◙ Gruas y Polipastos Antiguos

Gruas y Polipastos Antiguos

Los arqueólogos suponen que las grúas se utilizaron en Grecia desde el año 1000 aC. En la antigua Grecia, la grúa se utiliza ampliamente y esto ha sido corroborado. Muchos templos griegos tienen piedras con los orificios. Estos orificios dan la impresión de que se colocaron con el uso de un dispositivo de elevación.

El desarrollo de la grúa reemplazó a la antigua tecnología de rampa que anteriormente se utilizó para crear grandes estructuras. Las Pirámides en Egipto son un ejemplo.  Sin el embargo el uso del sistema del torno y de la polea significó que la grúa sustituyó a la rampa, y se hizo más móvil.

Origen de la grúa:  la polea

Las primeras gruas en Grecia aparecen alrededor del final de los principios del siglo IV  AC. Romanos, para construir grandes monumentos, adoptaron la tecnología griega y la desarrollaron aún más. Las grúas más antiguas constaban de una cuerda enrrollada  en una polea expandida o torno. La polea se utilizó desde el siglo VIII o IX aC. principalmente para extraer agua de los pozos.  Una sola polea no ofrece ninguna ventaja mecánica en sí misma, pero cambia la dirección del esfuerzo: es más fácil tirar hacia abajo en el lugar de hacerlo hacia arriba.

El esfuerzo tirando hacia abajo es aproximadamente el doble que hacerlo tirando hacia arriba.  La ventaja mecánica de las grúas aumentó con el tiempo. Una mejora importante a partir del cuarto siglo AC y todavía utiliza hoy en la polea compuesta: una combinación de poleas en un bloque. La ventaja mecánica es igual al número de poleas utilizadas.

Multiplicacion de fuerzas

Una grúa con una polea triple (un “Tripastos”) tiene dos poleas unidas a la grúa y una polea libre suspendida de ellas. Ofrece una ventaja mecánica de 3 a 1. Una grúa con cinco poleas en una disposición similar (denominada “Pentaspastos”) ofrece una ventaja mecánica de 5 a 1.  La desventaja de la polea compuesta en la distancia y la velocidad de elevación. Levantar una carga a 10 metros con un Trispastos requiere el tirón de metros pies de soga. El levantamiento de una carga de 10 metros con un Pentaspastos requiere el tirón de la cuerda o soga de 50 metros.

Tambien hay que tener en cuenta el rozamiento de la soga contra las poleas. A mayor cantidad de poleas , mayor rozamiento y baja el rendimiento del equipo de elevación.

 Cabrestantes

Otra mejora fue la introducción del cabrestante que reemplaza el tirón de la cuerda en forma manual. Se inventó alrededor de la misma época que la polea compuesta. Ambos utilizan palancas insertadas en ranuras en un tambor para conseguir una ventaja mecánica en rotación circular, dada por el radio de la viga al radio del tambor o eje. La ventaja mecánica de un torno es el radio del eje respecto al radio de las palancas insertadas.

Por lo tanto, un eje de 10 cm con palancas de 60 cm tiene una ventaja mecánica de 12 a 1. Un hombre que opera el cabrestante puede así levantar 12 veces más de lo que podía tirando de una cuerda. 

Grua de Rueda (con tracción humana)

Un elemento con mucho más potencia que el cabrestante era la Grua de rueda. Se mencionó por primera vez en 230 AC. Y se mantuvo como un elemento muy importante de las grúas hasta la segunda mitad del siglo XIX. Las gruas de rueda, podrian tener un diámetro de 4 a 9 metros-

Tenian una mayor potencia mecánica que los cabrestantes. El radio de la rueda es mayor en comparación con el radio del eje. La energía generada por una persona es reemplazada por la mayor energía de una persona que camina (sin correr) dentro de la rueda.

Una grua de rueda con un radio de rueda de 2 metros  y un radio de eje de 15 cm tiene una ventaja mecánica de 14 a uno.  Con una potencia mecánica de 14 a 1, un operador en una Grua de rueda que ejerce una fuerza de 100 kilos, podría así elevar una carga de 1400 kilos. 

Las grúas portuarias de la Edad Media estaban equipadas con dos ruedas solidarias al mismo eje, una en cada extremo del mismo. De este modo la potencia total de elevación de una grúa de propulsión humana se duplicaria  tomando el ejemplo anterior. Muchas gruas de ruada fueron construidas con el ancho suficiente como para que dos personas caminen lado a lado por cada una de las ruedas.

Una grúa con dos ruedas de rodadura podía ser accionada por 4 operadores. Este tipo de dispositivo lleva la energía máxima de elevación de la grua de rueda del ejemplo anterior, al nivel casi comparable de una grúa moderna. Incluso considerando una pérdida del 20 por ciento debido a la fricción. Esto todavía es una carga considerable para la epoca que estamos tratando.

grua de puerto antigua mejor polipasto

 

see the history of  The Treadwheels  in the middle ages

 

 

 

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