya en 1912, antes de graduarse en la universidad, desarrollo el circuito regenerador, que permitia la amplificación de las débiles señales de radio sin apenas distorsión, mejorando grandemente la eficacia de los circuitos empleados hasta el momento. En 1918 desarrollo el circuito superheterodino, que dio un gran impulso a los receptores de amplitud modulada (AM). En 1920 desarrollo el circuito super-regenerador, muy importante en las comunicaciones con dos canales.
En los años treinta desarrolló el sistema de radiodifusión de frecuencia modulada (FM), que ademas de mejorar la calidad de sonido aportó, a las emisiones de radio, una mayor inmunidad frente a las interferáncias externas, que el que soporta el sistema de amplitud modulada (AM). Este sistema de frecuencia modulada (FM) que hoy en dia es el mas empleado en todo tipo de comunicaciones, tanto de radio como de televisión, no se empezo a emplear comercialmente hasta despues de su muerte.
Walter Houser Brattain (1902-1987)
Este físico estadounidense, nacido en Amoy, China, que fue profesor de física en la Universidad de Harvard, es conocido principalmente por el invento compartido del transistor.
Después de trabajar como físico en la división de radio del Instituto Nacional de Modelos y Tecnología, de su país, en 1929 se incorporó a los laboratorios de la Compañía Telefónica Bell, donde junto con los también físicos estadounidenses William Shockley y John Bardeen inventaron un pequeño dispositivo electrónico llamado transistor, un diminuto aparato electrónico capaz de realizar la mayoría de las funciones de los tubos de vacío, que se empleaban en los aparatos electrónicos de aquellos tiempos. Este importante descubrimiento se anunció por primera vez en 1948 pero no se terminó de fabricar hasta 1952.
Este importante invento ha contribuido, como ningún otro, al gran desarrollo actual de la electrónica y la informática moderna, empleándose comercialmente en todo tipo de aparatos electrónicos, tanto domésticos como industriales. Por su trabajo con los semiconductores y por el descubrimiento del transistor, Walter Houser Brattain compartió con Shockley y Bardeen en 1956 el Premio Nóbel de Física.
John Bardeen (1908-1991)
Este físico estadounidense, nacido en Madison (Wisconsin), fue el primer científico que obtuvo dos veces el premio Nobel de Física. Estudió en las universidades de Wisconsin y Princeton, y es conocido principalmente por el descubrimiento compartido del transistor.
Mientras trabajaba como físico en los laboratorios de la Compañía Telefónica Bell, fue miembro del equipo que desarrolló el transistor. Por este trabajo, compartió en 1956 el Premio Nóbel de Física con los otros dos compatriotas que desarrollaron el transistor, los físicos William Shockley y Walter H. Brattain.
En 1951 se incorporó a la Universidad de Illinois, como profesor de física y electricidad. fue miembro del centro de estudios avanzados de esta universidad y miembro del comite asesor de ciencia del presidente de EEUU.
Desarrolló una teoría que explicaba la superconductividad, es decir, la desaparición de la resistencia eléctrica en ciertos metales y aleaciones a temperaturas cercanas al cero absoluto. Por estos trabajos compartió nuevamente, en 1972, el Premio Nóbel de Física con los físicos estadounidenses Leon N. Cooper y John R. Schrieffer, por lo que él fue el primer científico que ganó dos premios Nóbel en la misma disciplina.
Willian Bradford Shockley (1910-1989)
Este físico estadounidense, nació en Londres, de padres estadounidenses, estudió en el Instituto Tecnológico de Massachusetts, y es conocido principalmente por el descubrimiento compartido del transistor.
Trabajó en los laboratorios de la Compañía Telefónica Bell desde 1936, donde se dedico principalmente al estudio del ferromagnetismo, los semiconductores y la teoría del estado sólido. Sus investigaciones sobre los semiconductores le llevaron al desarrollo compartido del transistor en 1948, y por esta investigación compartió en 1956 el Premio Nóbel de Física con sus asociados John Bardeen y Walter H. Brattain.
En 1956 fue nombrado director de la Shockley Transistor Corporation en Palo Alto, California. Dio muchas conferencias y fue profesor de ingeniería en la Universidad de Stanford.
Ha realizado también trabajos sobre armas secretas para el ejercito norteamericano y publicado varios escritos polémicos en los que sostiene que la inteligencia es ante todo hereditaria.
