miércoles, 7 de julio de 2021

INVENTOS TECNOLOGICOS COLOMBIANOS

Pocas veces nos damos la oportunidad de reconocer la gran capacidad del colombiano para la inventiva y es que, aunque no sean particularmente famosos, existen inventos de creación criolla que han generado un gran impacto en la humanidad, no solo a nivel local, sino, realmente, a nivel mundial.

En nuestra franja documental estaremos preguntándonos por todas esas formas que hay de descubrirnos y sorprendernos y la creatividad colombiana aplicada al servicio de la utilidad y la solución práctica de las necesidades es una de esas cosas que aparecen en nuestro panorama.

El dirigible

Esta te parecerá una locura pues los libros de historia dicen que el dirigible fue inventado por el Conde Ferdinand de Zeppelin pero, aún entonces, muchos se preguntaban como el Conde, ignorante en temas de matemáticas podía haber realizado los cálculos de estructura y levitación necesarios para que el dirigible fuera una realidad. La respuesta: un colombiano.

Existen documentos que certifican que 14 años antes de que el noble alemán presentará su proyecto en Europa, un payanés de nombre Carlos Albán ya había hecho los cálculosResulta que, además de ser un ingenioso creador, Albán -que también poseía las patentes en Washington, París y Alemania de dos inventos que aún hoy son usados: el reloj universal y el telescopio tricaóptico- fue un diplomático relevante y se desempeñó como cónsul en Hamburgo, donde trabó amistad con el mencionado noble que se hizo famoso por, al parecer, algo que nunca inventó.


Marcapasos

La medicina colombiana ha entregado una buena cantidad de creaciones al mundo y el marcapasos fue una de las primeras. Concebida en 1958 por el médico Alberto Vejarano Laverde y el ingeniero Jorge Reynolds, el marcapasos externo era un aparato de 45 kilos, alimentados por una batería de 12 voltios y conectado al corazón mediante electródos. Aquel invento fue empleado exitosamente en un paciente de 70 años de edad.

El tiempo y los avances de la ingeniería permitieron que este gigantesco aparato fuera cambiando su tamaño hasta llegar a ser del tamaño de una caja de fósforos aliviando la necesidad de más de 48 millones de personas alrededor del mundo.


Impresora 3D de tejidos

La creación de Gabriel Villar es una auténtica revolución: utilizó la tecnología de las impresoras 3D para, valga la redundancia, imprimir estructuras sintéticas que se comportan como tejidos vivos.

Aunque aún su desarrollo está en una fase primitiva, se espera que a futuro esta creación permita reemplazar o fortalecer tejidos humanos deteriorados. Una aplicación que seguramente ayudaría a millones de personas alrededor del mundo.






INVENTOS QUE REVOLUCIONARON LA HISTORIA

 

La Rueda

Es considerada como una de las maravillas de la ingeniería y uno de los inventos más influyentes que sostuvieron el florecimiento de la civilización. La rueda más antigua conocida es de Mesopotamia, alrededor del año 3500 a. C. y se cree que fue usada para mover cargas pesadas con mayor rapidez y practicidad.

 

El Fuego

Aunque se trata de un fenómeno natural, su descubrimiento y manejo marcó una revolución en la historia de la humanidad. Se dice que este notable hallazgo ocurrió por el homo erectus, durante la Edad de Piedra temprana y se piensa que fue utilizado para iluminar y calentar, pues cocinar no fue lo primero que hicieron con él.

 

Los Clavos

La invención de los clavos se remonta a varios miles de años atrás y fue posible sólo después del desarrollo del dominio del metal, fueron utilizados para hacer más sofisticada la construcción, alrededor del año 3400 a.C. en Egipto donde se encontraron clavos de bronce.

 

El engranaje

El principio de este invento fue la rueda dentada de Arquímedes, diseñada en el siglo II a.C. y fue hasta el siglo XVI que Leonardo da Vinci retoma esa base para crear varias ruedas dentadas que en conjunto forman el engranaje, un mecanismo para generar movimientos de herramientas grandes y complejas, lo que después llamarían máquinas.

La Electricidad y la bombilla incandescente

Aunque la electricidad fue un fenómeno que siempre había estado presente, fue hasta 1831 que el científico británico Michael Faraday descubrió los principios básicos de la generación de electricidad. El reto fue poder generar el fenómeno natural a placer y poder controlarlo.

El siguiente paso fue el que lograron Edison y Swan al patentar la primera bombilla en 1879 y 1880, un artefacto que lograba mantener iluminada un área determinada o por lo menos esa fue la intención.

 

La Máquina de vapor

Thomas Savery patentó la primera máquina de vapor práctica en 1698. El principio básico de esta máquina sentó las bases para innovaciones cómo los motores de combustión interna y las turbinas a reacción, lo que provocó la aparición de automóviles y aviones durante el siglo XX.

La Imprenta

Desarrollada alrededor de 1440 en Mainz, Alemania, la máquina de Johannes Gutenberg mejoró las prensas que lo antecedieron y con ello consiguió imprimir documentos con mayor rapidez y precisión.

 

El Telégrafo

Desarrollado alrededor de 1830 y 1840 por Samuel Morse y otros inventores, este invento revolucionó la comunicación a larga distancia y sentó las bases principales para las comodidades modernas, como los teléfonos y, algunos estudiosos argumentan que hasta la codificación para Internet.

 

La Televisión

Su invención fue obra de varios creadores, entre ellos Vladimir Zworykin y Philo Taylor, quienes trabajaban en su desarrollo sin saber que otros hacían lo mismo. En 1884, Paul Gottlieb Nipkow creó y patentó el primer televisor al que llamó sistema de televisión electromecánico. Este invento se presentó como la opción de llevar educación a lugares lejanos y de forma simultánea.

 

La Computadora

Aunque no hay un solo inventor de la computadora moderna, el principio fue propuesto por Alan Turing en su artículo de fundamentos en 1936, con el cual se pretende hacer miles de opciones de deducciones lógicas de forma inmediata.

PERSONAJES E INVENTORES

 INVENTORES EN LA HISTORIA DE LA ELECTRÓNICA 


Luigi Galvani (1737-1798)

Fue profesor en la Universidad de Bolonia. Estudió los efectos de la electricidad en los animales, especialmente en las ranas. Con la ayuda de experimentos, mostró la presencia de electricidad en las ranas en el año 1791.

A lo largo de la década de 1780 llevó a cabo numerosos experimentos en dicho campo, algunos de ellos célebres, como el de la contracción muscular experimentada por las extremidades de una rana muerta al tocarlas Galvani con unas tijeras metálicas durante una tormenta eléctrica.

En los años siguientes siguió reuniendo evidencia empírica de la naturaleza eléctrica de la actividad neurológica, hasta la publicación en 1791 de su ensayo Comentario sobre el efecto de la electricidad en la movilidad muscular, donde expuso la teoría de la existencia de una fuerza vital de naturaleza eléctrica que regiría los sistemas nervioso y muscular.





Charles Coulomb (1737-1806)

Fue un gran científico del siglo XVIII. Experimentó con la resistencia mecánica y desarrolló la ley de coulomb de cargas electrostáticas en el año 1799.

Después de pasar nueve años en las Indias Occidentales como ingeniero militar, regresó a Francia con la salud maltrecha. Tras el estallido de la Revolucion Francesa (1789) se retiró a su pequeña propiedad en la localidad de Blois, donde se consagró a la investigación científica. En 1802 fue nombrado inspector de la enseñanza pública.

También realizó investigaciones sobre las fuerzas de rozamiento, y sobre molinos de viento, así como acerca de la elasticidad de los metales y las fibras de seda. La unidad de carga eléctrica del Sistema Internacional lleva el nombre de culombio (simbolizado C) en honor de este ilustre físico.




Allesandro Volta (1745-1827)

Fue un científico italiano. Inventó la batería en el año 1799. Fue el primero en desarrollar una batería (celda voltaica) que podría producir electricidad como resultado de una reacción química.

En 1780, un amigo de Volta, Luigi Galvani, observó que el contacto de dos metales diferentes con el músculo de una rana originaba la aparición de corriente eléctrica. Volta llevó a cabo diversos experimentos acerca de los fenómenos comprobados por Galvani, y tras su entusiasmo inicial, empezó a dudar de ellos y a considerarlos efecto de una excitación provocada en los nervios por la electricidad común. En 1794, Volta comenzó a experimentar con metales únicamente, y llegó a la conclusión de que el tejido animal no era necesario para producir corriente. Este hallazgo suscitó una fuerte controversia entre los partidarios de la electricidad animal y los defensores de la electricidad metálica.



Hans Christian Oersted (1777-1852)

Demostró que cada vez que una corriente fluye a través de un conductor, se asocia un campo magnético. Inició el estudio del electromagnetismo y descubrió el aluminio en el año 1820.

A comienzos de 1820, Oersted advirtió de forma casual, mientras realizaba observaciones sobre el fenómeno eléctrico con una pila análoga a la construida por Volta en 1800, que la aguja de una brújula colocada en las proximidades de un hilo conductor por el que circulaba una corriente eléctrica se desviaba. Repitió incesantemente on el hilo y con la línea que unía la brújula y el hilo. Si se la desplazaba de forma continua en la dirección que señalaba laestos experimento con pilas más potentes y observó que la aguja oscilaba hasta formar un ángulo recto c aguja, la brújula describía entonces un círculo alrededor del hilo conductor. Invirtiendo el sentido de la corriente eléctrica, cambiaba asimismo el sentido de la aguja de la brújula. Los efectos persistían incluso cundo se interponían placas de vidrio, metal o madera entre el hilo conductor y la brújula.



George Simon Ohm (1789-1854)

Era un físico alemán. Experimentó con los circuitos eléctricos e hizo su propia pieza, incluido el cable. Descubrió que algunos conductores funcionaban en comparación con otros. Descubrió la Ley de Ohms en el año 1827, que es una relación entre corriente, voltaje y resistencia. La unidad de resistencia lleva su nombre.

Dedicado desde el principio a los estudios de galvanoelectricidad, en 1827 publicó aspectos más detallados de su ley en un artículo titulado Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet (El circuito galvánico investigado matemáticamente), que, paradójicamente, recibió una acogida tan fría que lo impulsó a presentar la renuncia a su cargo en el colegio jesuita. Finalmente, en 1833 aceptó una plaza en la Escuela Politécnica de Nuremberg.

Posteriormente su labor comenzó a ser justamente valorada. En 1844, Claude Pouillet resaltó la importancia de sus intuiciones y al año siguiente Ohm recibía la medalla Copley de la Royal Society de Londres. En 1849 se le confería la cátedra de Física de Munich, donde fue también asesor de la administración de telégrafos. En honor a su labor, la unidad de resistencia eléctrica del sistema internacional lleva su nombre (ohmio).



Michael Faraday (1791-1867)

Fue un científico británico y un gran experimentador pionero en electricidad y magnetismo. Después del descubrimiento de Oersted, demostró la inducción electromagnética en el año 1831. Este es el principio básico del funcionamiento de los generadores.

Tras asistir a algunas conferencias sobre química impartidas por sir Humphy Davy en la Royal Institution, Faraday le pidió que lo aceptara como asistente en su laboratorio. Cuando uno de sus ayudantes dejó el puesto, Davy se lo ofreció a Faraday. Pronto se destacó en el campo de la química, con descubrimientos como el benceno y las primeras reacciones de sustitución orgánica conocidas, en las que obtuvo compuestos clorados de cadena carbonada a partir de etileno.

Realizó además varios experimentos electroquímicos que le permitieron relacionar de forma directa materia con electricidad. Tras observar cómo se depositan las sales presentes en una cuba electrolítica al pasar una corriente eléctrica a su través, determinó que la cantidad de sustancia depositada es directamente proporcional a la cantidad de corriente circulante, y que, para una cantidad de corriente dada, los distintos pesos de sustancias depositadas están relacionados con sus respectivos equivalentes químicos.



James Clerk Maxwell (1831-1879)

Era un físico británico, y escribió un tratado sobre magnetismo y electricidad en el año 1873. Desarrolló las ecuaciones del campo electromagnético en el año 1864. Las ecuaciones en él fueron explicadas y predichas por el trabajo de Hertz y el trabajo de Faradays. James Clerk Maxwell formuló una teoría importante, es decir, la teoría electromagnética de la luz.

Con tan sólo dieciséis años ingresó en la Universidad de Edimburgo, y en 1850 pasó a la Universidad de Cambridge, donde deslumbró a todos con su extraordinaria capacidad para resolver problemas relacionados con la física. Cuatro años más tarde se graduó en esta universidad, pero el deterioro de la salud de su padre le obligó a regresar a Escocia y renunciar a una plaza en el prestigioso Trinity College de Cambridge.





Henrich Rudolph Hertz (1857-1894)

Fue un físico alemán nacido en 1857 en Hamburgo. Él demostró la radiación electromagnética predicha por Maxwell. Mediante el uso de procedimientos experimentales, demostró la teoría mediante instrumentos de ingeniería para transmitir y recibir pulsos de radio. Fue la primera persona en demostrar el efecto fotoeléctrico. La unidad de frecuencia fue nombrada Hertz en su honorario.

En 1887, en un célebre experimento, Hertz logró transmitir ondas electromagnéticas entre un oscilador (antena emisora) y un resonador (antena receptora), confirmando experimentalmente las teorías del físico inglés James C. Maxwell sobre la identidad de características entre las ondas luminosas y electromagnéticas. En su honor se denominan ondas hertzianas o hercianas a las ondas electromagnéticas producidas por la oscilación de la electricidad en un conductor, que se emplean en la radio; también deriva de su nombre el hercio, unidad de frecuencia que equivale a un ciclo por segundo y que se representa por la abreviatura Hz (y sus múltiplos: kilohercio, megahercio gigahercio).




Andre Marie Ampere (1775-1836)

Fue un matemático y físico francés. Estudió los efectos de la corriente eléctrica e inventó el solenoide. La unidad SI de corriente eléctrica (el amperio) lleva su nombre.

En 1801 ejerció como profesor de física y química en Bourg-en-Bresse, y posteriormente en París, en la École Centrale. Impresionado por su talento, Napoleon lo promocionó al cargo de inspector general del nuevo sistema universitario francés, puesto que desempeñó hasta el final de sus días.

El talento de Ampère no residió tanto en su capacidad como experimentador metódico como en sus brillantes momentos de inspiración: en 1820, el físico danés Hans Chritian Oersdes experimentó las desviaciones en la orientación que sufre una aguja imantada cercana a un conductor de corriente eléctrica, hecho que de modo inmediato sugirió la interacción entre electricidad y magnetismo; en sólo una semana, Ampère fue capaz de elaborar una amplia base teórica para explicar este nuevo fenómeno.



Karl Friedrich Gauss (1777-1855)

Fue un científico físico y un gran matemático alemán. Contribuyó a muchos campos como álgebra, análisis, estadística, electrostática y astronomía. La unidad CGS de densidad de campo magnético lleva su nombre.

En 1801 Gauss publicó una obra destinada a influir de forma decisiva en la conformación de la matemática del resto del siglo, y particularmente en el ámbito de la teoría de números, las Disquisiciones aritméticas, entre cuyos numerosos hallazgos cabe destacar: la primera prueba de la ley de la reciprocidad cuadrática; una solución algebraica al problema de cómo determinar si un polígono regular de n lados puede ser construido de manera geométrica (sin resolver desde los tiempos de Euclides); un tratamiento exhaustivo de la teoría de los números congruentes; y numerosos resultados con números y funciones de variable compleja (que volvería a tratar en 1831, describiendo el modo exacto de desarrollar una teoría completa sobre los mismos a partir de sus representaciones en el plano x, y) que marcaron el punto de partida de la moderna teoría de los números algebraicos.



Wilhelm Eduard Weber (1804-1891)

Weber era un físico alemán. Investigó el magnetismo terrestre con su amigo Carl Friedrich. Ideó un telégrafo electromagnético en el año 1833, y también estableció un sistema de unidades eléctricas absolutas, y la unidad de flujo MKS recibió su nombre de Weber.

Construyó, con el mencionado Gauss, los primeros telégrafos eléctricos, que empleó en la transmisión de información entre la Universidad y el observatorio astronómico, que se pusieron en funcionamiento en 1833. En 1846 fue publicado el primer volumen de una serie de tratados que con el nombre de Elektrodynamische Massbestimmungen abarcan las investigaciones de este sabio entre los años 1846 y 1877. En ellos se demuestra la ley fundamental de la electrodinámica, se expone su teoría orgánica eléctrica y de ella se deduce la ley de la inducción, se plantea la medida absoluta de la intensidad de corriente y la fuerza electromotriz, se introduce la medida de la resistencia eléctrica, se hacen estudios sobre el diamagnetismo y paramagnetismo de los cuerpos y se examinan las aplicaciones de la inducción eléctrica y la galvanometría, fenómenos, teorías y deducciones de importancia capital que permitieron a J. M. Maxwell construir su teoría electromagnética.



Thomas Alva Edison (1847-1932)

Fue un hombre de negocios y un inventor estadounidense. Desarrolló muchos dispositivos como, bombilla eléctrica, cámara de cine, fotografía y otras cosas similares. Mientras inventaba la lámpara eléctrica, observó el efecto Edison.

Perfeccionó el telégrafo automático, inventó un aparato para transmitir las oscilaciones de los valores bursátiles, colaboró en la construcción de la primera máquina de escribir y dio aplicación práctica al teléfono mediante la adopción del micrófono de carbón. Su nombre empezó a ser conocido, sus inventos ya le reportaban beneficios y Edison pudo comprar maquinaria y contratar obreros. Para él no contaban las horas. Era muy exigente con su personal y le gustaba que trabajase a destajo, con lo que los resultados eran frecuentemente positivos.




HISTORIA DE LA ELECTRÓNICA


La historia real de la electrónica comenzó con la invención del diodo de vacío por J.A. Fleming, en 1897; y, después de eso, Lee De Forest implementó un triodo de vacío para amplificar las señales eléctricas. Esto condujo a la introducción de tubos de tetrodo y pentodo que dominaron el mundo hasta la Segunda Guerra Mundial. Posteriormente, la era del transistor comenzó con la invención del transistor de unión en 1948. Aunque esta invención en particular obtuvo un Premio Nobel, sin embargo, más tarde fue reemplazada por un tubo de vacío voluminoso que consumiría alta potencia para su funcionamiento. El uso de materiales semiconductores de germanio y silicio hizo que estos transistores ganaran popularidad y amplia aceptación en diferentes circuitos electrónicos.

Los años posteriores fueron testigos de la invención de los circuitos integrados (CI) que cambiaron drásticamente la naturaleza de los circuitos electrónicos a medida que todo el circuito electrónico se integrabaen un solo chip, lo que resultó en dispositivos electrónicos de bajo costo, tamaño y peso. Los años 1958 a 1975 marcaron la introducción de CI con capacidades ampliadas de más de varios miles de componentes en un solo chip. Y la tendencia siguió adelante con los JFETS y MOSFET que se desarrollaron durante 1951 a 1958 al mejorar el proceso de diseño del dispositivo y al hacer transistores más confiables y potentes. Todos estos cambios radicales en todos estos componentes llevaron a la introducción del microprocesador en 1969 por Intel. Poco después, se desarrollaron los circuitos integrados analógicos que introdujeron un amplificador operacional para el procesamiento de señales analógicas. Estos circuitos analógicos incluyen multiplicadores analógicos, convertidores ADC y DAC y filtros analógicos.

Se considera que la electrónica comenzó con el diodo de vacío inventado por John Ambrose Fleming en 1904. El funcionamiento de este dispositivo está basado en el efecto Edison. Edison fue el primero que observó en 1883 la emisión termoiónica, al colocar una lámina dentro de una bombilla para evitar el ennegrecimiento que producía en la ampolla de vidrio el filamento de carbón. Cuando se polarizaba positivamente la lámina metálica respecto al filamento, se producía una pequeña corriente entre el filamento y la lámina. Este hecho se producía porque los electrones de los átomos del filamento, al recibir una gran cantidad de energía en forma de calor, escapaban de la atracción del núcleo (emisión termoiónica) y, atravesando el espacio vacío dentro de la bombilla, eran atraídos por la polaridad positiva de la lámina.

El otro gran paso lo dio Lee De Forest cuando inventó el tríodo en 1906. Este dispositivo es básicamente como el diodo de vacío, pero se le añadió una rejilla de control situada entre el cátodo y la placa, con el objeto de modificar la nube electrónica del cátodo, variando así la corriente de placa. Este fue un paso muy importante para la fabricación de los primeros amplificadores de sonido, receptores de radio, televisores, etc.

Conforme pasaba el tiempo, las válvulas de vacío se fueron perfeccionando y mejorando, apareciendo otros tipos, como los tetrodos (válvulas de cuatro electrodos), los pentodos (cinco electrodos), otras válvulas para aplicaciones de alta potencia, etc. Dentro de los perfeccionamientos de las válvulas se encontraba su miniaturización.

Pero fue definitivamente con el transistor, aparecido de la mano de Bardeen y Brattain, de la Bell Telephone Company, en 1948, cuando se permitió aún una mayor miniaturización de aparatos tales como las radios. El transistor de unión apareció algo más tarde, en 1949. Este es el dispositivo utilizado actualmente para la mayoría de las aplicaciones de la electrónica. Sus ventajas respecto a las válvulas son entre otras: menor tamaño y fragilidad, mayor rendimiento energético, menores tensiones de alimentación, etc. El transistor no funciona en vacío como las válvulas, sino en un estado sólido semiconductor (silicio), razón por la que no necesita centenares de voltios de tensión para funcionar.

A pesar de la expansión de los semiconductores, todavía se siguen utilizando las válvulas en pequeños círculos audiófilos, porque constituyen uno de sus mitos1 más extendidos.

El transistor tiene tres terminales (el emisor, la base y el colector) y se asemeja a un tríodo: la base sería la rejilla de control, el emisor el cátodo, y el colector la placa. Polarizando adecuadamente estos tres terminales se consigue controlar una gran corriente de colector a partir de una pequeña corriente de base.

En 1958 se desarrolló el primer circuito integrado, que alojaba seis transistores en un único chip. En 1970 se desarrolló el primer microprocesador, Intel 4004. En la actualidad, los campos de desarrollo de la electrónica son tan vastos que se ha dividido en varias disciplinas especializadas. La mayor división es la que distingue la electrónica analógica de la electrónica digital. La electrónica es, por tanto, una de las ramas de la ingeniería con mayor proyección en el futuro, junto con la informática.





INVENTOS TECNOLOGICOS COLOMBIANOS

Pocas veces nos damos la oportunidad de reconocer la gran capacidad del colombiano para la inventiva y es que, aunque no sean particularment...