La locomotora de vapor

El invento de la locomotora de vapor

Las locomotoras de vapor, como iconos de la técnica y el desarrollo humano, eran artefactos de ensueño, en una época en que la tecnología y la ciencia  lograba avances prodigiosos. Hasta a mediados del siglo XX, fueron la forma de tracción de los ferrocarriles, mediante silbidos y chorros de vapor de agua, avisaba que se ponía en movimiento, poco a poco fueron remplazadas por locomotoras de diesel y eléctricas, a la fecha, con la tecnología la súper conducción en los electroimanes, algunos trenes alcanza altas velocidades, por encima de los trescientos kilómetros por hora.

Los primeros ferrocarriles empleaban caballerías para arrastrar carros sobre rieles. Cuando se desarrollaron las máquinas de vapor, se trató de aplicarlas al ferrocarril. Los primeros intentos tuvieron lugar en Gran Bretaña; así, por ejemplo, Richard Trevithick construyó una locomotora en 1804, 25 años antes de la máquina de Stephenson. Esta máquina tenía un solo cilindro, disponía de un volante de inercia y la transmisión de fuerza a las ruedas se realizaba por engranajes. La locomotora de Trevithick no fue incorporada al ferrocarril debido a que los railes de hierro fundido no soportaron el peso de la máquina y se dañaron en los tres viajes de prueba realizados entre las minas de hierro de Penydarren y el Canal Methry-Cardiff.

Se continuó utilizando la fuerza animal para el arrastre de los vagones, hasta que la escasez de caballos y sus altos costos debido a las guerras napoleónicas obligan a volver la mirada otra vez hacia las locomotoras. En 1811 John Blenkinsop patenta el sistema de cremallera para locomotora. Finalmente en 1812 Matthew Murray diseña y construye la locomotora "The Salamanca" en los talleres Feton, Murray and Wood. La locomotora dispone por primera vez dos cilindros y monta el sistema de cremallera patentado por John Blenkinsop, solucionando el problema de peso de la máquina. Si la locomotora era demasiado ligera no tenía suficiente adherencia, sus ruedas motrices patinaban y no conseguía arrastrar la carga. Por el contrario, si la máquina pesaba demasiado, mejoraba la adherencia pero dañaba los railes. "The Salamanca" solucionaba estos inconvenientes.

En 1826 se inicia la construcción de la primera línea férrea del mundo entre dos ciudades: Liverpool y Manchester. El diseño de la línea es encargado a George Stephenson, que tenía experiencia en diseños de ferrocarriles de minas. En 1829 todavía no se había decidido el tipo de tracción de los vagones. Las locomotoras empleadas en las minas eran lentas y poco fiables, con frecuentes explosiones. Esa fue la razón de que se propusiera el proyecto de disponer de 30 máquinas fijas repartidas a lo largo del recorrido, una por cada kilómetro, que por medio de sogas arrastrarían los vagones.

El 6 de octubre de 1829 en Rainhill se realiza un concurso para determinar si las locomotoras son adecuadas para la tracción en la nueva línea. El ganador se llevaría 500 libras esterlinas y un lugar en la historia. Muchos proyectos como el "Cycloped" no son admitidos en el concurso, un artilugio de tracción animal de Thomas Shan Brandreth o la locomotora "Perseverance" de Timothy Burstall, que no alcanzó la velocidad mínima exigida para la prueba. Finalmente compitieron tres locomotoras, La "Rocket" de George y Robert Stephenson (padre e hijo), la "Sans Pareil" de Timothy Hackworth y la "Novelty" del sueco John Ericsson y el británico John Braithwaite. La ganadora fue la "Rocket" porque sus rivales no consiguieron terminar la prueba por avería en las máquinas, como la "Sans Pareil" que tenía un cilindro defectuoso construido en los talleres de Stepheson. A pesar de esta anomalía la "Sans Pareil" fue más rápida que sus competidoras. De esta manera la "Rocket" pasa a la historia no por ser la primera o la mejor, sino por ganar las pruebas de Rainhill. Fue la primera locomotora moderna de vapor que introdujo varias innovaciones que luego fueron empleadas en casi todas las locomotoras construidas desde entonces. Así, empleaba una caldera multitubular, que fue idea de Henry Booth, mucho más eficaz para transferir el calor de los gases de la combustión al agua. Las calderas anteriores consistían en una sola tubería rodeada de agua. También empleaba una tobera de salida del vapor de escape para crear un vacío parcial que tirara del aire que alimentaba el fuego.

La bomba atómica

Bomba atómica

La bomba atómica cambio la percepción  de las guerras y  de las armas de destrucción masiva, al plantearse la franca realidad de que el hombre contaba con el poder explosivo del átomo para poder destruir el mundo. En 1945 los Estados Unidos lanzaron dos de estos artefactos sobre Japón causando un daño terrible a la población civil y al medio ambiente, los efectos de tal devastación siguieron sintiéndose por años, vengándose así del ataque a Pearl Harbor,  el poderío y energía liberada conmina a los nipones  a rendirse  y poner  fin a la Segunda Guerra Mundial. A estas alturas se piensa que un estudiante brillante, con conocimientos de física y acceso a materia pesada como el Uranio con alto grado de pureza, puede ser capaz de fabricar y detonar una bomba atómica de algunos megatones, la enorme energía de los átomos fue prevista por Albert Einstein en su famosa fórmula: E=MC2, energia es igual a la masa por la velocidad de la luz al cuadrado, lo que lo obliga El 2 de agosto de 1939, un mes antes de que Gran Bretaña y Francia le declararan la Guerra a Alemania, a enviar  una carta al Presidente de Estados Unidos, Franklin D. Roosevelt alertándolo sobre la posibilidad técnica de construir una bomba de esa naturaleza por parte de Alemania, lo que hubiera cambiado el orden mundial.

Una bomba atómica es un dispositivo que obtiene una enorme cantidad de energía de reacciones nucleares. Su funcionamiento se basa en provocar una reacción nuclear en cadena descontrolada. Se encuentra entre las denominadas armas de destrucción masiva y su explosión produce una distinguida nube en forma de hongo. La bomba atómica fue desarrollada por Estados Unidos durante la II Guerra Mundial, y es el único estado que ha hecho uso de ella contra población civil (en 1945, contra las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki).

Su procedimiento se basa en la escisión de un núcleo pesado en elementos más ligeros mediante el bombardeo de neutrones que, al impactar en dicho material, provocan una reacción nuclear en cadena. Para que esto suceda hace falta usar núcleos fisibles o fisionables como el uranio-235 o el plutonio-239. Según el mecanismo y el material usado se conocen dos métodos distintos para generar una explosión nuclear: el de la bomba de uranio y el de la de plutonio.

En este caso, a una masa de uranio llamada subcrítica se le añade una cantidad del mismo elemento químico para conseguir una masa crítica que comienza a fisionar por sí misma. Al mismo tiempo se le añaden otros elementos que potencian (le dan más fuerza) la creación de neutrones libres que aceleran la reacción en cadena, provocando la destrucción de un área determinada por la onda de choque.


La bomba atómica en un tiempo y en la actualidad es un dispositivo que puso en serio riesgo la historia de la humanidad.

Los Rayos X

Los Rayos X

Los Rayos X son una verdadera herramienta y bendición para quienes diagnostican y tienen que ser diagnosticados, el poder de penetración de esta frecuencia y longitud de onda atraviesa la materia imprimiéndose en una placa fotográfica, que a la postre es examinada por un especialista.

Su uso es muy extendido para examinar el cuerpo humano, diagnosticando enfermedades y fracturas y su posible tratamiento.

La exposición a esta clase de radiación puede ser peligrosa por su capacidad de penetración, causando efectos similares a los de la radiación, entre ellos la infertilidad.

En las grandes empresas de materiales de construcción existe poderosos  equipos que penetran en el concreto y el acero para prever posibles fracturas.

La denominación rayos X designa a una radiación electromagnética, invisible, capaz de atravesar cuerpos opacos y de impresionar las películas fotográficas. La longitud de onda está entre 10 a 0,1 nanómetros, correspondiendo a frecuencias en el rango de 30 a 3.000 PHz (de 50 a 5.000 veces la frecuencia de la luz visible).

La historia de los rayos X comienza con los experimentos del científico británico William Crookes, que investigó en el siglo XIX los efectos de ciertos gases al aplicarles descargas de energía. Estos experimentos se desarrollaban en un tubo vacío, y electrodos para generar corrientes de alto voltaje. Él lo llamó tubo de Crookes. Pues bien, este tubo, al estar cerca de placas fotográficas, generaba en las mismas algunas imágenes borrosas. Pese al descubrimiento, Crookes no continuó investigando este efecto.

Es así como Nikola Tesla, en 1887, comenzó a estudiar este efecto creado por medio de los tubos de Crookes. Una de las consecuencias de su investigación fue advertir a la comunidad científica el peligro para los organismos biológicos que supone la exposición a estas radiaciones.

Pero hasta el 8 de noviembre de 1895 no se descubrieron los rayos X; el físico Wilhelm Conrad Röntgen, realizó experimentos con los tubos de Hittorff-Crookes (o simplemente tubo de Crookes) y la bobina de Ruhmkorff. Analizaba los rayos catódicos para evitar la fluorescencia violeta que producían los rayos catódicos en las paredes de un vidrio del tubo. Para ello, crea un ambiente de oscuridad, y cubre el tubo con una funda de cartón negro. Al conectar su equipo por última vez, llegada la noche, se sorprendió al ver un débil resplandor amarillo-verdoso a lo lejos: sobre un banco próximo había un pequeño cartón con una solución de cristales de platino-cianuro de bario, en el que observó un oscurecimiento al apagar el tubo. Al encender de nuevo el tubo, el resplandor se producía nuevamente. Retiró más lejos la solución de cristales y comprobó que la fluorescencia se seguía produciendo, así repitió el experimento y determinó que los rayos creaban una radiación muy penetrante, pero invisible. Observó que los rayos atravesaban grandes capas de papel e incluso metales menos densos que el plomo.

En las siete semanas siguientes, estudió con gran rigor las características propiedades de estos nuevos y desconocidos rayos. Pensó en fotografíar este fenómeno y entonces fue cuando hizo un nuevo descubrimiento: las placas fotográficas que tenía en su caja estaban veladas. Intuyó la acción de estos rayos sobre la emulsión fotográfica y se dedicó a comprobarlo. Colocó una caja de madera con unas pesas sobre una placa fotográfica y el resultado fue sorprendente. El rayo atravesaba la madera e impresionaba la imagen de las pesas en la fotografía. Hizo varios experimentos con objetos como una brújula y el cañón de una escopeta. Para comprobar la distancia y el alcance de los rayos, pasó al cuarto de al lado, cerró la puerta y colocó una placa fotográfica. Obtuvo la imagen de la moldura, el gozne de la puerta e incluso los trazos de la pintura que la cubría.

Cien años después ninguna de sus investigaciones ha sido considerada como casual. El 22 de diciembre, un día memorable, se decide a practicar la primera prueba con humanos. Puesto que no podía manejar al mismo tiempo su carrete, la placa fotográfica de cristal y exponer su propia mano a los rayos, le pidió a su esposa que colocase la mano sobre la placa durante quince minutos. Al revelar la placa de cristal, apareció una imagen histórica en la ciencia. Los huesos de la mano de Berta, con el anillo flotando sobre estos: la primera imagen radiográfica del cuerpo humano. Así nace una de las ramas más poderosas y excitantes de la Medicina: la Radiología.

El descubridor de estos tipos de rayos tuvo también la idea del nombre. Los llamó "rayos incógnita", o lo que es lo mismo: "rayos X" porque no sabía que eran, ni cómo eran provocados. Rayos desconocidos, un nombre que les da un sentido histórico. De ahí que muchos años después, pese a los descubrimientos sobre la naturaleza del fenómeno, se decidió que conservaran ese nombre.

La noticia del descubrimiento de los rayos "X" se divulgó con mucha rapidez en el mundo. Roentgen fue objeto de múltiples reconocimientos, el emperador Guillermo II de Alemania le concedió la Orden de la Corona, fue honrado con la medalla Rumford de la Real Sociedad de Londres en 1896, con la medalla Barnard de la Universidad de Columbia y con el premio Nobel de Física en 1901.

El descubrimiento de los rayos "X" fue el producto de la investigación, experimentación y no por accidente como algunos autores afirman; W.C. Roentgen, hombre de ciencia, agudo observador, investigaba los detalles más mínimos, examinaba las consecuencias de un acto quizás casual, y por eso tuvo éxito donde los demás fracasaron. Este genio no quiso patentar su descubrimiento cuando Thomas Alva Edison se lo propuso, manifestando que lo legaba para beneficio de la humanidad.

El submarino

El submarino

El submarino es una nave sumergible capaz de  navegar bajo el agua  y por la superficie, ello gracias un sistema de flotabilidad, el submarino fue usado intensamente durante la Primera Guerra Mundial, durante la guerra fría tuvo un importante uso en el espionaje y para alargar el alcance  de los misiles nucleares. En los tiempos actuales son importantes  complejos de las armadas del mundo, pueden permanecer meses o incluso años  bajo el agua, al impulso de la energía nuclear..

Hay toda una gama de submarinos, los inmensos y militares, los de investigación, de rescate submarino y hasta los de recreo que mustran el fondo marino a paseantes.

El primer submarino militar fue el Turtle (‘tortuga’), un dispositivo aovado de tracción humana diseñado por el estadounidense David Bushnell, con capacidad para una sola persona. Fue el primer submarino verificado capaz de operación subacuática y movimiento independiente, el primero en usar hélices para propulsarse. Durante la Guerra de la Independencia estadounidense, el Turtle (operado por el sargento Ezra Lee, del ejército continental) intentó hundir un barco de guerra británico, el HMS Eagle (buque insignia de los bloqueadores) en la bahía de Nueva York el 7 de septiembre de 1776, pero fracasó.

En 1800, Francia construyó un submarino de tracción humana diseñado por Robert Fulton, el Nautilus. Los franceses terminaron cancelando el experimento en 1804, al igual que los británicos cuando más tarde consideraron el diseño del submarino de Fulton.

Durante la Guerra de 1812, Silas Halsey murió en 1814 mientras usaba un submarino en un ataque fallido contra un barco de guerra británico fondeado en la bahía de Nueva Londres.

En 1851 Wilhelm Bauer, un cabo de artillería bávaro, botó un submarino diseñado por él y llamado Brandtaucher (‘buzo incendiario’) en la bahía de Kiel. Este submarino fue construido por August Howaldt y era propulsado por un molino. Se hundió pero los tres tripulantes lograron escapar. El submarino fue rescatado en 1887 y se exhibe en el museo de Dresde.

El primer submarino

El primer submarino

Mediante un tosco bote cubierto de piel curtida e impermeable se construyó el primer submarino de la historia, la fuerza motora era de doce remeros que respiraban por tubos tipo snórquel , este artilugio de madera lo construyó  el  inventor holandés  Cornelius Drebbel, Drebbel contratado por el Rey de Inglaterra trató de convencer a la marina británica  que  de la aplicación bélica del artefacto.  En el rio Tmesis se realizó la primera inmersión  en 1620 a una profundidad de 12 pies, el rey que simpatizaba con el ingenio creativo de Drebbel   quedó satisfecho con el invento, pero la armada no vio ninguna utilidad militar. Sólo tres siglos después, cuando la técnica estaba más avanzada prosperaron este tipo de máquinas submarinas.

El Escáner

El escáner

El escáner a lo largo de su corta existencia se ha convertido en un dispositivo imprescindible para los técnicos o usuarios que tienen la necesidad de obtener imágenes, ya sea, del cuerpo humano, sólidos  o simplemente una foto, para poder apreciar su estructura interior o  para  utilizarla posteriormente. En los últimos tiempos, después de los ataques terroristas a las Torres Gemelas se ha intensificado el uso de escáner corporales para detectar armas o explosivos, cosa que ha generado controversia dado que violan la Intimidad y someten a las personas a cierta dosis de radiación.

El escáner (del inglés scanner, el que explora o registra) es un aparato o dispositivo utilizado en medicina, electrónica e informática, que explora el cuerpo humano, un espacio, imágenes o documentos. Su plural es escáneres

Se ha creado el verbo escanear, que significa 'pasar (algo) por un escáner', para obtener o "leer" imágenes (escáner de computador o de barras) o encontrar un objeto o señal (escáner de un aeropuerto, o de radio).

Entre los que obtienen o leen imágenes, hay:

• Escáner de computadora: se utiliza para introducir imágenes de papel, libros, negativos o diapositivas. Estos dispositivos óptico pueden reconocer caractéres o imágenes, y para referirse a este se emplea en ocasiones la expresión lector óptico (de caracteres). El escáner 3D es una variación de éste para modelos tridimensionales. Clasificado como un dispositivo o periférico de entrada, es un aparato electrónico, que explora o permite "escanear" o "digitalizar" imágenes o documentos, y lo traduce en señales eléctricas para su procesamiento y, salida o almacenamiento.
• Escáner de código de barras: al pasarlo por el código de barras manda el número del código de barras al computador; no una imagen del código de barras. Avisa, con un «bip», que la lectura ha sido correcta. Son típicos en los comercios y almacenes.
• En Identificación biométrica se usan varios métodos para reconocer a la persona autorizada. Entre ellos el escáner del iris, de la retina o de las huellas dactilares.
• En medicina se usan varios sistemas para obtener imágenes del cuerpo, como la TAC, la RMN o la TEP. Se suele referir a estos sistemas como escáner.

Entre los sistemas que rastrean o buscan señales u objetos están:

• Escáner corporal utilizados en los aeropuertos, que realizan una imagen corporal bajo la ropa.
• Escáner de radiofrecuencias, que buscan entre el espectro de radio alguna señal que se esté emitiendo.

Un escáner de computadora es un periférico que se utiliza para convertir, mediante el uso de la luz, imágenes impresas a formato digital.

Los escáneres pueden tener accesorios como un alimentador de hojas automático o un adaptador para diapositivas y transparencias.

Al obtenerse una imagen digital se puede corregir defectos, recortar un área específica de la imagen o también digitalizar texto mediante técnicas de OCR. Estas funciones las puede llevar a cabo el mismo dispositivo o aplicaciones especiales.

Hoy en día es común incluir en el mismo aparato la impresora y el escáner. Son las llamadas impresoras multifunción.

Hay varios tipos. Hoy en día los más extendidos son los planos.

• De rodillo. Como el escáner de un fax
• De mano. En su momento muy económicos, pero de muy baja calidad. Prácticamente extintos.
• Planos. Como el de las fotocopiadoras.
• Cenitales. Para escanear elementos frágiles.
• De tambor. Consiguen muy buena calidad de escaneo, pero son lentos y caros.
• Otros tipos. Existen tipos de escáneres especializados en un trabajo determinado (por ejemplo para escanear microfilms, o para obtener el texto de un libro completo, para negativos...).

En los siguientes apartados se analizan los tipos más extendidos.

Lámpara incandescente

La invención de la lámpara incandescente o foco, terminó con la oscuridad profunda de muchos pueblos, a la llegada de este tipo de luminosidad se extendió el día, y, la magia de una luz mortecina, pero luz al fin avivó la delicia de la tertulias nocturnas y los juegos infantiles.

Una lámpara incandescente es un dispositivo que produce luz mediante el calentamiento por efecto Joule de un filamento metálico, en la actualidad wolframio, hasta ponerlo al rojo blanco, mediante el paso de corriente eléctrica. Con la tecnología existente, actualmente se consideran poco eficientes ya que el 90% de la electricidad que consume la transforma en calor y solo el 10% restante en luz.

* Ampolleta (Chile)
* Bombillo (Colombia, Ecuador, Costa Rica, Guatemala, El Salvador, República Dominicana, Cuba y Venezuela)
* Bombilla (España)
* Bombilla (Argentina y Uruguay)
* Lamparita (Argentina y Uruguay)
* Bombita de luz o bombita incandescente (Argentina)
* Foco o foquito (Argentina, Bolivia, Colombia, El Salvador, México, Paraguay y Perú; en Chile se refiere al faro u óptica del automóvil y en Ecuador aunque en algunas zonas de este, también se refiere a una linterna)
* Lámpara (Argentina, Venezuela, Colombia y Uruguay)


El invento de la lámpara incandescente se atribuye generalmente a Thomas Alva Edison que contribuyó a su desarrollo produciendo, el 21 de octubre de 1879, una lámpara práctica y viable, que presento durante 48 horas ininterrumpidas. El 27 de enero de 1880 le fue concedida la patente, con el número 223.898. Otros inventores también habían desarrollado modelos que funcionaban en laboratorio, incluyendo a Joseph Swan, Henry Woodward, Mathew Evans, James Bowman Lindsay, William Sawyer y Humphry Davy. La verdad es que el alemán, Heinrich Goebel ya registro su propia bombilla incandescente en 1855. Es uno de los inventos más utilizados por el hombre desde su creación a la fecha, su creación está ubicada según un ranking de la revista Life como la segunda más útil del siglo XIX. La comercialización de la bombilla por parte de la compañía de Thomas Alva Edison estuvo plagada de disputas de patentes con sus competidores. No obstante, cabe recordar que mucho antes que a Alva Edison, el 11 de julio de 1874 es al ingeniero ruso Alexander Lodiguin que se le concede la patente 1619 por la bombilla incandescente. El inventor ruso utilizó un filamento de carbono.

Consta de un filamento de wolframio, también llamado tungsteno, muy fino, encerrado en una ampolla de vidrio en la que se ha hecho el vacío, o se ha rellenado con un gas inerte, para evitar que el filamento se volatilice por las altas temperaturas que alcanza. Se completa con un casquillo metálico, en el que se ubican las conexiones eléctricas.

La ampolla varía de tamaño con la potencia de la lámpara, puesto que la temperatura del filamento es muy alta y, al crecer la potencia y el desprendimiento de calor, es necesario aumentar la superficie de enfriamiento.

Inicialmente el interior de la ampolla estaba al vacío. Pero actualmente está rellena de algún gas noble (normalmente kriptón) que evitan la combustión del filamento.

El casquillo sirve también para fijar la lámpara en un portalámparas o soquete, por medio de una rosca o una bayoneta. En Chile los casquillos de rosca para ampolletas comunes está normalizado en el codigo E-27, representando este número la medida en milimetros de su rosca.

La lámpara incandescente es la de más bajo rendimiento luminoso de las lámparas utilizadas: de 12 a 18 lm/W ,Lúmenes por Vatio o Watt de potencia y la que menor vida útil o durabilidad, tiene, unas 1000 horas, pero es la más difundida, por su bajo precio y el color cálido de su luz.

No ofrece muy buena reproducción de los colores , ya que no emite en la zona de colores fríos, pero al ser su espectro de emisiones continuo logra contener todas las longitudes de onda en la parte que emite del espectro. Su eficiencia es muy baja, ya que solo convierte en trabajo (luz visible) alrededor del 15% de la energía consumida. Otro 25% sera transformado en energía calorifica y el 60% restante en radiación no perceptible, luz ultravioleta y luz infrarroja, que acaban convirtiéndose en calor.

Satelites

Satelites

Un satélite es cualquier objeto que orbita alrededor de otro, que se denomina principal. Los satélites artificiales son naves espaciales fabricadas en la Tierra y enviadas en un vehículo de lanzamiento, un tipo de cohete que envía una carga útil al espacio exterior. Los satélites artificiales pueden orbitar alrededor de lunas, cometas, asteroides, planetas, estrellas o incluso galaxias. Tras su vida útil, los satélites artificiales pueden quedar orbitando como basura espacial.

La primera representación ficticia conocida de un satélite artificial lanzado a una órbita alrededor de la Tierra aparece en un cuento de Edward Everett Hale, The Brick Moony dirigido por Hugo Liscano (La luna de ladrillos). El cuento, publicado por entregas en Atlantic Monthly, se inició en 1869.[1] [2] El objeto del título se trataba de una ayuda para la navegación pero que por accidente fue lanzado con personas en su interior. La idea reaparece de nuevo en Los quinientos millones de la begún de Julio Verne de 1879. En este libro, sin embargo, se trata de un resultado inintencionado del villano al construir una pieza de artillería gigante para destruir a sus enemigos, comunicando al proyectil una velocidad superior a la pretendida.

En 1903, el ruso Konstantín Tsiolkovski publicó "La exploración del espacio cósmico por medio de los motores de reacción ", que es el primer tratado académico sobre el uso de cohetes para lanzar naves espaciales. Calculó que la velocidad orbital requerida para una órbita mínima alrededor de la Tierra es aproximadamente 8 km/s y que se necesitaría un cohete de múltiples etapas que utilizase oxígeno líquido e hidrógeno líquido como combustible. Durante su vida, publicó más de 500 obras relacionadas con el viaje espacial, propulsores de múltiples etapas, estaciones espaciales, escotillas para salir de una nave en el espacio y un sistema biológico cerrado para proporcionar comida y oxígeno a las colonias espaciales. También profundizó en las teorías sobre máquinas voladoras más pesadas que el aire, trabajando de forma independiente en mucho de los cálculos que realizaban los hermanos Wright en ese momento.

En 1928, Herman Potočnik publicó su único libro, Das Problem der Befahrung des Weltraums - der Raketen-motor (El problema del viaje espacial - el motor de cohete), un plan para progresar hacia el espacio y mantener presencia humana permanente. Potočnik diseñó una estación espacial y calculó su órbita geoestacionaria. También describió el uso de naves orbitales para observaciones pacíficas y militares y como se podrían utilizar las condiciones del espacio para realizar experimentos científicos. El libro describía satélites geoestacionarios y discutía sobre la comunicación entre ellos y la tierra utilizando la radio pero no sobre la idea de utilizarlos para comunicación en masa y como estaciones de telecomunicaciones.

En 1945, el escritor británico de ciencia ficción Arthur C. Clarke concibió la posibilidad para una serie de satélites de comunicaciones en su artículo en Wireless World[3] Clarke examinó la logística de un lanzamiento de satélite, las posibles órbitas y otros aspectos para la creación de una red de satélites, señalando los beneficios de la comunicación global de alta velocidad. También sugirió que tres satélites geoestacionarios proporcionarían la cobertura completa del planeta.

Los satélites artificiales nacieron durante la guerra fría, entre los Estados Unidos y La Union Soviética, que pretendían ambos llegar a la luna y a su vez lanzar un satélite a la órbita espacial. En mayo de 1946, el Proyecto RAND presentó el informe Preliminary Design of an Experimental World-Circling Spaceship (Diseño preliminar de una nave espacial experimental en órbita), en el cual se decía que "Un vehículo satélite con instrumentación apropiada puede ser una de las herramientas científicas más poderosa del siglo XX. La realización de una nave satélite produciría repercusiones comparables con la explosión de la bomba atómica..."

La era espacial comenzó en 1946, cuando los científicos comenzaron a utilizar los cohetes capturados V-2 alemanes para realizar mediciones de la atmósfera.[4] Antes de ese momento, los científicos utilizaban globos que llegaban a los 30 km de altitud y ondas de radio para estudiar la ionosfera. Desde 1946 a 1952 se utilizó los cohetes V-2 y Aerobee para la investigación de la parte superior de la atmósfera, lo que permitía realizar mediciones de la presión, densidad y temperatura hasta una altitud de 200 km.

Estados Unidos había considerado lanzar satélites orbitales desde 1945 bajo la Oficina de Aeronáutica de la Armada. El Proyecto RAND de la Fuerza Aérea presentó su informe pero no se creía que el satélite fuese una potencial arma militar, sino más bien una herramienta científica, política y de propaganda. En 1954, el Secretario de Defensa afirmó "No conozco ningún programa de satélites estadounidense".

Tras la presión de la Sociedad Americana del Cohete (ARS), la Fundación Nacional de la Ciencia (NSF) y el Año Geofísico Internacional, el interés militar aumentó y a comienzos de 1955 la Fuerza Aérea y la Armada estaban trabajando en el Proyecto Orbiter, que evolucionaría para utilizar un cohete Jupiter-C en el lanzamiento de un satélite denominado Explorer 1 el 31 de enero de 1958.

El 29 de julio de 1955, la Casa Blanca anunció que los Estados Unidos intentarían lanzar satélites a partir de la primavera de 1958. Esto se convirtió en el Proyecto Vanguard. El 31 de julio, los soviéticos anunciaron que tenían intención de lanzar un satélite en el otoño de 1957.

La Unión Sovietica, desde el Cosmódromo de Baikonur, lanzó el primer satélite artificial de la humanidad, el día 4 de octubre de 1957; marcando con ello un antes y después de la carrera espacial, logrando que la Unión Sovietica, liderada por Rusia, se adelantara a Estados Unidos en dicha carrera. Este programa fue llamado Sputnik, el cual al momento de colocarse exitosamente en órbita, emitió unas señales radiales en forma de pitidos, demostrando el éxito alcanzado por los científicos soviéticos. Este programa fue seguido por otros logros rusos, como los programas Sputnik 2 y 3. Cabe señalar que en el Sputnik 2, la Unión Sovietica logró colocar en órbita el primer animal en la historia, la perra llamada Laika, a la cual se la llamó originalmente "Kudryavka" (En ruso: кудрявка) pero decidieron cambiar su nombre para que fuera más fácil de recordar en la historia. Con el Sputnik, la Unión Soviética, sin querer, provocó una sicosis colectiva en los Estados Unidos, debido al temor provocado en la población estadounidense ante el gran adelanto tecnológico desarrollado por los soviéticos.

En 1960 se lanzó el primer satélite de comunicaciones: el Echo I era un satélite pasivo que no estaba equipado con un sistema bidireccional sino que funcionaba como un reflector. En 1962 se lanzó el primer satélite de comunicaciones activos, el Telstar I, creando el primer enlace televisivo internacional.

La Red de Vigilancia Espacial (SSN) ha estado rastreando los objetos espaciales desde 1957, tras el lanzamiento del Sputnik I. Desde entonces, la SSN ha registrado más de 26.000 objetos orbitando sobre la Tierra y mantiene su rastreo sobre unos 8.000 objetos de fabricación humana. El resto entran de nuevo en la atmósfera donde se desintegran o si resisten, impactan con la Tierra. Los objetos pueden pesar desde varias toneladas, como etapas de cohetes, hasta sólo unos kilogramos. Aproximadamente el 7% de los objetos espaciales están en funcionamiento (unos 560 satélites) mientras que el resto son chatarra espacial.

Se hace mención que una réplica idéntica, desarrollada en Rusia, del famoso Sputnik se encuentra en el vestíbulo principal del edificio de las Naciones Unidas, en la ciudad de Nueva York, como símbolo del desarrollo tecnológico alcanzado por el hombre.

 Tipos por misión

    * Armas antisatélite, también denominados como satélites asesinos, son satélites diseñados para destruir satélites enemigos, otras armas orbitales y objetivos. Algunos están armados con proyectiles cinéticos, mientras que otros usan armas de energía o partículas para destruir satélites, misiles balísticos o MIRV.
    * Satélites astronómicos, son satélites utilizados para la observación de planetas, galaxias y otros objetos astronómicos.
    * Biosatélites, diseñados para llevar organismos vivos, generalmente con propósitos de experimentos científicos.
    * Satélites de comunicaciones, son los empleados para realizar telecomunicación. Suelen utilizar órbitas geosíncronas, órbitas de Molniya u órbitas bajas terrestres.
    * Satélites miniaturizados, también denominados como minisatélites, microsatélites, nanosatélites o picosatélites, son característicos por sus dimensiones y pesos reducidos.
    * Satélites de navegación, utilizan señales para conocer la posición exacta del receptor en la tierra.
    * Satélites de reconocimiento, denominados popularmente como satélites espías, son satélites de observación o comunicaciones utilizados por militares u organizaciones de inteligencia. La mayoría de los gobiernos mantienen la información de sus satélites como secreta.
    * Satélites de observación terrestre, son utilizados para la observación del medio ambiente, meteorología, cartografía sin fines militares.
    * Satélites de energía solar, son una propuesta para satélites en órbita excéntrica que envíen la energía solar recogida hasta antenas en la Tierra como una fuente de alimentación.
    * Estaciones espaciales, son estructuras diseñadas para que los seres humanos puedan vivir en el espacio exterior. Una estación espacial se distingue de otras naves espaciales tripuladas en que no dispone de propulsión o capacidad de aterrizar, utilizando otros vehículos como transporte hacia y desde la estación.
    * Satélites meteorológicos, son satélites utilizados principalmente para registrar el tiempo atmosférico y el clima de la Tierra.

Es posible clasificarlos por tipos de órbitas satelitales GEO Orbita Geosestacionaria, esto significa que rota igual que la tierra a una altura de 36,000 km sobre el ecuador, por o tanto tiene un periodo orbital de 24 horas y muestra un retardo entre 700 y 800 milisegundo, este tipo de satélites son utilizados para brindar servicios de voz, datos e Internet a empresas privadas y de gobiernos, esta enfocada a localidades donde no llegan otro tipo de tecnologías y con el objetivo de cubrir necesidades de comunicación, es empleado en escuelas publicas y negocios rurales. MEO Es de órbita mediana rota de 10.000 a 20.000 km y tiene un periodo orbital de 10 a 14 horas, este es utilizado por empresas celulares con la llamada tecnología GPS. LEO Son satélites de órbita baja están a una altura de 700 a 1400 km y tienen un periodo orbital de 80 a 150 minutos.

Tipos por órbita 

Clasificación por centro

    * Órbita galactocéntrica: órbita alrededor del centro de una galaxia. El Sol terrestre sigue éste tipo de órbita alrededor del centro galáctico de la Vía Láctea.
    * Órbita heliocéntrica: una órbita alrededor del Sol. En el Sistema Solar, los planetas, cometas y asteroides siguen esa órbita, además de satélites artificiales y basura espacial.
    * Órbita geocéntrica: una órbita alrededor de la Tierra. Existen aproximadamente 2.465 satélites artificiales orbitando alrededor de la Tierra.
    * Órbita areocéntrica: una órbita alrededor de Marte.

Clasificación por altitud

    * Órbita baja terrestre (LEO): una órbita geocéntrica a una altitud de 0 a 2.000 km
    * Órbita media terrestre (MEO): una órbita geocéntrica con una altitud entre 2.000 km y hasta el límite de la órbita geosíncrona de 35.786 km. También se la conoce como órbita circular intermedia.
    * Órbita alta terrestre (HEO): una órbita geocéntrica por encima de la órbita geosíncrona de 35.786 km; también conocida como órbita muy excéntrica u órbita muy elíptica.

Clasificación por inclinación

    * Órbita inclinada: una órbita cuya inclinación orbital no es cero.
          o Órbita polar: una órbita que pasa por encima de los polos del planeta. Por tanto, tiene una inclinación de 90º o aproximada.
          o Órbita polar heliosíncrona: una órbita casi polar que pasa por el ecuador terrestre a la misma hora local en cada pasada.

Clasificación por excentricidad

    * Órbita circular: una órbita cuya excentricidad es cero y su trayectoria es un círculo.
          o Órbita de transferencia de Hohmann: una maniobra orbital que traslada a una nave desde una órbita circular a otra.
    * Órbita elíptica: una órbita cuya excentricidad es mayor que cero pero menor que uno y su trayectoria tiene forma de elipse.
          o Órbita de transferencia geosíncrona: una órbita elíptica cuyo perigeo es la altitud de una órbita baja terrestre y su apogeo es la de una órbita geosíncrona.
          o Órbita de transferencia geoestacionaria: una órbita elíptica cuyo perigeo es la altitud de una órbita baja terrestre y su apogeo es la de una órbita geoestacionaria.
          o Órbita de Molniya: una órbita muy excéntrica con una inclinación de 63,4º y un período orbital igual a la mitad de un día sideral (unas doce horas).
          o Órbita tundra: una órbita muy excéntrica con una inclinación de 63,4º y un período orbital igual a un día sideral (unas 24 horas).
    * Órbita hiperbólica: una órbita cuya excentricidad es mayor que uno. En tales órbitas, la nave escapa de la atracción gravitacional y continua su vuelo indefinidamente.
    * Órbita parabólica: una órbita cuya excentricidad es igual a uno. En estas órbitas, la velocidad es igual a la velocidad de escape.
          o Órbita de escape: una órbita parabólica de velocidad alta donde el objeto se aleja del planeta.
          o Órbita de captura: una órbita parabólica de velocidad alta donde el objeto se acerca del planeta.

Clasificación por sincronía

    * Órbita síncrona: una órbita donde el satélite tiene un periodo orbital igual al periodo de rotación del objeto principal y en la misma dirección. Desde el suelo, un satélite trazaría una analema en el cielo.
    * Órbita semisíncrona: una órbita a una altitud de 12.544 km aproximadamente y un periodo orbital de unas 12 horas.
    * Órbita geosíncrona: una órbita a una altitud de 35.768 km. Estos satélites trazarían una analema en el cielo.
          o Órbita geoestacionaria: una órbita geosíncrona con inclinación cero. Para un observador en el suelo, el satélite parecería un punto fijo en el cielo.
          o Órbita cementerio: una órbita a unos cientos de kilómetros por encima de la geosíncrona donde se trasladan los satélites cuando acaba su vida útil.
    * Órbita areosíncrona: una órbita síncrona alrededor del planeta Marte con un periodo orbital igual al día sideral de Marte, 24,6229 horas.
    * Órbita areoestacionaria: una órbita areosíncrona circular sobre el plano ecuatorial a unos 17.000 km de altitud. Similar a la órbita geoestacionaria pero en Marte.
    * Órbita heliosíncrona: una órbita heliocéntrica sobre el Sol donde el periodo orbital del satélite es igual al periodo de rotación del Sol. Se sitúa a aproximadamente 0,1628 UA.

Otras órbitas

    * Órbita de herradura: una órbita en la que un observador parecer ver que órbita sobre un planeta pero en realidad coorbita con el planeta. Un ejemplo es el asteroide (3753) Cruithne.
    * Punto de Lagrange: los satélites también pueden orbitar sobre estas posiciones.


Clasificación según el peso de los satélites 

Los satélites artificiales también pueden ser catalogados o agrupados según el peso o masa de los mismos.

    * Grandes satélites: cuyo peso sea mayor a 1000 kg
    * Satélites medianos: cuyo peso sea entre 500 y 1000 kg
    * Mini satélites: cuyo peso sea entre 100 y 500 kg
    * Micro satélites: cuyo peso sea entre 10 y 100 kg
    * Nano satélites: cuyo peso sea entre 1 y 10 kg
    * Pico satélite: cuyo peso sea entre 0,1 y 1 kg
    * Femto satélite: cuyo peso sea menor a 100 g

GPS. Sistema de Posicionamiento Global

GPS

  El GPS o Sistema de Posicionamiento Global, es una herramienta que permite obtener nuestra posición con margen de error de algunos metros. Usado por el ejército en sus inicios para localizar la posición de las tropas, en los últimos años pasó de ser una herramienta de ingenieros y topógrafos al público en general, hasta hacerse parte de los teléfonos celulares y sistemas de navegación de automovilistas.

 Determinar nuestra localización solía requerir una cantidad incómoda de instrumentos como un mapa, un compás y una regla. Ahora, la simple presión de un botón (y cerca de 32 satélites) hace que conozcamos nuestra localización precisa con error de sólo unos cuantos metros. Increíble para exploradores, paramédicos y pilotos. Desarrollado por el ejército de los Estados Unidos en los años 70s, el Global Positioning System (GPS-Sistema  de Posicionamiento Global) se hizo disponible para el público en general a partir de 1994.

El Global Positioning System (GPS) o Sistema de Posicionamiento Global (más conocido con las siglas GPS, aunque su nombre correcto es NAVSTAR-GPS[1] ) es un sistema global de navegación por satélite (GNSS) que permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una persona, un vehículo o una nave, con una precisión hasta de centímetros, usando GPS diferencial, aunque lo habitual son unos pocos metros. Aunque su invención se atribuye a los gobiernos francés y belga, el sistema fue desarrollado e instalado, y actualmente es operado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos.

El GPS funciona mediante una red de 27 satélites (24 operativos y 3 de respaldo) en órbita sobre el globo, a 20.200 km, con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie de la Tierra. Cuando se desea determinar la posición, el receptor que se utiliza para ello localiza automáticamente como mínimo tres satélites de la red, de los que recibe unas señales indicando la posición y el reloj de cada uno de ellos. Con base en estas señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el retraso de las señales; es decir, la distancia al satélite. Por "triangulación" calcula la posición en que éste se encuentra. La triangulación en el caso del GPS, a diferencia del caso 2-D que consiste en averiguar el ángulo respecto de puntos conocidos, se basa en determinar la distancia de cada satélite respecto al punto de medición. Conocidas las distancias, se determina fácilmente la propia posición relativa respecto a los tres satélites. Conociendo además las coordenadas o posición de cada uno de ellos por la señal que emiten, se obtiene la posición absoluta o coordenadas reales del punto de medición. También se consigue una exactitud extrema en el reloj del GPS, similar a la de los relojes atómicos que llevan a bordo cada uno de los satélites.

La antigua Unión Soviética tenía un sistema similar llamado GLONASS, ahora gestionado por la Federación Rusa.

Actualmente la Unión Europea está desarrollando su propio sistema de posicionamiento por satélite, denominado Galileo.

En 1957 la Unión Soviética lanzó al espacio el satélite Sputnik I, que era monitorizado mediante la observación del Efecto Doppler de la señal que transmitía. Debido a este hecho, se comenzó a pensar que, de igual modo, la posición de un observador podría ser establecida mediante el estudio de la frecuencia Doppler de una señal transmitida por un satélite cuya órbita estuviera determinada con precisión.

La armada estadounidense rápidamente aplicó esta tecnología, para proveer a los sistemas de navegación de sus flotas de observaciones de posiciones actualizadas y precisas. Así surgió el sistema TRANSIT, que quedó operativo en 1964, y hacia 1967 estuvo disponible, además, para uso comercial.

Las actualizaciones de posición, en ese entonces, se encontraban disponibles cada 40 minutos y el observador debía permanecer casi estático para poder obtener información adecuada.

Posteriormente, en esa misma década y gracias al desarrollo de los relojes atómicos, se diseñó una constelación de satélites, portando cada uno de ellos uno de estos relojes y estando todos sincronizados con base en una referencia de tiempo determinada.

En 1973 se combinaron los programas de la Armada y el de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (este último consistente en una técnica de transmisión codificada que proveía datos precisos usando una señal modulada con un código de ruido pseudo-aleatorio (PRN = Pseudo-Random Noise), en lo que se conoció como Navigation Technology Program, posteriormente renombrado como NAVSTAR GPS.

Entre 1978 y 1985 se desarrollaron y lanzaron once satélites prototipo experimentales NAVSTAR, a los que siguieron otras generaciones de satélites, hasta completar la constelación actual, a la que se declaró con «capacidad operacional inicial» en diciembre de 1993 y con «capacidad operacional total» en abril de 1995.

En 1994, este país ofreció el servicio normalizado de determinación de la posición para apoyar las necesidades de la OACI, y ésta aceptó el ofrecimiento.

El Sistema Global de Navegación por Satélite lo componen:

   1. Sistema de satélites. Está formado por 24 unidades con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie del globo terráqueo. Más concretamente, repartidos en 6 planos orbitales de 4 satélites cada uno. La energía eléctrica que requieren para su funcionamiento la adquieren a partir de dos paneles compuestos de celdas solares adosados a sus costados.
   2. Estaciones terrestres. Envían información de control a los satélites para controlar las órbitas y realizar el mantenimiento de toda la constelación.
   3. Terminales receptores. Indican la posición en la que están; conocidas también como Unidades GPS, son las que podemos adquirir en las tiendas especializadas.

Segmento espacial [editar]

    * Satélites en la constelación: 24 (4 x 6 órbitas)
          o Altitud: 20.200 km
          o Período: 11 h 56 min (12 horas sidéreas)
          o Inclinación: 55 grados (respecto al ecuador terrestre).
          o Vida útil: 7,5 años
    * Segmento de control (estaciones terrestres)
          o Estación principal: 1
          o Antena de tierra: 4
          o Estación monitora (de seguimiento): 5
    * Señal RF
          o Frecuencia portadora:
                + Civil - 1575,42 MHz (L1). Utiliza el Código de Adquisición Aproximativa (C/A).
                + Militar – 1227,60 MHz (L2). Utiliza el Código de Precisión (P), cifrado.
                      # Nivel de potencia de la señal: -160 dBW (en superficie tierra).
                      # Polarización: circular dextrógira.
    * Exactitud
          o Posición: aproximadamente 15 m (el 95%)
          o Hora: 1 ns
    * Cobertura: mundial
    * Capacidad de usuarios: ilimitada
    * Sistema de coordenadas:
          o Sistema Geodésico Mundial 1984 (WGS84).
          o Centrado en la Tierra, fijo.
    * Integridad: tiempo de notificación 15 minutos o mayor. NO ES SUFICIENTE PARA LA AVIACIÓN CIVIL.
    * Disponibilidad: 24 satélites - 70% y 21 satélites - 98% NO ES SUFICIENTE COMO MEDIO PRIMARIO DE NAVEGACIÓN.



 Funcionamiento
Receptor GPS.

   1. La situación de los satélites es conocida por el receptor con base en las efemérides (5 elementos orbitales), parámetros que son transmitidos por los propios satélites. La colección de efemérides de toda la constelación se completa cada 12 minutos y se guarda en el receptor GPS.
   2. El receptor GPS funciona midiendo su distancia a los satélites, y usa esa información para calcular su posición. Esta distancia se mide calculando el tiempo que la señal tarda en llegar al receptor. Conocido ese tiempo y basándose en el hecho de que la señal viaja a la velocidad de la luz (salvo algunas correcciones que se aplican), se puede calcular la distancia entre el receptor y el satélite.
   3. Cada satélite indica que el receptor se encuentra en un punto en la superficie de la esfera, con centro en el propio satélite y de radio la distancia total hasta el receptor.
   4. Obteniendo información de dos satélites se nos indica que el receptor se encuentra sobre la circunferencia que resulta cuando se intersectan las dos esferas.
   5. Si adquirimos la misma información de un tercer satélite notamos que la nueva esfera solo corta la circunferencia anterior en dos puntos. Uno de ellos se puede descartar porque ofrece una posición absurda. De esta manera ya tendríamos la posición en 3-D. Sin embargo, dado que el reloj que incorporan los receptores GPS no está sincronizado con los relojes atómicos de los satélites GPS, los dos puntos determinados no son precisos.
   6. Teniendo información de un cuarto satélite, eliminamos el inconveniente de la falta de sincronización entre los relojes de los receptores GPS y los relojes de los satélites. Y es en este momento cuando el receptor GPS puede determinar una posición 3-D exacta (latitud, longitud y altitud). Al no estar sincronizados los relojes entre el receptor y los satélites, la intersección de las cuatro esferas con centro en estos satélites es un pequeño volumen en vez de ser un punto. La corrección consiste en ajustar la hora del receptor de tal forma que este volumen se transforme en un punto.

Aire Acondicionado

Aire Acondicionado

En 1902 Willis Carrier sentó las bases de la maquinaria de refrigeración moderna y al intentar aplicarla a los espacios habitados, se encontró con el problema del aumento de la humedad relativa del aire enfriado, y al estudiar cómo evitarlo, desarrolló el concepto de climatización de verano.

Por aquella época un impresor neoyorquino tenía serias dificultades durante el proceso de impresión, que impedían el comportamiento normal del papel, obteniendo una calidad muy pobre debido a las variaciones de temperatura, calor y humedad. Carrier se puso a investigar con tenacidad para resolver el problema: diseñó una máquina específica que controlaba la humedad por medio de tubos enfriados, dando lugar a la primera unidad de refrigeración de la historia.

Durante aquellos años, el objetivo principal de Carrier era mejorar el desarrollo del proceso industrial con máquinas que permitieran el control de la temperatura y la humedad. Los primeros en usar el sistema de aire acondicionado Carrier fueron las industrias textiles del sur de Estados Unidos. Un claro ejemplo, fue la fábrica de algodón Chronicle en Belmont. Esta fábrica tenía un gran problema. Debido a la ausencia de humedad, se creaba un exceso de electricidad estática haciendo que las fibras de algodón se convirtiesen en pelusa. Gracias a Carrier, el nivel de humedad se estabilizó y la pelusilla quedó eliminada.

Debido a la calidad de sus productos, un gran número de industrias, tanto nacionales como internacionales, se decantaron por la marca Carrier. La primera venta que se realizó al extranjero fue a la industria de la seda de Yokohama en Japón en 1907.

En 1915, empujados por el éxito, Carrier y seis amigos reunieron 32.600 dólares y fundaron “La Compañía de Ingeniería Carrier”, cuyo gran objetivo era garantizar al cliente el control de la temperatura y humedad a través de la innovación tecnológica y el servicio al cliente. En 1922 Carrier lleva a cabo uno de los logros de mayor impacto en la historia de la industria: “la enfriadora centrífuga”. Este nuevo sistema de refrigeración se estrenó en 1924 en los grandes almacenes Hudson de Detroit, en los cuales se instalaron tres enfriadoras centrífugas para enfriar el sótano y posteriormente el resto de la tienda. Tal fue el éxito, que inmediatamente se instalaron este tipo de máquinas en hospitales, oficinas, aeropuertos, fábricas, hoteles y grandes almacenes. La prueba de fuego llegó en 1925, cuando a la compañía Carrier se le encarga la climatización de un cine de Nueva York. Se realiza una gran campaña de publicidad que llega rápidamente a los ciudadanos formándose largas colas en la puerta del cine. La película que se proyectó aquella noche fue rápidamente olvidada, pero no lo fue la aparición del aire acondicionado.

En 1930, alrededor de 300 cines tenían instalado ya el sistema de aire acondicionado. A finales de 1920 propietarios de pequeñas empresas quisieron competir con las grandes distribuidoras, por lo que Carrier empezó a desarrollar máquinas pequeñas. En 1928 se fabricó un equipo de climatización doméstico que enfriaba, calentaba, limpiaba y hacía circular el aire y cuya principal aplicación era la doméstica, pero la Gran Depresión en los Estados Unidos puso punto final al aire acondicionado en los hogares. Hasta después de la Segunda Guerra Mundial las ventas de equipos domésticos no empezaron a tener importancia en empresas y hogares

El acondicionamiento de aire es el proceso más completo de tratamiento del aire ambiente de los locales habitados; consiste en regular las condiciones en cuanto a la temperatura (calefacción o refrigeración), humedad, limpieza (renovación, filtrado) y el movimiento del aire dentro de los locales. Si no se trata la humedad, sino solamente de la temperatura, podría llamarse climatización.

Entre los sistemas de acondicionamiento se cuentan los autónomos y los centralizados. Los primeros producen el calor o el frío y tratan el aire (aunque a menudo no del todo). Los segundos tienen un/unos acondicionador/es que solamente tratan el aire y obtienen la energía térmica (calor o frío) de un sistema centralizado. En este último caso, la producción de calor suele confiarse a calderas que funcionan con combustibles. La de frío a máquinas frigoríficas, que funcionan por compresión o por absorción y llevan el frío producido mediante sistemas de refrigeración.

La expresión aire acondicionado suele referirse a la refrigeración, pero no es correcto, puesto que también debe referirse a la calefacción, siempre que se traten (acondicionen) todos o algunos de los parámetros del aire de la atmósfera. Lo que ocurre es que el más importante que trata el aire acondicionado, la humedad del aire, no ha tenido importancia en la calefacción, puesto que casi toda la humedad necesaria cuando se calienta el aire, se añade de modo natural por los procesos de respiración y transpiración de las personas. De ahí que cuando se inventaron máquinas capaces de refrigerar, hubiera necesidad de crear sistemas que redujesen también la humedad ambiente.

Los métodos de refrigeración que se utilizan generalmente son de compresión mecánica que consiste en la realización de un proceso cíclico de transferencia de calor interior de un edificio al exterior, mediante la evaporación se substancias denominadas refrigerantes como el freón, los que actualmente están siendo reemplzados por refrigerantes alternativos que no afectan el medio ambiente y la capa de ozono

Estas substancia se encuentra en estado líquido a baja presión y temperatura , evaporándose en un serpentín denominado evaporador mediante la extracción de aire del interior del local más caliente.

Luego, en estado de vapor se lo succiona y comprime mediante un compresor aumentando su presión y consecuentemente su temperatura, condensándose en un serpentín denopminado condensador mediante la cesión de calor al aire exterior más frío.

De esa manera, el refrigerante en estado líquido a alta presión y temperatura vuelve al evaporador mediante una válvula de expansión o tubo capilar en equipos individuales, que origina una brusca reducción de presión, provocando una cierta vaporización del líquido que reduce su temperatura, retornando a las condiciones iniciales del ciclo.

Se puede emplear agua como medio de enfriamiento para provocar la condensación en vez del aire exterior, la que es enfriada mediante un torre de enfriamiento.

El elemento básico es el compresor del tipo alternativo o a pistón que se utiliza en la mayoría de los casos. También se utilizan compresores rotativos para sistemas pequeños o o tipo espiral llamado scroll. En grandes instalaciones se suelen emplear compresores axohelicoidales llamados a tornillo o del tipo centrífugo.

Los equipamiento de refrigeración se utilizan para enfriar y deshumidificar el aire que se requiere tratar o para enfriar el agua que se envía a unidades de tratamiento de aire que circula por la instalación, por ello, se pueden clasificar en dos grandes grupos:

    * Expansión Directa.
    * Expansión Indirecta (agua fría).

Expansión Directa

Se caracterizan por que dentro del serpentín de los equipos, se expande el refrigerante enfriando el aire que circula en contacto directo con él.

Se pueden emplear, equipos compactos autoconenidos que son squellos que reúnen en un solo mueble o carcaza todas las funciones requeridas para el funcionamiento del aire acondicionado como los individuales de ventana o en caso de mayores capacidades los del tipo roof-top que permiten la distribución del aire mediante conductos.

Los sistemas llamado separado o split system se diferencian de los autocontenidos por que están repartidos o divididos en dos muebles uno exterior y otro interior con la idea de separar en el circuito de refrigeración, la zona de evaporación en el interior con la zona de condensación en el exterior. Ambas unidades van unidas por medio de tuberías de cobre para la conducción del gas refrigerante.

Los sistemas multi split consiste en una unidad condensadora exterior, que se puede vincular con dos o más unidades interiores y se han desarrollado equipamientos que permiten colocar gran cantidad de secciones evaporadoras con solo una unidad condensadora exterior mediante la regulación del flujo refrigerante, denominado VRV.

Todas estas unidades son enfriadas por aire mediante un condensador y aire exterior circulando mediante un ventilador, pero existen sistemas enfriados por agua que se diferencia de auqellos, en que la condensación del refrigerante es producido por medio de agua circulada mediante cañerías y bomba, empleando una torre de enfriamiento.

Expansión Indirecta

Utilizan una unidad enfriadora de agua, la que distribuida a equipos de tratamiento de aire donde el serpentín trabaja con agua fría, denominados fan-coil; (ventilador-serpnetín), que puede ser del tipo central constituido por un gabinete que distribuye el aire ambiente por medio de conductos o individuales verticales que se ubican sobre pared o bajo ventana u horizontales para colgar bajo el cielorraso.

Las funciones que deben cumplir los equpos de aires acondicionads consisten en:

    * En verano: enfriamiento y dehumectación.
    * En invierno: calectamiento y humectación.
    * Comunes en invierno y verano: ventilación, filtrado y circulación.

Estos procesos deben realizarse:

    * Automáticamente.
    * Sin ruidos molestos.

    * Con el menor consumo energético.