Pregunta: Sara Toro Mejía, 9 años
Responde: Juan Sebastián Cardona Díaz, Ingeniero Mecánico
Las máquinas pertenecen a una gran familia de elementos llamados artefactos. Un artefacto es cualquier objeto fabricado con cierta técnica para cumplir una función. Por ejemplo, una ventana o una mesa son artefactos, aunque no sean máquinas. Para serlo, deben ser capaces de dirigir o regular algún tipo de energía para mejorar la velocidad de producción o para transformarla en otro tipo de energía.
Pero ¿cómo saber si algo es una máquina? Todas tienen una serie de características que las diferencian de otros artefactos, como: la funcionalidad, ergonomía, seguridad y sostenibilidad. ¡Mira el siguiente cuadro!
Funcionalidad
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Imprenta
Por Luis Miguel Bugallo Sánchez en Wikipedia Commons Disponible aquí.
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Las máquinas deben cumplir con una tarea específica, es decir, deben prestar alguna utilidad a la sociedad.
Ergonomía
Bicicleta
Por UnbekanntKMJ en Wikimedia Commons. Disponible aquí.
Una máquina debe estar diseñadas para ser utilizada, programada, controlada y manejada por humanos. Esto implica que tiene que adaptarse al usuario; sea un niño, un adulto o un anciano, porque si no puede usarla, no puede cumplir su función.
Seguridad
Máquina de escribir
Por Eustaquio Ochoa en Wikimedia Commons. Disponible aquí.
Para que una máquina pueda usarse debe ser segura y en ningún momento puede poner en riesgo la salud de quien la emplea. Las máquinas deben estar hechas para mejorar el bienestar y proteger al ser humano; por eso es importante que sean confiables.
Sostenibilidad
Panel solar
Por Rogilbert Commonswiki en Wikimedia Commons. Disponible aquí.
Si el costo de comprar o poner en funcionamiento una máquina es demasiado alto o si la máquina requiere un alto gasto de energía o produce mucha contaminación, podemos decir que esta máquina no es sostenible y por lo tanto no es viable usarla.
De todas las características, la funcionalidad es la más importante. Una máquina debe estar diseñada para cumplir un propósito o una función principal y/o funciones secundarias. Tomemos como ejemplo una máquina de café. Para concentrarnos en lo que hace, podemos representarla escondiendo los elementos que la componen: tornillos, palancas, pedales, cadenas, correas, entre otros. A esto se le llama caja negra, porque no podemos ver lo que hay en su interior.
Nuestra caja negra realiza una función para la cual fue diseñada, solo que, como eliminamos todos los elementos que la componen, no podemos saber cómo lo hace. Así, en el diagrama solo se incluye la entrada de energía, materia o información y su correspondiente salida o respuesta en forma de energía, materia o información. Este diagrama es un ejemplo de una caja negra de una cafetera:
¿Quieres una tasa de café? Según nuestra caja negra, para prepararla se debe ingresar un pocillo de agua (materia), una cucharada de café (materia), conectar la máquina a la energía eléctrica o al gas (energía) y presionar un botón (información). Después de un tiempo, la máquina realiza su función y avisa que el café está listo (información), entrega una taza de café (materia) y se puede sentir el calor que sale de la máquina (energía).
Cuando se ha identificado claramente cuál es la función de una máquina y cuales son las entradas y salidas de esta, es más fácil responder a la pregunta: ¿cómo funciona una máquina? Si retomamos el ejemplo de la máquina de café, podemos concluir que existen muchas máquinas que funcionan de formas diferentes.
De hecho, una cafetera funcionar de muchas maneras, mientras pueda calentar el agua y mezclarla con el café. Sin embargo, si esta máquina que hace café es muy pequeña o muy grande (ergonomía), muy peligrosa (seguridad) o muy costosa (sostenibilidad), ninguna persona estaría dispuesta a usarla y no podría realizar su propósito en el mundo: hacer café.