Poleas utilizadas en la construcción

Las poleas son uno de los primeros inventos de la humanidad y son una parte importante de máquinas que utilizamos todos los días. La gran mayoría de los sistemas de elevación utilizados para desplazar objetos pesados y voluminosos se basan en mecanismos de poleas simples, bloques y aparejos.

La polea al igual que la palanca, son un sistema simple y antiguo que aún tiene amplia aplicación en el mundo moderno, especialmente en la industria manufacturera, minera y de la construcción. Incluso simples mecanismos de poleas combinados con motores y sistemas hidráulicos mueven objetos de hasta cientos de toneladas, como las grúas pórticos RTG que mueven contenedores cargados en los puertos a grandes alturas y desplazamientos.

Incluso distintos tipos de montacargas, los andamios usados en los edificios y cualquier tipo de ascensores se basan en mecanismos simples de poleas y cables alineados a un motor o sistema neumático o hidráulico.

Otros objetos donde podemos encontrar poleas son los tendederos, el asta de la bandera, cualquier persiana y hasta en los distintos aparatos de un gimnasio.

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Una polea es un juego de ruedas adosadas a una cuerda que permite mover objetos pesados con mínimo esfuerzo. Pulleyindia.com usa como eslogan que el “hombre fuerte levanta objetos, mientras que el hombre inteligente usa poleas.”

De acuerdo con tiposdecosas.com la palabra polea viene del francés “poulie” que a su vez deriva del griego “polidion” que alude al término pivote.

Para la fuente citada anteriormente, la polea es un mecanismo simple compuesto básicamente de ruedas y cuerdas que sirve para levantar objetos facilitando su desplazamiento en cualquier dirección.

El uso de la polea para facilitar el movimiento de objetos pesados ya es milenario. Desde el siglo tres antes de cristo y en tiempos de Arquímedes se tiene documentación del uso de mecanismos de poleas para facilitar el desplazamiento de barcos de armada real en Grecia.

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La fuerza es la magnitud de un esfuerzo utilizado para romper la inercia de un objeto, ya sea para moverlo o evitar que se mueva.

Una polea nos permite cambiar la dirección de la fuerza mientras amplificamos el esfuerzo que aplicamos a la carga. También puede facilitar el mecanismo de levantar una carga.

Por ejemplo: imagina tener que tirar un cubo de agua de un galón (esto es 3,70 litros) de un pozo. Debido a que un galón de agua pesa unas ocho libras o 3,6 kg, tomaría 35.2 Newton o 7.91 libras fuerza poder jalar el galón desde la profundidad del pozo.

Empleando una o dos poleas, una persona puede tirar fácilmente de la cuerda con movimientos circulares en vez de jalar hacia arriba, lo que mucha gente encuentra más fácil debido a la fuerza de palanca aumentada.

Según Pulleyindia.com mediante el principio de palanca y el torque al agregar poleas al mecanismo, se magnifica la fuerza aplicada y se reduce el esfuerzo necesario para levantar el peso.

La función más importante de las poleas es precisamente magnificar la fuerza, lo que permite que levantar cargas más pesadas con menor esfuerzo. La compensación es que la distancia que tiene que recorrer la cuerda aumenta proporcionalmente mientras más poleas se agregan. Una polea compleja que usa más de una rueda amplifica la fuerza del tirón de la persona o propulsor que ejerce el esfuerzo, pero la persona tiene que tirar más lejos.

Las poleas están en todos lados. Las poleas simples son utilizadas en elevadores, escaleras mecánicas y algunas grúas de construcción. Éstas se emplean para cambiar la dirección en que se aplica la fuerza con un mínimo esfuerzo.

Cuando se debe levantar o mover cosas pesadas, las poleas complejas son usadas para magnificar el esfuerzo. A estas poleas generalmente se les hace referencia como "bloques y aparejos".

Las poleas no solo son usadas para levantar cosas, también se pueden utilizar cuando se requiere mucha fuerza para tirar algo, como un tronco de un árbol del suelo, es el fundamento por el cual funcionan las grúas, desde las más simples hasta las más pesadas y voluminosas.

El ejemplo de mayor aplicación de una polea simple son los elevadores o ascensores. Los elevadores utilizan poleas simples para levantar personas o cargas.

En un elevador, se utiliza una sola polea. En un extremo del cable está la cabina del elevador, y en el otro extremo un contrapeso pesado en la misma magnitud de la carga máxima que puede llevar el elevador. Los frenos utilizan fricción para reducir la velocidad del elevador cuando la carga de la cabina es menor que la del contrapeso.

Ciertos tipos de grúas, llamadas grúas torre, utilizan un mecanismo de bloques y aparejos para levantar objetos en el aire durante la construcción de rascacielos.

Las grúas en construcciones utilizan sistemas de poleas múltiples para levantar cargas pesadas como vigas de acero en edificios.

Los bloques y aparejos utilizan varias poleas unidas entre sí en líneas paralelas, una sobre la otra. Un cable fuerte está enrollado entre dos líneas de poleas empezando en el motor, que provee el poder para hacer el levantamiento y, luego de enhebrarse en el sistema de poleas, es añadido al soporte que sostiene el eje en la línea superior.

Mientras la línea superior de poleas está añadida al brazo de la grúa, la carga está añadida al eje del juego más bajo. Mientras el motor enrolla el cable, el eje inferior es tirado hacia el eje superior, levantando la carga. La fuerza es magnificada por la cantidad de poleas en ambos sistemas.