Historia Del Control

KTESIBIOS DE ALEJANDRIA

Ktesibios, en el siglo III antes de Cristo diseña un reloj de agua, conocido también como Clepsydra y también diseña un órgano que funcionaba con agua. Las Clepsydras consistían en un mecanismo cuyo objetivo era que el nivel de un depósito de agua subiera con una velocidad constante. Para lo cual se utiliza un flotador que regulaba la entrada de agua a un depósito auxiliar de manera que el nivel de este se mantenía constante y por lo tanto su caudal de salida al depósito principal. Si el nivel se elevaba ( como resultado de un incremento en la presión de suministro por ejemplo ) , el flotante se elevaba restringiendo el caudal de agua en el recipiente regulador hasta que el flotante volvía al nivel específico.

El documento más antiguo encontrado donde se menciona una Clepsydra es el registro de un procedimiento judicial donde se le nombra como una ayuda para asegurar que ambas partes dispongan del mismo tiempo para las alegaciones finales

RELOJES DE AGUA DE LOS GRIEGOS

La idea de que un reloj de agua pudiera realizar una función automática se le ocurre al gran filósofo Platón. Los alumnos de la academia fundada por Platón en el 378 A.C. tenían ciertas dificultades para levantarse por la mañana, lo cual era fuente de discusiones todos los días. Por lo cual Platón diseña un sistema de alarma basándose en una Clepsydra. En el vaso de la Clepsydra se ubicó un flotador encima del cual se depositan unas bolas. Durante la noche se llenaba el vaso y al amanecer alcanzaba su máximo nivel y las bolas caían sobre un plato de cobre. Es de suponer que ante el ruido de las bolas los "despiertos" alumnos terminarían por levantarse.

En la Clepsydra el caudal suministrado al depósito b es constante por lo cual este tardará en llenarse un tiempo determinado y fijo al final del cual las bolas caen sobre la bandeja ejerciendo la función de alarma.

Las Clepsydras de Platón suscitó un gran interés en la época y en el siglo siguiente se efectuaron gran cantidad de diseños de relojes de agua con dispositivos de señalización auditiva.

Clepsydra alarma de Platón. Reloj de Agua.

OTROS RELOJES DE AGUA

Las clepsidras o relojes de agua datan de la antigüedad egipcia y se usaban especialmente durante la noche, cuando los relojes de sombra no servían. Las primeras clepsidras consistieron en una vasija de barro que contenía agua hasta cierta medida, con un orificio en la base de un tamaño suficiente como para asegurar la salida del líquido a una velocidad determinada y, por lo tanto, en un tiempo fijo. El cuenco estaba marcado con varias rayas que indicaban la hora en las diferentes estaciones del año.

En el siglo XI, el funcionario y científico chino Su Song inventó un complejo reloj astronómicos accionados por agua. Aquí vemos un modelo de la rueda de agua que movía dicho invento y un dibujo del mismo. Este reloj, una torre de unos seis metros de altura, funcionaba a partir un depósito de donde fluía un chorro de agua siempre igual sobre las paletas de una rueda. Ésta accionaba diversos mecanismos que hacían aparecer distintas figuras que señalaban las horas (acompañadas de toques de gong y de tambores) y movían un esfera celeste con la representación de estrellas y de constelaciones. De gran precisión para su época, la desviación diaria de este reloj era inferior a los dos minutos.

PHILON DE BIZANCIO

Philon de Bizancio, construyo un sistema de regulación de nivel de una lámpara de aceite. Al quemarse el aceite de la lámpara, el nivel del depósito de aceite bajaba haciendo que entrará aire en otro depósito de forma que éste suministraba más aceite al depósito de la lámpara.

En la Figura se observa el ingenio de Philon. Cuando se consume el aceite del depósito de la base de la lampara a través de b entra aire en el depósito el cual evacua aceite a través de d. En el instante en que el depósito se llene dejará de entrar aire en a y dejará de salir aceite por d. Con este sistema no se conseguía un nivel constante en el depósito pero se aseguraba la recarga de este cuando el aceite se iba consumiendo.

Lámpara de Philon.

EDMUND LEE

En el año 1745, E. Lee inventa un sistema para controlar automáticamente la orientación e inclinación de las aspas de los molinos de viento, de modo que se aprovechara mejor la dirección del viento. Se trataba del primer servomecanismo de posición. Fue patentado bajo el nombre de "Self-regulating Wind Machine". En esta patente [Lee 1745] se describen dos mecanismos.

• El molinillo de cola, el cual no gira si no se encuentra en la dirección normal al viento, y por lo tanto no hace girar la cúpula del molino.

• Un variador automático del ángulo de ataque de las aspas. Con el que se podía regular la velocidad de giro de las aspas del molino.

Este segundo mecanismo no se llego a realizar debido a su complicación constructiva. El ingenio de Lee se implantó rápidamente en Inglaterra y en el norte de Alemania.

Cuando el grano de trigo es molido, la calidad de la harina producida depende fuertemente de dos factores: de la distancia entre las dos ruedas, la móvil y la fija, y de la velocidad de rotación de la primera.

Regulador de Mead para Molinos de Viento. Molino de viento totalmente Automatizado.

DENIS PAPIN

En 1679, el físico y matemático anglo-francés Denis Papin (1647-1712) inventó una olla a vapor —a la que llamó digesteur— en la que el agua hervía a una temperatura más alta de lo normal, de manera que la carne y otros alimentos podían cocerse en menos tiempo que en las ollas convencionales usadas en aquellos tiempos.

Tiene un diámetro máximo de 20 ó 21″ (508 ó 533,4 mm) y una altura de 26″ (660 mm) con un volumen total en torno a 150 litros. La retorta tiene un tubo (C) en la parte superior por el que se suministra el agua y que está durante la operación de la máquina cerrado por la válvula que permite, desplazando el peso, regular la presión del vapor en el interior de la retorta. Un segundo tubo comunica la retorta a través del grifo E con el cilindro.

El ciclo de la máquina de dos etapas se controla mediante los grifos E y n y las válvulas automáticas S y T.

• Con los grifos cerrados y el pistón en el punto muerto superior se abre el grifo E (que hace las veces de válvula de admisión) impulsando el pistón en su carrera descendente y elevando el agua a través del tubo M (con la válvula T abierta) hasta el depósito elevado N.

• Alcanzado el punto muerto inferior se cierra el grifo E y se abre el grifo n para evacuar el vapor del cilindro. La válvula T se cierra por el peso de la columna de agua impidiendo el retorno de la misma y se abre la válvula S llenando la bomba de agua a través del conducto G.

El agua del depósito elevado puede utilizarse para mover una rueda (como en cualquier molino hidráulico) o bien para alimentar las fuentes del palacio.

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