Julian A

Poleas

Una polea, es una máquina simple, un dispositivo mecánico de tracción, que sirve para transmitir una fuerza. Se trata de una rueda, roldana o disco, generalmente maciza y rallada en su borde, que con el concurso de una cuerda o cable que se hace pasar por el canal, se usa como elemento de transmisión para cambiar la dirección del movimiento en máquinas y mecanismos. Además, formando conjuntos —aparejos o polipastos— sirve para reducir la magnitud de la fuerza necesaria para mover un peso.

La polea está compuesta por tres partes:
La llanta: Es la zona exterior de la polea y su constitución es esencial, ya que se adaptará a la forma de la correa que alberga.
El cuerpo: Las poleas estarán formadas por una pieza maciza cuando sean de pequeño tamaño. Cuando sus dimensiones aumentan, irán provistas de nervios o brazos que generen la polea, uniendo el cubo con la llanta.
El cubo: Es el agujero cónico y cilíndrico que sirve para acoplar al eje. En la actualidad se emplean mucho los acoplamientos cónicos en las poleas, ya que resulta muy cómodo su montaje.



Según su desplazamiento las poleas se clasifican en fijas, aquellas cuyas se suspenden de un punto fijo y, por lo tanto, no sufren movimiento de traslación alguno cuando se emplean, y móviles, que son aquellas en las que un extremo de la cuerda se suspende de un punto fijo y que durante su funcionamiento se desplazan, en general, verticalmente.

Cuando la polea obra independientemente se denomina simple, mientras que cuando se encuentra reunida con otras formando un sistema recibe la denominación de combinada o compuesta.

Polea fija y polea móvil:


Polea simple:



Polea compuesta:



Existen sistemas con múltiples de poleas que pretenden obtener una gran ventaja mecánica, es decir, elevar grandes pesos con un bajo esfuerzo. Estos sistemas de poleas son diversos, aunque tienen algo en común, en cualquier caso se agrupan en grupos de poleas fijas y móviles: destacan los polipastos.
El polipasto, es la configuración más común de polea compuesta. En un polipasto, las poleas se distribuyen en dos grupos, uno fijo y uno móvil. En cada grupo se instala un número arbitrario de poleas. La carga se une al grupo móvil.

Esquema de la ventaja mecánica que se obtiene con diversas poleas compuestas:

Implementación de sistema de poleas:

Plano inclinado:
Es una máquina simple que consiste en una superficie plana que forma un ángulo agudo con el suelo y se utiliza para elevar cuerpos a cierta altura.
Tiene la ventaja de necesitarse una fuerza menor que la que se emplea si levantamos dicho cuerpo verticalmente, aunque a costa de aumentar la distancia recorrida y vencer la fuerza de rozamiento.Para analizar las fuerzas existentes sobre un cuerpo situado sobre un plano inclinado, hay que tener en cuenta la existencia de varios orígenes en las mismas.
- En primer lugar se debe considerar la existencia de una fuerza de gravedad, también conocida como peso, que es consecuencia de la masa (M) que posee el cuerpo apoyado en el plano inclinado y tiene una magnitud de M.g con una dirección vertical y representada en la figura por la letra G.
- Existe además una fuerza normal (N), también conocida como la fuerza de reacción ejercida sobre el cuerpo por el plano como consecuencia de la tercera ley de Newton, se encuentra en una dirección perpendicular al plano y tiene una magnitud igual a la fuerza ejercida por el plano sobre el cuerpo. En la figura aparece representada por N y tiene la misma magnitud que F2= M.g.cosα y sentido opuesto a la misma.
- Existe finalmente una fuerza de rozamiento, también conocida como fuerza de fricción (FR), que siempre se opone al sentido del movimiento del cuerpo respecto a la superficie, su magnitud depende tanto del peso como de las características superficiales del plano inclinado y la superficie en contacto del cuerpo que proporcionan un coeficiente de rozamiento. Esta fuerza debe tener un valor igual a F1=M.g.senα para que el cuerpo se mantenga en equilibrio. En el caso en que F1 fuese mayor que la fuerza de rozamiento el cuerpo se deslizaría hacia abajo por el plano inclinado. Por tanto para subir el cuerpo se debe realizar una fuerza con una magnitud que iguale o supere la suma de F1 + FR.






Ejemplo de uso del plano inclinado:

(en el video también se puede apreciar el uso de poleas)

Malacates:
Un malacate es un equipo de seguridad diseñado para transportar verticalmente materiales durante una construcción u obras con altura importante, obras de minería y túneles.
Algunos malacates tienen dispositivos de seguridad que permiten el transporte de personas, pero generalmente, son piezas que contiene un tambor donde se enrolla un cable de acero, un embrague, una transmisión y estos son fijados a una superficie o vehículo.


Malacates mecánicos:

Son de uso más intensivo, pero requieren una instalación compleja y tienen un coste más elevado que los eléctricos y los manuales.



Malacates eléctricos

:Los malacates eléctricos están compuestos por un motor eléctrico (similar a un burro de arranque), un eje que transmite la fuerza del motor eléctrico a unos engranajes con reducciones, un freno, un rollo de cable de acero y un liberador del rollo del cable (embrague).



Malacates hidráulicos:

También se pueden hallar malacates hidráulicos para usos más extremos. Los mismos utilizan líquido hidráulico de la dirección y pueden ser utilizados bajo el agua.

Funcionamiento de un malacate: