ESFUERZO HUMANO EN LA ACTIVIDAD LABORALEl siguiente texto tendr
como enfoque central abordar algunos planteamientos que se han
hecho alrededor del aprovechamiento del esfuerzo humano para
obtener resultados satisfactorios en la actividad laboral, es
decir, la importancia que tiene este esfuerzo para alcanzar logros
en la productividad no solo personal sino a nivel empresarial. Para
este objetivo se har nfasis en tres aspectos que a mi consideracin
esclarecen el tema. En primer lugar, se explicar a groso modo el
esfuerzo humano planteado a travs de la historia que se remonta a
los ideales de la revolucin industrial; en segundo lugar se tratarn
temas tales como algunas definiciones del esfuerzo y talento
humano, ambos como recursos de la actividad laboral; y por ultimo
cmo se hace ver que el esfuerzo humano no es un recurso de la
empresa sino un recurso personal. Para partir de este orden de
ideas, es pertinente entonces considerar que la revolucin
industrial trajo consigo cambios notorios en la sociedad, pues se
paso de tener la esclavitud, propiedad privada (dos clases: hombres
propietarios y hombres sin tierras) a la aparicin del movimiento
obrero, a la rebelin de pensamiento, esto indica que estuvo
impulsada por el nuevo cambio paradigmtico de la edad media a la
moderna, y que para entonces la racionalidad del hombre era
privilegiada frente a los problemas de la fe; es importante tener
en cuenta dichos cambios, ya que fueron estos los que establecieron
las prioridades y las exigencias de los individuos dentro de la
esfera laboral, y fue precisamente ello lo que llevo a que
pensadores como Marx se dedicaran a tratar este tema. Sin embargo
esta revolucin provoco condiciones laborales muy desfavorables
tales como largosLa accin humanaLa accin humana: Tratado de economa
es el opus magnum del economista austriaco Ludwig von Mises,
escrito en 1949 en idioma ingls (como Human Action). En l se
presenta una causa por el capitalismo laissez faire sobre la base
de la praxeologa de Mises, una investigacin racional sobre la toma
de decisiones de las personas. Rechaza el positivismo dentro de la
economa.La accin humana es una conducta consciente, movilizada
voluntad transformada en actuacin, que pretende alcanzar precisos
fines y objetivos; es una reaccin consciente delegoante los
estmulos y las circunstancias del ambiente; es una reflexiva
acomodacin a aquella disposicin del universo que est influyendo en
la vida del sujeto.
Qu es seguridad? Podemos entender como seguridad una
caracterstica de cualquier sistema (informtico o no) que nos indica
que ese sistema est libre de todo peligro, dao o riesgo, y que es,
en cierta manera, infalible. Como esta caracterstica,
particularizando para el caso de sistemas operativos o redes de
computadores, es muy difcil de conseguir (segn la mayora de
expertos, imposible), se suaviza la definicin de seguridad y se
pasa a hablar de fiabilidad (probabilidad de que un sistema se
comporte tal y como se espera de l) ms que de seguridad; por tanto,
se habla de sistemas fiables en lugar de hacerlo de sistemas
seguros.
A grandes rasgos se entiende que mantener un sistema seguro (o
fiable) consiste bsicamente en garantizar tres aspectos ([Pfl97]):
confidencialidad, integridad y disponibilidad. Algunos estudios
([Lap91],[Olo92]...) integran la seguridad dentro de una propiedad
ms general de los sistemas, la confiabilidad, entendida como el
nivel de calidad del servicio ofrecido. Consideran la
disponibilidad como un aspecto al mismo nivel que la seguridad y no
como parte de ella, por lo que dividen esta ltima en slo las dos
facetas restantes, confidencialidad e integridad. En este trabajo
no seguiremos esa corriente por considerarla minoritaria.
>Qu implica cada uno de los tres aspectos de los que
hablamos? La confidencialidad nos dice que los objetos de un
sistema han de ser accedidos nicamente por elementos autorizados a
ello, y que esos elementos autorizados no van a convertir esa
informacin en disponible para otras entidades; la integridad
significa que los objetos slo pueden ser modificados2.1 por
elementos autorizados, y de una manera controlada, y la
disponibilidad indica que los objetos del sistema tienen que
permanecer accesibles a elementos autorizados; es el contrario de
la negacin de servicio. Generalmente tienen que existir los tres
aspectos descritos para que haya seguridad: un sistema Unix puede
conseguir confidencialidad para un determinado fichero haciendo que
ningn usuario (ni siquiera el root) pueda leerlo, pero este
mecanismo no proporciona disponibilidad alguna.Caja de cambiosEn
los vehculos, la caja de cambios o caja de velocidades (tambin
llamada simplemente caja) es el elemento encargado de obtener en
las ruedas el par motor suficiente para poner en movimiento el
vehculo desde parado, y una vez en marcha obtener un par suficiente
en ellas para vencer las resistencias al avance, fundamentalmente
las derivadas del perfil aerodinmico, de rozamiento con la rodadura
y de pendiente en ascenso.Fundamentos El motor de combustin interna
alternativo, al revs de lo que ocurre con la mquina de vapor o el
motor elctrico, necesita un rgimen de giro suficiente (entre un 30%
y un 40% de las rpm mximas) para proporcionar la capacidad de
iniciar el movimiento del vehculo y mantenerlo luego. Aun as, hay
que reducir las revoluciones del motor en una medida suficiente
para tener el par suficiente; es decir si el par requerido en las
ruedas es 10 veces el que proporciona el motor, hay que reducir 10
veces el rgimen. Esto se logra mediante las diferentes relaciones
de desmultiplicacin obtenidas en el cambio, ms la del grupo de
salida en el diferencial. El sistema de transmisin proporciona las
diferentes relaciones de engranes o engranajes, de tal forma que la
misma velocidad de giro del cigeal puede convertirse en distintas
velocidades de giro en las ruedas. El resultado en la ruedas de
traccin es la disminucin de velocidad de giro con respecto al
motor, y el aumento en la misma medida del par motor. esto se
entender mejor con la expresin de la potencia P en un eje
motriz:{}}donde: es la potencia (en W) es el par motor (en Nm) es
la velocidad angular (en rad/s)En funcin de esto, si la velocidad
de giro (velocidad angular) transmitida a las ruedas es menor, el
par motor aumenta, suponiendo que el motor entrega una potencia
constante.La caja de cambios tiene pues la misin de reducir el
nmero de revoluciones del motor, segn el par necesario en cada
instante. Adems de invertir el sentido de giro en las ruedas,
cuando las necesidades de la marcha as lo requieren. Va acoplada al
volante de inercia del motor, del cual recibe movimiento a travs
del embrague, en transmisiones manuales; o a travs del convertidor
de par, en transmisiones automticas. Acoplado a ella va el resto
del sistema de transmisin.Existe adems otra razn para su uso.
Debido a las caractersticas de construccin del motor de combustin
interna, las curvas de par, potencia y rendimiento (razn entre
potencia obtenida en la combustin y potencia til entregada a la
salida), tienen esta forma:
Esquema de curva par-velocidad de un motor de combustinObsrvese
que hay una zona el la que el motor est entregando una potencia
elevada, con un alto par y un rendimiento tambin elevado. Es
deseable que el motor siempre estuviera funcionando en estas
condiciones, sin embargo, cuando la velocidad del motor sobrepasa
esta zona, se pierde par, adems de que el rendimiento desciende
rpidamente. Puede ser, que incluso si no se cambia de marcha, el
motor no suministre suficiente par como para continuar acelerando
el vehculo, adems de todos los inconvenientes que supone tener
elementos girando a velocidades tan altas como 7000-8000 rpm (para
un motor corriente, esto supone alto desgaste , adems de ruidos e
incrementos demasiado elevados de temperatura, y a largo plazo
puede originar el fallo de alguna pieza).Debido a esto, es
necesario reducir la velocidad del motor al sobrepasar esta zona (o
bien aumentarla si lo que se hace es frenar el vehculo). Como no
interesa alterar la velocidad del vehculo segn las necesidades del
motor, sino al contrario, se instala una caja de cambios que
permite modificar la relacin existente entre la velocidad angular
de giro de las ruedas del vehculo y el giro del cigueal (rpm que
indica el tacmetro del vehculo). A travs de las relaciones
cinmaticas de engranajes, se demuestra que esta relacin es de tipo
lineal.
VelocidadesSupongamos que se tiene una caja de cambios de 4
velocidades que presenta una relacin entre velocidad del vehculo y
en el motor que obedece a la grfica inferior. Obsrvese la zona de
mxima eficiencia en color rojo. Cuando el vehculo llega a 20km/h
empieza el motor a funcionar fuera de dicha zona, lo que implica
pasar a la 2 velocidad. Al cambiar a dicha marcha, el motor ya
funciona en un rgimen inferior a dicha zona, pero al acelerar se
alcanzar. Al llegar a 50km/h se repetira la accin con la 3 marcha,
etc. Constitucin de cajas de cambios La caja de cambios est
constituida por una serie de ruedas dentadas dispuestas en tres
rboles. rbol primario. Recibe el movimiento a la misma velocidad de
giro que el motor. Habitualmente lleva un nico pin conductor en las
cajas longitudinales para traccin trasera o delantera. En las
transversales lleva varios piones conductores. Gira en el mismo
sentido que el motor. rbol intermedio o intermediario. Es el rbol
opuesto o contraeje. Consta de un pin corona conducido que engrana
con el rbol primario, y de varios piones (habitualmente tallados en
el mismo rbol) y que son solidarios al eje que pueden engranar con
el rbol secundario en funcin de la marcha seleccionada.Gira en el
sentido opuesto al motor.En las cajas transversales este eje no
existe. rbol secundario.
Consta de varios engranajes conducidos que estn montados sueltos
en el rbol, pero que se pueden hacer solidarios con el mismo
mediante un sistema de desplazables. Gira en el mismo sentido que
el motor(cambios longitudinales), y en sentido inverso en las cajas
transversales. En otros tipos de cambio, especialmente motocicletas
y automviles y camiones antiguos, los piones se desplazan enteros
sobre el eje.La posicin axial de cada rueda es controlada por unas
horquillas accionadas desde la palanca de cambios y determina qu
pareja de piones engranan entre el secundario y el intermediario. ,
o entre primario y secundario segn sea cambio longitudinal o
transversal. Cuando se utilizan sincronizadores, el acoplamiento
tangencial puede liberarse en funcin de la posicin axial de estos y
las ruedas dentadas no tienen libertad de movimiento axial. Esto es
lo que ocurre en las cajas manuales actuales. Las ruedas dentadas
estn fijas en el eje y montadas sobre un cojinete, de manera que
pueden moverse a distinta velocidad que l. Estas ruedas estn
engranadas permanentemente con las del eje intermedio, y cuando se
cambia de marcha uno de los desplazables hace solidario el
movimiento de la rueda con el del eje, producindose lo que se
denomina sincronizacin. Por esta razn, el eje secundario lleva un
estriado entre cada pareja de ruedas.En las cajas transversales, la
reduccin o desmultiplicacin final eje secundario/corona del
diferencial invierte de nuevo el giro, con lo que la corona gira en
el mismo sentido que el motor.
Eje de marcha atrs. Lleva un pin que se interpone entre los
rboles intermediario y secundario (longitudinal) o primario y
secundario (transversal) para invertir el sentido de giro habitual
del rbol secundario. En el engranaje de marcha atrs, normalmente se
utiliza un dentado recto, en lugar de un dentado helicoidal, ms
sencillo de fabricar. Asimismo, cuando el pin se interpone, cierra
dos contactos elctricos de un conmutador que permite lucir la luz o
luces de marcha atrs, y al soltarlo, vuelve a abrir dichos
contactos. Todos los rboles se apoyan, por medio de cojinetes,
axiales, en la carcasa de la caja de cambios, que suele ser de
fundicin gris,(ya en desuso) aluminio o magnesio y sirve de
alojamiento a los engranajes, dispositivos de accionamiento y en
algunos casos el diferencial, as como de recipiente para el aceite
de engrase. En varios vehculos como algunos camiones, vehculos
agrcolas o automviles todoterreno, se dispone de dos cajas de
cambios acopladas en serie, mayoritariamente mediante un embrague
intermedio. En la primera caja de cambios se disponen pocas
relaciones de cambio hacia delante, normalmente 2, (directa y
reductora); y una marcha hacia atrs, utilizando el eje de marcha
atrs para invertir el sentido de rotacin. La lubricacin puede
realizarse mediante uno de los siguientes sistemas: Por barboteo.
Mixto. A presin. A presin total. Por crter seco.Clasificacin de
cajas de cambios Existen varios tipos de cajas de cambios y
diversas maneras de clasificarlas. Hasta el momento en que no se
haban desarrollado sistemas de control electrnico la distincin era
mucho ms sencilla e intuitiva ya que describa su construccin y
funcionamiento. En tanto que se han desarrollado sistemas de
control electrnico para cajas se da la paradoja que existen cajas
manuales con posibilidad de accionamiento automatizado (por ejemplo
Alfa Romeo) y cajas automticas con posibilidad de intervencin
manual. La clasificacin en funcin de su accionamiento es una de las
clasificaciones aceptadas por mayor nmero de autoresEl tiempo El
tiempo es una magnitud fsica con la que medimos la duracin o
separacin de acontecimientos, sujetos a cambio, de los sistemas
sujetos a observacin; esto es, el perodo que transcurre entre el
estado del sistema cuando ste presentaba un estado X y el instante
en el que X registra una variacin perceptible para un observador (o
aparato de medida). El tiempo permite ordenar los sucesos en
secuencias, estableciendo un pasado, un futuro y un tercer conjunto
de eventos ni pasados ni futuros respecto a otro. En mecnica clsica
esta tercera clase se llama "presente" y est formada por eventos
simultneos a uno dado. En mecnica relativista el concepto de tiempo
es ms complejo: los hechos simultneos ("presente") son relativos al
observador, salvo que se produzcan en el mismo lugar del espacio;
por ejemplo, un choque entre dos partculas. Su unidad bsica en el
Sistema Internacional es el segundo, cuyo smbolo es (debido a que
es un smbolo y no una abreviatura, no se debe escribir con
mayscula, ni como "seg", ni agregando un punto poste
El concepto fsico del tiempo Dados dos eventos puntuales E1 y
E2, que ocurren respectivamente en instantes de tiempo t1 y t2, y
en puntos del espacio diferentes P1 y P2, todas las teoras fsicas
admiten que stos pueden cumplir una y slo una de las siguientes
tres condiciones:[1] Es posible para un observador estar presente
en el evento E1, y luego estar en el evento E2, y en ese caso se
afirma que E1 es un evento anterior a E2. Adems, si eso sucede, ese
observador no podr verificar 2. Es posible para un observador estar
presente en el evento E2 y luego estar en el evento E1, y en ese
caso se afirma que E1 es un evento posterior a E2. Adems si eso
sucede, ese observador no podr verificar 1. Es imposible, para un
observador puntual, estar presente en los dos eventos E1 y E2. Dado
un evento cualquiera, el conjunto de eventos puede dividirse segn
esas tres categoras anteriores. Es decir, todas las teoras fsicas
permiten, fijado un evento, clasificar a los eventos en: (1)
pasado, (2) futuro y (3) resto de eventos (ni pasados ni futuros).
La clasificacin de un tiempo presente es debatible por la poca
durabilidad de este intervalo que no se puede medir como un estado
actual sino como un dato que se obtiene en una continua sucesin de
eventos. En mecnica clsica esta ltima categora est formada por los
sucesos llamados simultneos, y en mecnica relativista, por los
eventos no relacionados causalmente con el primer evento. Sin
embargo, la mecnica clsica y la mecnica relativista difieren en el
modo concreto en que puede hacerse esa divisin entre pasado, futuro
y otros eventos y en el hecho de que dicho carcter pueda ser
absoluto o relativo respecto al contenido de los conjuntos. Vanse
tambin: Causalidad (fsica), Paradoja de los gemelos y
Espacio-tiempo.El tiempo en mecnica clsica En la mecnica clsica, el
tiempo se concibe como una magnitud absoluta, es decir, es un
escalar cuya medida es idntica para todos los observadores (una
magnitud relativa es aquella cuyo valor depende del observador
concreto). Esta concepcin del tiempo recibe el nombre de tiempo
absoluto. Esa concepcin est de acuerdo con la concepcin filosfica
de Kant, que establece el espacio y el tiempo como necesarios para
cualquier experiencia humana. Kant asimismo concluy que el espacio
y el tiempo eran conceptos subjetivos. Fijado un evento, cada
observador clasificar el resto de eventos segn una divisin
tripartita clasificndolos en: (1) eventos pasados, (2) eventos
futuros y (3) eventos ni pasados y ni futuros. La mecnica clsica y
la fsica pre-relativista asumen: Fijado un acontecimiento concreto
todos los observadores sea cual sea su estado de movimiento
dividirn el resto de eventos en los mismos tres conjuntos (1), (2)
y (3), es decir, dos observadores diferentes coincidirn en qu
eventos pertenecen al pasado, al presente y al futuro, por eso el
tiempo en mecnica clsica se califica de "absoluto" porque es una
distincin vlida para todos los observadores (mientras que en
mecnica relativista esto no sucede y el tiempo se califica de
"relativo"). En mecnica clsica, la ltima categora, (3), est formada
por un conjunto de puntos tridimensional, que de hecho tiene la
estructura de espacio eucldeo (el espacio en un instante dado).
Fijado un evento, cualquier otro evento simultneo, de acuerdo con
la mecnica clsica estra situado en la categora (3). Aunque dentro
de la teora especial de la relatividad y dentro de la teora general
de la relatividad, la divisin tripartita de eventos sigue siendo
vlida, no se verifican las ltimas dos propiedades: El conjunto de
eventos ni pasados ni futuros no es tridimensional, sino una regin
cuatridimensional del espacio tiempo. No existe una nocin de
simultaneidad indepediente del observador como en mecnica clsica,
es decir, dados dos observadores diferentes en movimiento relativo
entre s, en general diferirn sobre qu eventos sucedieron al mismo
tiempo.El tiempo en mecnica relativista
En mecnica relativista la medida del transcurso del tiempo
depende del sistema de referencia donde est situado el observador y
de su estado de movimiento, es decir, diferentes observadores miden
diferentes tiempos transcurridos entre dos eventos causalmente
conectados. Por tanto, la duracin de un proceso depende del sistema
de referencia donde se encuentre el observador. De acuerdo con la
teora de la relatividad, fijados dos observadores situados en
diferentes marcos de referencia, dos sucesos A y B dentro de la
categora (3) (eventos ni pasados ni futuros), pueden ser percibidos
por los dos observadores como simultneos, o puede que A ocurra
"antes" que B para el primer observador mientras que B ocurre
"antes" de A para el segundo observador. En esas circunstancias no
existe, por tanto, ninguna posibilidad de establecer una nocin
absoluta de simultaneidad independiente del observador. Segn la
relatividad general el conjunto de los sucesos dentro de la
categora (3) es un subconjunto tetradimensional topolgicamente
abierto del espacio-tiempo. Cabe aclarar que esta teora slo parece
funcionar con la rgida condicin de dos marcos de referencia
solamente. Cuando se agrega un marco de referencia adicional, la
teora de la Relatividad queda invalidada: el observador A en la
tierra percibir que el observador B viaja a mayor velocidad dentro
de una nave espacial girando alrededor de la tierra a 7,000
kilmetros por segundo. El observador B notar que el dato de tiempo
al reloj. se ha desacelerado y concluye que el tiempo se ha
dilatado por causa de la velocidad de la nave. Un observador C
localizado fuera del sistema solar, notar que tanto el hombre en
tierra como el astronauta girando alrededor de la tierra, estn
viajando simultneamente -la nave espacial y el planeta tierra- a 28
kilmetros por segundo alrededor del sol. La ms certera conclusin
acerca del comportamiento del reloj en la nave espacial, es que ese
reloj est funcionando mal, porque no fue calibrado ni probado para
esos nuevos cambios en su ambiente. Esta conclusin est respaldada
por el hecho que no existe prueba alguna que muestre que el tiempo
es objetivo. Slo si dos sucesos estn atados causalmente todos los
observadores ven el suceso "causal" antes que el suceso "efecto",
es decir, las categoras (1) de eventos pasados y (2) de de eventos
futuros causalmente ligados s son absolutos. Fijado un evento E el
conjunto de eventos de la categora (3) que no son eventos ni
futuros ni pasados respecto a E puede dividirse en tres
subconjuntos: (a) El interior topolgico de dicho conjunto, es una
regin abierta del espacio-tiempo y constituye un conjunto acronal.
Dentro de esa regin dados cualesquiera dos eventos resulta
imposible conectarlos por una seal luminosa que emitida desde el
primer evento alcance el segundo. (b) La frontera del futuro o
parte de la frontera topolgica del conjunto, tal que cualquier
punto dentro de ella puede ser alcanzado por una seal luminosa
emitida desde el evento E. (c) La frontera del pasado o parte de la
frontera topolgica del conjunto, tal que desde cualquier punto
dentro de ella puede enviarse una seal luminosa que alcance el
evento E. Las curiosas relaciones causales de la teora de la
relatividad, conllevan a que no existe un tiempo nico y absoluto
para los observadores, de hecho cualquier observador percibe el
espacio-tiempo o espacio tetradimensional segn su estado de
movimiento, la direccin paralela a su cuadrivelocidad coincidir con
la direccin temporal, y los eventos que acontecen en las
hipersuperficies espaciales perpendiculares en cada punto a la
direccin temporal, forman el conjunto de acontecimientos simultneos
para ese observador. Lamentablemente, dichos conjuntos de
acontecimientos percibidos como simultneos difieren de un
observador a otro.Dilatacin del tiempo Si el tiempo propio es la
duracin de un suceso medido en reposo respecto a ese sistema, la
duracin de ese suceso medida desde un sistema de referencia que se
mueve con velocidad constante con respecto al suceso viene dada
por: El tiempo en mecnica cuntica En mecnica cuntica debe
distinguirse entre la mecnica cuntica convencional, en la que puede
trabajarse bajo el supuesto clsico de un tiempo absoluto, y la
mecnica cuntica relativista, dentro de la cual, al igual que sucede
en la teora de la relatividad, el supuesto de un tiempo absoluto es
inaceptable e inapropiado.La flecha del tiempo y la entropa Se ha
sealado que la direccin del tiempo est relacionada con el aumento
de entropa, aunque eso parece deberse a las peculiares condiciones
que se dieron durante el Big Bang. Aunque algunos cientficos como
Penrose han argumentado que dichas condiciones no seran tan
peculiares si consideramos que existe un principio o teora fsica ms
completa que explique por qu nuestro universo, y tal vez otros,
nacen con condiciones iniciales aparentemente improbables, que se
reflejan en una bajsima entropa inicial.La medicin del tiempo La
cronologa (histrica, geolgica, etc.) permite datar los momentos en
los que ocurren determinados hechos (lapsos relativamente breves) o
procesos (lapsos de duracin mayor). En una lnea de tiempo se puede
representar grficamente los momentos histricos en puntos y los
procesos en segmentos. Las formas e instrumentos para medir el
tiempo son de uso muy antiguo, y todas ellas se basan en la medicin
del movimiento, del cambio material de un objeto a travs del
tiempo, que es lo que puede medirse. En un principio, se comenzaron
a medir los movimientos de los astros, especialmente el movimiento
aparente del Sol, dando lugar al tiempo solar aparente. El
desarrollo de la astronoma hizo que, de manera paulatina, se fueron
creando diversos instrumentos, tales como los relojes de sol, las
clepsidras o los relojes de arena y los cronmetros. Posteriormente,
la determinacin de la medida del tiempo se fue perfeccionando hasta
llegar al reloj atmico. Todos los relojes modernos desde la
invencin del reloj mecnico, han sido construidos con el mismo
principio del "tic tic tic". El reloj atmico est calibrado para
contar 9,192,631,770 vibraciones del tomo de Cesio para luego hacer
un "tic".Caja de cambios
Caja de cambios de motocicleta.En losvehculos, lacaja de
cambiosocaja de velocidades(tambin llamada simplementecaja) es el
elemento encargado de obtener en las ruedas elpar motorsuficiente
para poner en movimiento el vehculo desde parado, y una vez en
marcha obtener un par suficiente en ellas para vencer las
resistencias al avance, fundamentalmente las derivadas del perfil
aerodinmico, de rozamiento con la rodadura y de pendiente en
ascenso.FundamentoElmotor de combustin interna alternativo, al revs
de lo que ocurre con la mquina de vapor o el motor elctrico,
necesita un rgimen de giro suficiente (entre un 30% y un 40% de las
rpm mximas) para proporcionar la capacidad de iniciar el movimiento
del vehculo y mantenerlo luego. Aun as, hay que reducir las
revoluciones del motor en una medida suficiente para tener el par
suficiente; es decir si el par requerido en las ruedas es 10 veces
el que proporciona el motor, hay que reducir 10 veces el rgimen.
Esto se logra mediante las diferentes relaciones
dedesmultiplicacinobtenidas en el cambio, ms la del grupo de salida
en eldiferencial. El sistema detransmisinproporciona las diferentes
relaciones de engranes oengranajes, de tal forma que la
mismavelocidadde giro delcigealpuede convertirse en distintas
velocidades de giro en lasruedas. El resultado en la ruedas de
traccin es la disminucin de velocidad de giro con respecto al
motor, y el aumento en la misma medida delpar motor. esto se
entender mejor con la expresin de la potencia P en un eje
motriz:{}}donde: es la potencia (enW) es el par motor (enNm) es la
velocidad angular (enrad/s)En funcin de esto, si la velocidad de
giro (velocidad angular) transmitida a las ruedas es menor, el par
motor aumenta, suponiendo que el motor entrega
unapotenciaconstante.La caja de cambios tiene pues la misin de
reducir el nmero de revoluciones del motor, segn el par necesario
en cada instante. Adems de invertir el sentido de giro en las
ruedas, cuando las necesidades de la marcha as lo requieren. Va
acoplada al volante de inercia del motor, del cual recibe
movimiento a travs delembrague, entransmisiones manuales; o a travs
delconvertidor de par, entransmisiones automticas. Acoplado a ella
va el resto del sistema de transmisin.Existe adems otra razn para
su uso. Debido a las caractersticas de construccin del motor de
combustin interna, las curvas de par, potencia y rendimiento (razn
entre potencia obtenida en la combustin y potencia til entregada a
la salida), tienen esta forma:Obsrvese que hay una zona el la que
el motor est entregando unapotencia elevada, con un alto par y un
rendimiento tambin elevado. Es deseable que el motor siempre
estuviera funcionando en estas condiciones, sin embargo, cuando la
velocidad del motor sobrepasa esta zona, se pierde par, adems de
que el rendimiento desciende rpidamente. Puede ser, que incluso si
no se cambia de marcha, el motor no suministre suficiente par como
para continuar acelerando el vehculo, adems de todos los
inconvenientes que supone tener elementos girando a velocidades tan
altas como7000-8000 rpm(para un motor corriente, esto suponealto
desgaste, adems deruidos e incrementos demasiado elevados de
temperatura, y a largo plazo puede originar elfallode alguna
pieza).Debido a esto, es necesarioreducirla velocidad del motor al
sobrepasar esta zona (o bienaumentarlasi lo que se hace es frenar
el vehculo). Como no interesa alterar la velocidad del vehculo segn
las necesidades del motor, sino al contrario, se instala una caja
de cambios que permite modificar larelacinexistente entre la
velocidad angular degiro de las ruedasdel vehculo y elgiro del
cigueal(rpm que indica el tacmetro del vehculo). A travs de las
relaciones cinmaticas de engranajes, se demuestra que esta relacin
es de tipo lineal.Supongamos que se tiene una caja de cambios de 4
velocidades que presenta una relacin entre velocidad del vehculo y
en el motor que obedece a la grfica inferior. Obsrvese la zona de
mxima eficiencia en color rojo. Cuando el vehculo llega a 20km/h
empieza el motor a funcionar fuera de dicha zona, lo que implica
pasar a la 2 velocidad. Al cambiar a dicha marcha, el motor ya
funciona en un rgimen inferior a dicha zona, pero al acelerar se
alcanzar. Al llegar a 50km/h se repetira la accin con la 3 marcha,
etc.Constitucin de la caja de cambios
Eje intermediario de una caja de cambios manual. De izquierda a
derecha consta de las siguientes partes: nervado para la corona de
engrane con el primario, apoyo de rodamiento, piones de engrane,
apoyo de rodamiento. El dentado recto corresponde a la marcha
atrs.La caja de cambios est constituida por una serie de ruedas
dentadas dispuestas en tres rboles. rbol primario. Recibe el
movimiento a la misma velocidad de giro que el motor. Habitualmente
lleva un nicopinconductoren las cajaslongitudinalespara traccin
trasera o delantera. En las transversales lleva varios piones
conductores. Gira en elmismo sentidoque el motor. rbol intermedioo
intermediario. Es el rbol opuesto o contraeje. Consta de un
pincoronaconducidoque engrana con el rbol primario, y de varios
piones (habitualmente tallados en el mismo rbol) y que son
solidarios al eje que pueden engranar con el rbol secundario en
funcin de la marcha seleccionada.Gira en elsentido opuestoal
motor.En las cajas transversales este eje no existe. rbol
secundario. Consta de varios engranajesconducidosque estn montados
sueltos en el rbol, pero que se pueden hacer solidarios con el
mismo mediante un sistema de desplazables. Gira en elmismo
sentidoque el motor(cambios longitudinales), y ensentido inversoen
las cajas transversales. En otros tipos de cambio, especialmente
motocicletas y automviles y camiones antiguos, los piones se
desplazan enteros sobre el eje.La posicin axial de cada rueda es
controlada por unas horquillas accionadas desde lapalanca de
cambiosy determina qu pareja de piones engranan entre el secundario
y el intermediario. , o entre primario y secundario segn sea cambio
longitudinal o transversal. Cuando se utilizansincronizadores, el
acoplamiento tangencial puede liberarse en funcin de la posicin
axial de estos y las ruedas dentadas no tienen libertad de
movimiento axial. Esto es lo que ocurre en las cajas manuales
actuales. Las ruedas dentadas estn fijas en el eje y montadas sobre
un cojinete, de manera que pueden moverse a distinta velocidad que
l. Estas ruedas estn engranadas permanentemente con las del eje
intermedio, y cuando se cambia de marcha uno de los desplazables
hace solidario el movimiento de la rueda con el del eje,
producindose lo que se denomina sincronizacin. Por esta razn, el
eje secundario lleva un estriado entre cada pareja de ruedas.En las
cajas transversales, la reduccin odesmultiplicacinfinal eje
secundario/corona del diferencial invierte de nuevo el giro, con lo
que la corona gira en elmismo sentidoque el motor.
Eje de marcha atrs. Lleva un pin que se interpone entre los
rboles intermediario y secundario (longitudinal) o primario y
secundario (transversal) para invertir el sentido de giro habitual
del rbol secundario. En el engranaje de marcha atrs, normalmente se
utiliza un dentado recto, en lugar de un dentado helicoidal, ms
sencillo de fabricar. Asimismo, cuando el pin se interpone, cierra
dos contactos elctricos de un conmutador que permite lucir la luz o
luces de marcha atrs, y al soltarlo, vuelve a abrir dichos
contactos.Vase tambin:EngranajeTodos los rboles se apoyan, por
medio decojinetes, axiales, en la carcasa de la caja de cambios,
que suele ser defundicingris,(ya en desuso)aluminioomagnesioy sirve
de alojamiento a los engranajes, dispositivos de accionamiento y en
algunos casos eldiferencial, as como de recipiente para
elaceitedeengrase.En varios vehculos como algunoscamiones,vehculos
agrcolasoautomviles todoterreno, se dispone de dos cajas de cambios
acopladas en serie, mayoritariamente mediante un embrague
intermedio. En la primera caja de cambios se disponen pocas
relaciones de cambio hacia delante, normalmente 2, (directa y
reductora); y una marcha hacia atrs, utilizando el eje de marcha
atrs para invertir el sentido de rotacin.Lalubricacinpuede
realizarse mediante uno de los siguientes sistemas: Por barboteo.
Mixto. A presin. A presin total. Por crter seco.Clasificacin de las
cajas de cambioExisten varios tipos de cajas de cambios y diversas
maneras de clasificarlas. Hasta el momento en que no se haban
desarrollado sistemas de control electrnico la distincin era mucho
ms sencilla e intuitiva ya que describa su construccin y
funcionamiento. En tanto que se han desarrollado sistemas de
control electrnico para cajas se da la paradoja que existen cajas
manuales con posibilidad de accionamiento automatizado (por ejemplo
Alfa Romeo) y cajas automticas con posibilidad de intervencin
manual. La clasificacin en funcin de su accionamiento es una de las
clasificaciones aceptadas por mayor nmero de autores:Manuales,
mecnicas o sincrnicasTradicionalmente se denominan cajas mecnicas a
aquellas que se componen de elementos estructurales (y
funcionales),rodamientos, etc. de tipo mecnico. En este tipo de
cajas de cambio, la seleccin de las diferentes velocidades se
realiza mediante mando mecnico, aunque ste puede estar
automatizado.Los elementos sometidos arozamientoejes,
engranajes,sincronizadores, o selectores estn lubricados mediante
bao de aceite (especfico para engranajes) en el crter aislados del
exterior mediante juntas que garantizan laestanqueidad.Los
acoplamientos en el interior se realizan
mediantemecanismoscompuestos debalancinesy ejes guiados por
cojinetes. El accionamiento de los mecanismos internos desde el
exterior de la caja -y que debera accionar un eventual conductor-
se realizan mediantecablesflexibles no alargables o varillas
rgidas.Las distintas velocidades de que consta la caja estn
sincronizadas. Esto quiere decir que disponen de mecanismos de
sincronizacin que permiten igualar las velocidades de los distintos
ejes de que consta la caja durante el cambio de una a otra.La
conexincinemticaentre el motor y la caja de cambios se realiza
mediante elembrague.Dentro de este grupo se encuentra la caja de
cambios manual automatizada de doble embragueDSG-enalemnDirekt
Schaltgetriebe- delGrupo Volkswageny la caja de cambios automtica
de doble embrague en seco DDCT -eninglsDual Dry Cluth Transmision-
deFiat Group Automobiles, las cuales permiten el funcionamiento en
modo manual o automtico, adems de obtener una velocidad de
transmisin entre marchas muy superior al contar con la presencia de
dos embragues, uno encargado de las marchas pares y el otro de las
impares (y marcha atrs).Automticas o hidromticasLa caja automtica
es un sistema que, de manera autnoma, determina la mejor relacin
entre los diferentes elementos, como la potencia del motor, la
velocidad del vehculo, la presin sobre el acelerador y la
resistencia a la marcha, entre otros. Se trata de un dispositivo
electro hidrulico que determina los cambios de velocidad; en el
caso de las cajas de ltima generacin, el control lo realiza un
calculador electrnico.Mientras que la caja de cambios manual se
compone de pares de engranajes cilndricos, la caja automtica
funciona con trenes epicicloidales en serie o paralelo que
conforman las distintas relaciones de transmisin.Comparacin entre
sistemas[editareditar cdigo]TipoVentajasDesventajas
De trenes epicicloidales Comodidades Alto poder de traccin
Economa de mantenimiento Peso elevado Bajo rendimiento mecnico
Manual Cambios muy rpidos Durabilidad mecnica Alto rendimiento
mecnico Brusquedad en cambios rpidos
Doble embrague Cambios casi instantneos Elevado peso y
complejidad mecnica respecto de una caja pilotada convencional
Variador continuo Suavidad Infinitas relaciones de transmisin en
un rango muy amplio Par de transmisin limitado
La caja de velocidades diseada por Leonardo da VinciLeonardo da
Vincilleg a disear en sus tiempos lo que sera el precursor de las
cajas de cambios de los modernos coches. Influido por la fiebre del
desarrollo industrial que fomentabaLudovico el Moro, Leonardo da
Vinci dise un cambio de velocidad compuesto por dos piezas, una
cilndrica y otra cnica que mediante una serie de engranajes
converta el mecanismo en un cambio de
velocidades.Carcasa[editareditar cdigo]Las cajas de cambios poseen
una carcasa externa (generalmente dealuminio) cuya finalidad es la
proteccin de los mecanismos internos y una lubricacin permanente,
ya que sta alberga aceite. En determinadas ocasiones se puede
romper debido al impacto de un elemento externo o debido a la
rotura de un engranaje. En tal caso se debe soldar nuevamente para
su correcto funcionamiento.
Caja de cambios
Caja de cambiosConstituye un mecanismo que permite mantener el
giro del motor a la potencia y par ms conveniente a cualquier
velocidad a que desplacemos el automvil, y como la caja de cambios
est compuesta por una serie de engranajes. Veamos ahora su
funcionamiento, ayudndonos de los correspondientes dibujos.
Comencemos por decir que se llamarelacin de desmultiplicacina la
relacin entre dos engranajes distintos o al cociente de dividir el
nmero de dientes del pin conducido; en el conocido ejemplo de la
bicicleta, la relacin de desmultiplicacin es el cociente entre el
nmero de dientes del plato y el nmero de dientes de la corona. En
una bicicleta, la relacin normal oscila entre 6 y 8. Pero en un
automvil, el giro del motor es enormemente ms elevado que el giro
de las piernas del ciclista, por lo que las relacines son siempre
sensiblemente ms cortas (sin olvidarnos de que tambin hay que
contar con la desmultiplicacin de la diferencial). Normalmente, las
relaciones de desmultiplicacin de las marchas de un automvil se
escalonan entre 4/1 y 1/1; precisamente la relacin 1/1 se llama
directa y es frecuente sea las de la 4ta velocidad (de ah que a
menudo se llame directa a esta ltima marcha).Precisamente lo que
hace una caja de cambios es engranar dos piones de distinto nmero
de dientes para lograr una relaciones adecuadas a la potencia del
motor, su peso, sus neumticos y la velocidad mxima deseada. Como
ejemplo, veamos los distintos engranajes de un automvil
convencional, convretamente un Renault 5-TL:
En una caja de cambios se trata, pues, de conectar pin conductor
y conducido para obtener la correcta relacin. Pero a la velocidad
de giro del motor, incluso desembragando, al acoplar los dos piones
que giran a distinta velocidad plantea muy delicados problemas
tcnico. Por ello se ha recurrido al sistema de toma constante o de
permanente engranaje: los dos engranajes, conducido y conductor,
permanecen girando unidos, pero el conducido en un eje en el que no
est unido, que sirve de ayuda al funcionamiento de la caja y que
recibe el nombre de tren fijo, rbol intermedio o tren secundario.La
funcin de la palanca de cambios ya no es engranar los piones
requeridos, sin poder hacer que el pin del tren fijo est solidario
a su eje. Esto se consigue por medio de unos dentados de arrastre
que se introducen en el interior de las coronas de piones y que se
desplazan longitudinalmente sobre el eje por medio de unas
nervaduras o acanalados.Para engranar la primera velocidad se
empuja la palanca de cambios hacia delante, con la cual el
desplazable A se introduce en el interior del pin del tren fijo o
eje secundario, con lo cual eje pin se hacen solidarios; los dems
engranajes permanecen conectados, pero giran locos sobre el tren
fijo. Por el mismo procedimiento se van introduciendo las otras
velocidades.En cuanto a la marcha atrs, se conecta por medio de un
pin inversor que, al interponerse entre conducido y conductor,
invierte el sentido de giro.Pero la mejor forma de conocer el
funcionamiento de la caja de cambios es examinar los dibujos que se
incluyen, donde los engranajes estn mercados en rojo. Los
movimientos del carrete corresponden a las de la palanca de
cambios, de modo que la primera y la tercera se engranan
normalmente moviendo la palanca en la misma direccin, pero con
distintos ngulos, y la segunda y la cuarta, tambin.En cuanto a la
marcha atrs, entra en juego un pin inversor encargado de cambiar el
sentido de giro.Hay una serie de varillas que conectan la palanca
de cambios con las horquillas que mueven los desplazables, y que
son los encargados de fijar al eje los piones, que hasta ese
momento estn girando locos.
Cilindro hidrulico
Loscilindros hidrulicos(tambin llamadosmotores hidrulicos
lineales) sonactuadoresmecnicosque son usados para dar unafuerzaa
travs de un recorrido lineal.OperacinLos cilindros hidrulicos
obtienen laenergade unfluidohidrulicopresurizado, que es tpicamente
algn tipo deaceite. Elcilindrohidrulico consiste bsicamente en dos
piezas: un cilindro barril y unpistno mbolo mvil conectado a un
vstago. El cilindro barril est cerrado por los dos extremos, en uno
est el fondo y en el otro, la cabeza por donde se introduce el
pistn, que tiene una perforacin por donde sale el vstago. El pistn
divide el interior del cilindro en dos cmaras: la cmara inferior y
la cmara del vstago. Lapresin hidrulicaacta en el pistn para
producir elmovimientolineal.La fuerza mxima es funcin de la
superficie activa del mbolo y de la presin mxima admisible, donde:F
= P * AEsta fuerza es constante desde el inicio hasta la
finalizacion de la carrera. La velocidad depende delcaudalde fluido
y de la superficie del pistn. Segn la versin, el cilindro puede
realizar fuerzas de traccin y/o compresin.De forma general los
cilindros pueden ser clasificados en dos grupos: de simple efecto.
de doble efecto.
