RUEDA HIDRAULICA

1. LA RUEDA HIDRAULICA

El más antiguo de los motores hidráulicos es la rueda hidráulica que está constituida por una serie de palas dispuestas en forma de rueda; en la cual el agua, al caer, choca contra las palas e impulsa a éstas con lo que se consigue el movimiento de la rueda.

Las ruedas más antiguas que se conocen fueron construidas en la Civilización Mesopotámica, alrededor de3000 años antes de Cristo. Un milenio después aparecieron las ruedas con radios. Al principio se la utilizó movida por animales o por hombres, como en el caso de la noria, y posteriormente se aplicaron mecanismos para suplantar estas fuerzas detracción a sangre. La rueda logró un uso más eficiente de la fuerza animal aplicado a la agricultura, fue la base para controlar la dirección de la fuerza; y fue empleada por las civilizaciones antiguas para los usos más diversos: rueda de carros, rueda con manivela para ascender baldes con agua de pozo, rueda de torno de alfarero, rueda de rueca, y la que comienza a utilizar la energía de la naturaleza: la rueda hidráulica, que consigue energía extraída de una corriente de agua, río o cascada. Esta última se utilizó para moler harina. También se remplazaron las palas por baldes para extraer agua para riego. Parent (1666 - 1716), físico y matemático de París estudió por primera vez el funcionamiento de la rueda hidráulica, en su trabajo nos dice que existe una relación optima entra la velocidad de la rueda y la velocidad de la corriente de agua, con esta conclusión las mejoras no se hicieron esperar, se presenta la primer gran evolución ya que después del estudio se dio como resultado la construcción de las ruedas de impulso y de reacción que aprovechan la energía cinética y además son de menor tamaño. La utilización de la energía hidráulica data de la época de los griegos, quienes empleaban la rueda hidráulica llamada noria, que inventó Filón de Bizancio en el siglo III a.C, para bombear agua. Sin embargo, las primeras referencias detalladas de la rueda hidráulica, así como sus aplicaciones son desde los tiempos del imperio romano, cuando aparece la rueda hidráulica horizontal, también llamada “molino romano” y el molino de rueda vertical de paletas, que generalmente es denominado “molino tipo vitruviano”, llamado así en honor al Ingeniero romano Vitruvio quien estudió y documentó este tipo de rueda, que desarrollaron los romanos ante la insatisfacción con la rueda horizontal de los griegos debido a su baja eficiencia. Este tipo de molino descrito por Vitruvio fue el más común por muchos siglos, no solo en Europa sino también en América, principalmente en el norte del continente. Se conocía como "rota aquaría" y consistía en una llanta donde se fijaban unos cangilones con una serie de radios que le otorgaban rigidez.

Los griegos y romanos aplicaron la rueda hidráulica ampliamente. Y un ejemplo lo da la construcción por parte de estos, dos siglos antes de la era cristiana, de una

Usina hidráulica en el sur de Francia combinando16 ruedas entre sí, las que hacían trabajar a 32 molinos, que producían casi una tonelada de harina cada uno.

Los árabes también emplearon la ruedan hidráulica en tareas agrícolas. En provincias como Hispania (península Ibérica), que ha sido reconocida como parte importante en la producción y exportación de granos para Roma, prácticamente la totalidad del grano era molido para obtener harina, materia prima básica en la fabricación de pan, que constituía el principal pilar de la dieta de la época. Para esto, la mayoría de los molinos de grano estaban constituidos por dos muelas (una fija llamada solera y otra móvil o corredera), estas eran poco peraltadas y de pequeño diámetro, y podían moverse gracias al movimiento de la rueda producida por el agua, y en algunas ocasiones con la ayuda de por un hombre, a través de un taladro en el que se encajaba un mango de madera que se empuñaba con una mano. Con menor frecuencia han aparecido en otras provincias romanas molinos de muelas muy peraltadas, llamados molinos pompeyanos -por los magníficos ejemplares de este tipo hallados en la ciudad de Pompeya. Estos molinos requerían, por su tamaño mucho mayor, ser tirados por asnos y tenían naturalmente una capacidad de molienda bastante mayor. Además de los griegos y los romanos, en la antigüedad los egipcios emplearon la Sakia, (rueda hidráulica de compartimientos o cubos) para elevar agua. Se piensa que quizá también los sumerios emplearon la rueda hidráulica con otros fines.

La hidroelectricidad tuvo mucha importancia durante la Revolución Industrial. Impulsó las industrias textiles y del cuero y los talleres de construcción de máquinas a principios del siglo XIX. Para esta época ya se encontraban por lo menos medio millón de ruedas en Europa, en minas e industrias. Aunque las máquinas de vapor ya estaban perfeccionadas, el carbón era escaso y la madera poco satisfactoria como combustible. La energía hidráulica ayudó al crecimiento de las nuevas ciudades industriales que se crearon en Europa y América hasta la construcción decanales a mediados del siglo XIX, que proporcionaron carbón a bajo precio. Estas ruedas hidráulicas continuaron aplicándose en diversos campos durante mucho tiempo. Por ejemplo, en el siglo XIX se construyeron ingenios hidráulicos para elevar el agua a cierta altura sin necesidad de utilizar ruedas hidráulicas, aprovechando el fenómeno conocido como golpe de ariete. En general, aunque estas últimas ruedas hidráulicas sufrieron pocas modificaciones, no se presentaron cambios significativos hasta que en 1848 apareció la turbina a reacción de Francis, en 1880 la de impulsión de Pelton y en 1906 la de Kaplan. Todo esto permitió que las ruedas hidráulicas se transformaran en las modernas turbinas, ruedas rápidas y de buen rendimiento, que abren un nuevo campo de colaboración en el campo de la producción de energía motriz, gracias al descubrimiento de la inducción electromagnética que permite transformar la energía del agua en electricidad. En Colombia algunos de los registros sobre las primeras ruedas hidráulicas tienen que ver principalmente con el desarrollo en

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