Un agujero es una abertura en oa través de un medio en particular, generalmente un cuerpo sólido. Los agujeros ocurren a través de procesos naturales y artificiales y pueden ser útiles para varios propósitos, o pueden representar un problema que necesita ser abordado en muchos campos de la ingeniería. Dependiendo del material y la ubicación, un agujero puede ser una hendidura en una superficie (como un agujero en el suelo) o puede pasar completamente a través de esa superficie (como un agujero creado por un perforador en una hoja de papel) . En ingeniería, un agujero puede ser ciego o pasante si tiene una profundidad parcial o total.
Tipos de agujero
Los agujeros pueden ocurrir por varias razones, incluidos procesos naturales y acciones intencionales de humanos o animales. Los agujeros en el suelo que se hacen intencionalmente, como los que se hacen mientras se busca comida, para replantar árboles, o los agujeros para postes hechos para asegurar un objeto, generalmente se hacen a través del proceso de excavación . Los agujeros involuntarios en un objeto suelen ser un signo de daño . Los baches y sumideros pueden dañar los asentamientos humanos. [1]
Los agujeros pueden ocurrir en una amplia variedad de materiales y en una amplia gama de escalas. Los agujeros más pequeños observables por los humanos incluyen poros y perforaciones , pero el fenómeno más pequeño descrito como un agujero es un agujero de electrones , que es una posición en un átomo o red atómica donde falta un electrón . El fenómeno más grande descrito como un agujero es un agujero negro supermasivo , un objeto astronómico que puede ser miles de millones de veces más masivo que el sol de la Tierra .
El hoyo más profundo de la Tierra es el Kola Superdeep Borehole hecho por el hombre , con una verdadera profundidad de perforación vertical de más de 7.5 millas (12 kilómetros), que es solo una fracción de las casi 4,000 millas (6,400 kilómetros) de distancia al centro de la tierra. [2]
Sentidos matemáticos y científicos
Agujeros en las matemáticas
En matemáticas , los huecos se examinan de diversas formas. Uno de ellos es la homología , que es una forma general de asociar ciertos objetos algebraicos a otros objetos matemáticos como los espacios topológicos . Los grupos de homología se definieron originalmente en topología algebraica , y la homología fue originalmente un método matemático riguroso para definir y categorizar huecos en un objeto matemático llamado variedad . La motivación inicial para definir grupos de homología fue la observación de que se pueden distinguir dos formas examinando sus agujeros. [3] Por ejemplo, un círculo no es un disco porque el círculo tiene un agujero mientras que el disco es sólido, [4] y la esfera ordinaria no es un círculo porque la esfera encierra un agujero bidimensional mientras que el círculo encierra un agujero unidimensional. Sin embargo, debido a que un agujero "no está allí", no es inmediatamente obvio cómo definir un agujero o cómo distinguir diferentes tipos de agujero.
En topología geométrica , sin embargo, los huecos se determinan de forma diferente. En este campo, el género de una superficie orientable conectada es un número entero que representa el número máximo de cortes a lo largo de curvas simples cerradas que no se cruzan sin hacer que el colector resultante se desconecte. [5] En términos simples, es el número de "agujeros" que tiene un objeto ("agujeros" interpretados en el sentido de agujeros de rosquilla; una esfera hueca se consideraría que tiene cero agujeros en este sentido). Una rosquilla, o toro, tiene uno de esos agujeros. Una esfera tiene 0.
Agujeros en la física
En física, la antimateria se describe de manera generalizada como un agujero, un lugar que, cuando se combina con la materia ordinaria para llenar el agujero, hace que tanto el agujero como la materia se cancelen entre sí. Esto es análogo a reparar un bache con asfalto o llenar una burbuja debajo de la superficie del agua con la misma cantidad de agua para cancelarlo. El ejemplo más directo es el agujero de electrones ; El mar de Dirac proporciona una descripción teórica bastante general , que trata a los positrones (o antipartículas en general) como agujeros. Los orificios proporcionan una de las dos formas principales de conducción en un semiconductor , es decir, el material del que están hechos los transistores ; sin agujeros, la corriente no podría fluir y los transistores se encienden y apagan habilitando o deshabilitando la creación de agujeros.
Agujeros en biología
Los cuerpos de los animales tienden a contener orificios especializados que cumplen diversas funciones biológicas, como la ingesta de oxígeno o alimentos, la excreción de desechos y la ingesta o expulsión de otros fluidos con fines reproductivos. En algunos animales simples, sin embargo, hay un solo agujero que sirve para todos estos propósitos. [6] La formación de agujeros es un evento significativo en el desarrollo de un animal:
Todos los animales comienzan su desarrollo con un orificio, el blastoporo . Si hay dos agujeros, el segundo agujero se forma más tarde. El blastoporo puede surgir en la parte superior o inferior del embrión. [6]
La gramicidina A , un polipéptido con forma helicoidal, se ha descrito como un orificio portátil. Cuando forma un dímero , puede incrustarse en las membranas bicapa celulares y formar un agujero a través del cual pueden pasar las moléculas de agua. [7]
Sentidos de ingeniería
Agujeros ciegos y agujeros pasantes
En ingeniería , mecanizado y herramientas , un orificio puede ser un orificio ciego o un orificio pasante (también llamado orificio pasante o orificio de paso ). Un orificio ciego es un orificio que se escaria , perfora o fresa a una profundidad especificada sin atravesar el otro lado de la pieza de trabajo. Un agujero pasante es un agujero que está hecho para atravesar completamente el material de un objeto. En otras palabras, un orificio pasante es un orificio que atraviesa completamente algo. Los machos de roscar que se utilizan para orificios pasantes generalmente son cónicos, ya que golpearán más rápido y las virutas se liberarán cuando el grifo salga del orificio.
La etimología del agujero ciego es que no es posible ver a través de él. También puede referirse a cualquier característica que se lleve a una profundidad específica, más específicamente refiriéndose al orificio roscado internamente (orificios roscados). Sin considerar la punta de la broca, la profundidad del agujero ciego, convencionalmente, puede ser un poco más profunda que la profundidad de la rosca.
Hay tres métodos aceptados para roscar agujeros ciegos:
- Roscado convencional , especialmente con roscados inferiores
- Roscado de un solo punto , donde se gira la pieza de trabajo, y se alimenta una herramienta de corte puntiaguda en la pieza de trabajo a la misma velocidad que el paso de la rosca interna. Apuntar dentro de un agujero ciego, como perforar dentro de uno, es intrínsecamente más desafiante que hacerlo en un agujero pasante. Esto fue especialmente cierto en la era en la que el mecanizado manual era el único método de control. Hoy en día, el CNC hace que estas tareas sean menos estresantes, pero aún más desafiantes que con los orificios pasantes.
- Interpolación helicoidal, donde la pieza de trabajo permanece estacionaria y el Control Numérico Computarizado (CNC) mueve una fresa en la trayectoria helicoidal correcta para una rosca determinada, fresando la rosca.
Al menos dos fabricantes de herramientas de EE. UU. Han fabricado herramientas para fresado de roscas en agujeros ciegos: Ingersoll Cutting Tools de Rockford, Illinois, y Tooling Systems de Houston, Texas, quienes introdujeron el Thread Mill en 1977, un dispositivo que fresaba grandes roscas internas en el ciego. agujeros de los dispositivos de prevención de reventones de pozos de petróleo . Hoy en día, muchas fresadoras CNC pueden ejecutar un ciclo de fresado de roscas de este tipo (ver un vídeo de dicho corte en la sección "Enlaces externos").
Un uso de los orificios pasantes en la electrónica es con la tecnología de orificios pasantes , un esquema de montaje que implica el uso de cables en los componentes que se insertan en los orificios perforados en las placas de circuito impreso (PCB) y se sueldan a las almohadillas en el lado opuesto, ya sea por ensamblaje manual. (colocación de la mano) o mediante el uso de máquinas automáticas de montaje por inserción. [8] [9]
Agujeros
Un orificio de alfiler es un pequeño orificio, generalmente hecho al presionar un objeto delgado y puntiagudo, como un alfiler, a través de un material fácilmente penetrable, como una tela o una capa muy delgada de metal . Los orificios similares hechos por otros medios también se denominan a menudo poros. Los poros pueden hacerse intencionalmente por varias razones. Por ejemplo, en óptica, los poros se utilizan como aberturas para seleccionar ciertos rayos de luz. Esto se utiliza en cámaras estenopeicas para formar una imagen sin el uso de una lente . [10] Se han utilizado orificios en los envases de los productos para controlar la atmósfera y la humedad relativa dentro del envase. [11]
En muchos campos, sin embargo, los poros son un efecto secundario nocivo e indeseado de los procesos de fabricación. Por ejemplo, en el ensamblaje de microcircuitos , los poros en la capa de aislante dieléctrico que recubre el circuito pueden hacer que el circuito falle. Por lo tanto, "[para] evitar los poros que puedan sobresalir por todo el espesor de la capa dieléctrica, es una práctica común tamizar varias capas de dieléctrico con secado y cocción después de cada tamizado", evitando así que los poros se vuelvan continuos. [12]
Filosofía y psicología de los agujeros
Se ha observado que los agujeros ocupan una posición ontológica inusual en la psicología humana, ya que la gente tiende a referirse a ellos como objetos tangibles y contables, cuando en realidad son la ausencia de algo en otro objeto. [13] Un ejemplo de este razonamiento se puede encontrar en la letra de los Beatles de la canción, " A Day in the Life ", de su álbum de 1967 Sgt. Banda del club de corazones solitarios de Pepper :
Hoy leí las noticias, oh chico:
cuatro mil agujeros en Blackburn Lancashire.
Y aunque los agujeros eran bastante pequeños,
tuvieron que contarlos todos,
ahora saben cuántos agujeros se necesitan para llenar el Albert Hall. [14]
La referencia a 4.000 hoyos fue escrita por John Lennon e inspirada en un resumen de noticias de Far & Near de la misma edición del 17 de enero del Daily Mail , que también había servido de inspiración para versos anteriores de la canción. Bajo el título "Los hoyos en nuestras carreteras", el informe decía: "Hay 4000 hoyos en la carretera en Blackburn, Lancashire, o un vigésimo sexto de un hoyo por persona, según una encuesta del consejo. Si Blackburn es típico, hay dos millones de hoyos en las carreteras de Gran Bretaña y 300.000 en Londres ". [15] Los agujeros también se han descrito como parásitos ontológicos porque solo pueden existir como aspectos de otro objeto. [13] El concepto psicológico de un agujero como objeto físico se lleva a su extremo lógico en el concepto ficticio de un agujero portátil , ejemplificado en los juegos de rol y caracterizado como un "agujero" que una persona puede llevar consigo. cosas adentro, y entran en sí mismos según sea necesario. [dieciséis]
Algunas personas tienen aversión a la visión de patrones irregulares o grupos de pequeños agujeros, una condición llamada tripofobia . [17] [18] Los investigadores plantean la hipótesis de que esto es el resultado de una repulsión biológica que asocia formas tripofóbicas con peligro o enfermedad y, por lo tanto, puede tener una base evolutiva . [19] [17]
Agujeros metafóricos
También se puede hacer referencia a los agujeros metafóricamente como existentes en cosas no tangibles. Por ejemplo, se puede decir que una persona que proporciona un relato de un evento que carece de detalles importantes tiene "huecos en su historia", y se puede decir que una obra de ficción con elementos narrativos inexplicables tiene huecos en la trama . [20] A menudo se dice que una persona que ha sufrido una pérdida tiene un "agujero en el corazón". El concepto de un "agujero en forma de Dios" aparece en el discurso religioso:
Se dice comúnmente que los [humanos] tienen "un agujero en forma de Dios" en nuestras almas. Si eres una persona religiosa, puedes explicar el agujero diciendo que Dios lo puso allí para que nos sea más fácil recibirlo. Si eres naturalista o ateo, crees que el agujero en forma de Dios está en nuestras mentes, no en nuestras almas. Luego busca las razones por las que el concepto de Dios podría haber evolucionado en nuestra especie. [21]
Unicode
El símbolo Unicode para HOLE, U + 1F573, fue aprobado en 2014 como parte de la tabla de Símbolos y Pictogramas Misceláneos en Unicode 7.0, [22] y fue parte de Emoji 1.0, publicado en 2015. [23] Como se muestran las representaciones pictóricas de emoji Dependiendo de la plataforma, Emojipedia muestra imágenes del símbolo del agujero como se muestra en varias plataformas. [24]
Galería de agujeros
Agujero en el suelo cavado por un zorro como su madriguera.
Agujero en un árbol de eucalipto usado como nido por Lorikeets.
Árboles visibles a través de un gran agujero en el tronco de un árbol en Laos.
Agujero en una nube sobre Karawanks, Eslovenia.
Calcetín con un agujero.
Vista simulada de un agujero negro frente a la Gran Nube de Magallanes.
Primera imagen de un agujero negro del Event Horizon Telescope.
Vista de cerca de una placa de circuito electrónico que muestra los orificios de los cables de los componentes (chapados en oro) con un orificio pasante enchapado.
Los orificios de sonido tallados con precisión en la superficie de una guitarra pueden facilitar el sonido deseado.
Caricatura de la Primera Guerra Mundial Bueno, si conoces una mejor, ve a ella por Bruce Bairnsfather , 1915.
Un agujero en el muro de Berlín , 2019.
Perforadora manual , que se utiliza para hacer agujeros en papel y materiales similares.
Ver también
- Annulus (matemáticas)
- Depresión (geología)
- Ley de los agujeros
- Seno
- Túnel
Referencias
- ^ "La historia del agujero" . The Economist . 2016-06-11 . Consultado el 11 de febrero de 2017 .
- ^ "¿Qué hay en el fondo del agujero más profundo de la Tierra?" . Consultado el 17 de agosto de 2016 .
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- ^ Munkres, James R. Topología. Vol. 2. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2000.
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