[MÚSICA] [SONIDO] Hola, ¿qué tal? Soy el doctor Marcos Ángel González. En este módulo veremos un poco de la historia de los controladores y su aplicación. Ahora que sabemos qué es el control de estados físicos una pregunta a responder es, ¿cuáles fueron los primeros controladores? Si bien, la teoría de control es relativamente joven, su aplicación en sistemas automáticos en realidad es más antigua de lo que pensamos. En este módulo veremos solo algunos ejemplos representativos de las aplicaciones del control a lo largo de los siglos. >> Remontémonos a la Alejandría del siglo III antes de Cristo. Allí vivía un matemático e inventor de nombre Ctesibio, el padre de la neumática, cuya contribución al conocimiento de la humanidad está solo un poco más abajo que la de Arquímedes. >> ¿Cómo le hacían en ese entonces para medir el paso del tiempo? >> Sabemos que >> en el día se empleaban relojes de sol pero, ¿cómo lo hacían de noche? Una solución fueron los relojes de agua, que son mecanismos para medir el tiempo mediante el flujo regulado de un líquido hacia o desde un recipiente graduado. Tal vez la solución más simple sea un recipiente con un agujero que permita medir el tiempo conforme el contenido comienza a vaciarse. Aunque esto podría verse como un sistema de control de lazo abierto muy simple, en realidad hubo soluciones mucho más complejas y precisas. Así, entre los logros más notable de Ctesibio está un reloj de agua, también conocido como Clepsidra. Esta es una representación del siglo XIX de la Clepsidra. La manecilla del reloj sube mientras el flujo de agua llena un contenedor. Al mismo tiempo, una serie de engranes hacen rotar a un cilindro que indica la hora correspondiente. Un contemporáneo de Ctesibio fue el escritor griego Filón de Bizancio, que entre otras cosas llegó a escribir sobre mecánica. Ideó un dispositivo que de manera automática regula el nivel de aceite de una lámpara. Como podemos ver, este ingenioso dispositivo consta de dos recipientes que se comunican. El de arriba tiene dos tubos que vacían el aceite en el recipiente de abajo, es en este recipiente donde se encuentra la llama que consume el aceite. Y está conectado al recipiente de arriba por medio de otro tubo. Así, el aceite cae hasta que se compensa la presión que sufre el aire en el recipiente de arriba y deja de salir aceite. >> Además de los griegos, en otras partes del mundo, también ha habido gente con mucha inventiva y mucho antes. >> Es algo bien conocido que el ingenio chino es tan milenario como su cultura. Por ejemplo, crearon un carruaje de dos ruedas con un mecanismo tan ingenioso que sin importar la dirección que tomase la carroza, el dedo de una figura humana apuntaba siempre hacia el sur, incluso sobre terrenos irregulares. Ahora brinquemos al siglo XIV de nuestra era, donde la ciudad de Padua era uno de los centros artísticos de Italia. Allí se encuentra Giovanni Dondi, maestro relojero y médico. Entre sus inventos se encuentra el Astrarium que es un dispositivo que sirve para modelar el sistema solar, compuesto simultáneamente de un reloj astronómico y de un planetario, el cual no solamente propone una solución para la de por sí difícil medición precisa del tiempo sino que además incorpora un reloj astronómico que proporciona información relativa a la posición del sol, la luna, las constelaciones zodiacales y algunas veces hasta el movimiento de los planetas mayores. Dos siglos después en el norte de Europa, nos encontramos a Corneluis Drebbel, constructor e inventor holandés renombrado por haber construido el primer submarino que se conozca allá por 1620. El diseño original no fue suyo, sino de William Burne en 1578. Ambos trabajaban entonces para la marina real británica. El sumergible fue construido en un marco de madera forrado de piel. Drebbel tuvo muchas otras ideas brillantes, entre ellas la primera incubadora de pollos con un termostato de mercurio que de manera automática mantenía la temperatura constante. Este es uno de los primeros dispositivos de control realimentado que se conoce y también construyó un sistema de aire acondicionado y se le adjudica la invención del primer termómetro funcional. Algunos años más tarde hace su aparición Robert Hooke, filósofo y científico inglés contemporáneo de Newton que le disputó la paternidad de la ley de la gravitación universal, y que es conocido porque la ley sobre la elasticidad de los resortes lleva su nombre. En 1674 Hooke inventó un mecanismo para rotar telescopios a velocidad constante, lo que mejoró la precisión en las observaciones astronómicas. Por esas mismas fechas, en Francia estaba Denis Papin, físico e inventor francés, muy conocido por sus trabajos sobre el empleo del poder del vapor. Alrededor de 1681, inventó la olla a presión que hoy en día nos es muy familiar. La llamó digestor a vapor y la hizo como un intento de reducir el tiempo de cocción de la comida, la primera olla express de la historia. La clave del invento es una válvula de seguridad para regular la presión del vapor. Entre 1705 y 1707 empleó su válvula de seguridad para la creación de una máquina de vapor. De regreso a Inglaterra unas décadas después, tenemos a Thomas Newcomen, herrero e inventor. En 1712 asesorado por Hooke, creó la máquina de vapor atmosférica o máquina de Newcomen. En esta máquina el movimiento de vaivén creado era aprovechado para accionar una bomba, que generalmente se empleaba para extraer el agua de las minas. Sin embargo, una gran desventaja era que el calentar y enfriar continuamente el depósito invariablemente provocaba roturas en el mismo. Hemos visto un molino de viento, ¿no? Antes en ninguno de ellos se variaba la orientación de las aspas, por lo que si el viento no incidía de frente a ellas no se extraía mucha energía. Para mejorarlos, en 1745 Edmund Lee también en Inglaterra inventó la cola de molino, lo que creó los primeros molinos de viento automáticos. Con esta, cuando el viento cambia de dirección y golpea las paletas de la cola, estas generan una rotación que alínea las aspas con la nueva dirección del viento, mejorando el desempeño del molino. En 1758, nuevamente en el Reino Unido, el británico James Brindley patenta una válvula accionada por un flotador en un calentador de vapor. Este regulador se empleaba en una máquina de vapor para bombear agua. En Rusia también había muchos inventores activos. Por estas fechas, Ivan Ivanovich Polzunov ideó una máquina de vapor de 32 caballos de fuerza para el bombeo de aire en una fundidora de acero. La característica principal de este ingenio era un flotador que regulaba el nivel de agua, y que por primera vez se empleaba no uno sino dos cilindros. Un par de décadas después, James Watt, inventor escocés, emplea un regulador centrífugo para controlar la velocidad de una máquina de vapor. No dejemos fuera a Alemania de estos desarrollos. Joseph Von Fraunhofer fue un astrónomo, óptico y físico alemán, quien en 1824 construyó un gran telescopio refractor en el observatorio de Dorpat en Estonia, hoy observatorio de Tartu, cuya principal característica es que era capaz de moverse de manera síncrona con la tierra movido por un mecanismo de reloj y controlado por un regulador centrífugo, que hacía uso de la fricción para oponerse al movimiento del regulador. Ahora en Francia, Leon Foucault ideó el famoso péndulo que lleva su nombre y mejoró la medición de la velocidad de la luz. Pero para la historia del control que es la que nos incumbe, la contribución más importante de Foucault fue inventar el giróscopo o giroscopio, el cual es un dispositivo mecánico que sirve para medir, mantener o cambiar la orientación en el espacio de algún aparato o vehículo. El apellido Otis lo podemos leer con cierta frecuencia cuando abordamos un elevador. Viajemos ahora a los Estados Unidos de América. Elisha Otis fue un inventor estadounidense que diseñó un dispositivo de seguridad para ascensores. La historia del elevador se remonta a la antigua Grecia, donde Arquímedes desarrolló dispositivos para elevar pesos con cuerdas y poleas, y también hay registros de la edad media que muestran al montacargas levantando hombres y materiales. Incluso Luis XV de Francia mandó a instalar un ascensor para su uso personal en 1743. you para 1850, elevadores hidráulicos y de vapor estaban en uso, pero solo con el invento de Otis, este fue seguro para el uso de pasajeros. Nikola Tesla, estadounidense de origen serbio fue un inventor, ingeniero, mecánico y eléctrico. Sin duda, uno de los mayores genios de la historia. En 1898 Tesla presentó en la ciudad de Nueva York el bote hélice controlado por radio, el teleautomaton RC considerado el primer prototipo de cualquier dispositivo controlado de manera remota, you sea por tierra, mar o aire, el primer aparato con control remoto. >> Volar fue por centurias uno de los sueños perseguidos por el hombre. Muchas personas lo intentaron durante muchos años, entre ellos el mismísimo Leonardo DaVinci. Aquí podemos ver diferentes dispositivos que él ideó para ese fin, por ejemplo el paracaídas, las alas para vuelo e incluso el helicóptero. >> Los hermanos Wright estuvieron entre ellos, fueron los que crearon la primera máquina voladora a motor construido. Aunque otros lo intentaron antes, la clave del éxito de estos hermanos estuvo en el alaveo de las alas, es decir en deformarlas momentáneamente para compensar el efecto de la fuerza centrípeta durante un viaje. Más importante aún es que los hermanos Wright entendieron el compromiso entre controlabilidad y estabilidad. Al introducir un operario, cerraron el lazo de control, facilitando de esta forma el vuelo. >> Hasta ahora hemos visto desarrollos hechos por inventores, en los cuales los mecanismos de control han sido desarrollados a partir de maquetas, dibujos, bosquejos y en buena parte con prueba y error. Generalmente esa es una buena práctica, y nos permite obtener mecanismos maravillosos que tienen ciertas aplicaciones. Es más, en estos días es muy común emplear bocetos y maquetas para obtener prototipos como los que vemos aquí. Sin embargo, esa forma de trabajo tiene también sus inconvenientes. Por ejemplo hay que hacer bosquejos, muchos bosquejos. Además, cualquier cambio en el diseño del sistema implicará costos porque tendremos que hacer cambios en la propia maqueta. Los sistemas de hoy en día son mucho más complejos y requieren de muchos más elementos para funcionar. Entonces, ¿qué hizo la gente para conocer el comportamiento de los sistemas y para enseñar sistemas de control sin tener que enfrentarse a esos inconvenientes? [MÚSICA] [MÚSICA] [MÚSICA] [MÚSICA]
