Herramienta

Una herramienta es un objeto que puede ampliar la capacidad de un individuo para modificar características del entorno que lo rodea o ayudarlo a realizar una tarea en particular. Aunque muchos animales utilizan herramientas simples , solo se ha observado que los seres humanos , cuyo uso de herramientas de piedra se remonta a cientos de milenios , utilizan herramientas para fabricar otras herramientas.

Las primeras herramientas humanas, hechas de materiales como piedra , hueso y madera , se usaban para preparar alimentos , cazar , fabricar armas y trabajar materiales para producir ropa y artefactos y artesanías útiles como cerámica , además de para construir viviendas , empresas , infraestructuras y transporte . El desarrollo de la metalurgia hizo posible la creación de nuevos tipos de herramientas. El aprovechamiento de fuentes de energía , como la fuerza animal , el viento o el vapor , permitió que herramientas cada vez más complejas produjeran una gama aún mayor de artículos, y la Revolución Industrial marcó un punto de inflexión en el uso de herramientas. La introducción de la automatización generalizada en los siglos XIX y XX permitió que las herramientas funcionaran con una mínima supervisión humana, lo que aumentó aún más la productividad del trabajo humano .

Por extensión, los conceptos que apoyan el pensamiento sistemático o investigativo a menudo se denominan "herramientas" o "conjuntos de herramientas".

Si bien existe una comprensión generalizada de sentido común del significado de herramienta, se han propuesto varias definiciones formales.

En 1981, Benjamin Beck publicó una definición ampliamente utilizada del uso de herramientas. ^[1] Esta definición se ha modificado de la siguiente manera:

El empleo externo de un objeto ambiental no unido o manipulable para alterar de manera más eficiente la forma, posición o condición de otro objeto, otro organismo o el propio usuario, cuando el usuario sostiene y manipula directamente la herramienta durante o antes del uso y es responsable de la orientación adecuada y efectiva de la herramienta. ^[2]

Se han propuesto otras definiciones más breves:

Un objeto transportado o mantenido para uso futuro.

—  Finn, Tregenza y Norman, 2009. ^[3]

El uso de objetos físicos distintos del propio cuerpo del animal o de sus apéndices como medio para ampliar la influencia física realizada por el animal.

—  Jones y Kamil, 1973 ^[4]

Un objeto que ha sido modificado para adaptarse a un propósito... [o] Un objeto inanimado que uno usa o modifica de alguna manera para causar un cambio en el entorno, facilitando así el logro de un objetivo previsto.

—Hauser  , 2000 ^[5]

Los antropólogos creen que el uso de herramientas fue un paso importante en la evolución de la humanidad . ^[6] Debido a que las herramientas son utilizadas ampliamente tanto por los humanos (Homo sapiens) como por los chimpancés salvajes , se asume ampliamente que el primer uso rutinario de herramientas tuvo lugar antes de la divergencia entre las dos especies de simios . ^[7] Sin embargo, estas primeras herramientas probablemente estaban hechas de materiales perecederos como palos, o consistían en piedras sin modificar que no se pueden distinguir de otras piedras como herramientas.

Los artefactos de piedra datan de hace unos 2,5 millones de años. ^[8] Sin embargo, un estudio de 2010 sugiere que la especie de homínido Australopithecus afarensis comía carne tallando cadáveres de animales con herramientas de piedra. Este hallazgo retrotrae el uso más antiguo conocido de herramientas de piedra entre los homínidos a hace unos 3,4 millones de años. ^[9] Los hallazgos de herramientas reales datan de al menos 2,6 millones de años en Etiopía . ^[10] Una de las primeras formas distinguibles de herramientas de piedra es el hacha de mano .

Hasta hace poco, las armas encontradas en las excavaciones eran las únicas herramientas del "hombre primitivo" que se estudiaban y a las que se les daba importancia. Ahora, se reconoce que más herramientas tienen relevancia cultural e histórica. Además de la caza, otras actividades requerían herramientas como la preparación de alimentos, "... la recolección de nueces, el trabajo del cuero , la recolección de cereales y la carpintería..." ^[11] . En este grupo se incluyen las "herramientas de piedra lascada".

Las herramientas son los elementos más importantes que los humanos antiguos usaban para ascender a la cima de la cadena alimentaria ; al inventar herramientas, pudieron realizar tareas que los cuerpos humanos no podían, como usar una lanza o un arco para matar presas , ya que sus dientes no eran lo suficientemente afilados como para perforar la piel de muchos animales. Se ha cuestionado la idea de que el "hombre cazador" fue el catalizador del cambio en los homínidos. Basándose en las marcas en los huesos de los yacimientos arqueológicos, ahora es más evidente que los prehumanos se alimentaban de los cadáveres de otros depredadores en lugar de matar su propia comida. ^[12]

Muchas herramientas se fabricaron en la prehistoria o en los primeros siglos de la historia registrada, pero la evidencia arqueológica puede proporcionar fechas de desarrollo y uso. ^{[13] [14] [15]}

Varias de las seis máquinas simples clásicas ( rueda y eje , palanca , polea , plano inclinado , cuña y tornillo ) fueron inventadas en Mesopotamia . ^[16] El mecanismo de rueda y eje apareció por primera vez con el torno de alfarero , inventado en lo que ahora es Irak durante el quinto milenio a. C. ^[17] Esto condujo a la invención del vehículo con ruedas en Mesopotamia a principios del cuarto milenio a. C. ^[18] La palanca se utilizó en el dispositivo de elevación de agua shadoof , la primera máquina grúa , que apareció en Mesopotamia c.  3000 a. C. , ^[19] y luego en la tecnología del antiguo Egipto c.  2000 a. C. [ ^20] La evidencia más temprana de poleas se remonta a Mesopotamia a principios del segundo milenio a. C. ^[21]

El tornillo , la última de las máquinas simples en ser inventada, ^[22] apareció por primera vez en Mesopotamia durante el período neoasirio (911-609 a. C.). ^[21] El rey asirio Senaquerib (704-681 a. C.) afirma haber inventado compuertas automáticas y haber sido el primero en utilizar bombas de tornillo de agua , de hasta 30 toneladas de peso, que se fundían utilizando moldes de arcilla de dos partes en lugar del proceso de " cera perdida ". ^[23] El acueducto de Jerwan ( c.  688 a. C.) está hecho con arcos de piedra y revestido de hormigón impermeable. ^[24] La evidencia más temprana de ruedas hidráulicas y molinos de agua se remonta al antiguo Cercano Oriente en el siglo IV a. C., ^[25] específicamente en el Imperio persa antes del 350 a. C., en las regiones de Mesopotamia (Irak) y Persia (Irán). ^[26] Este uso pionero de la energía hidráulica constituyó quizás el primer uso de la energía mecánica . ^[27]

Los dispositivos mecánicos experimentaron una importante expansión en su uso en la Antigua Grecia y la Antigua Roma con el empleo sistemático de nuevas fuentes de energía, especialmente las ruedas hidráulicas . Su uso se expandió durante la Edad Oscura con la incorporación de los molinos de viento .

Las máquinas herramienta propiciaron un aumento en la producción de nuevas herramientas durante la Revolución Industrial . La maquinaria preindustrial fue construida por diversos artesanos: los mecánicos construían molinos de agua y de viento, los carpinteros hacían armazones de madera y los herreros y torneros fabricaban piezas de metal. Los componentes de madera tenían la desventaja de cambiar de dimensiones con la temperatura y la humedad, y las diversas juntas tendían a aflojarse con el tiempo. A medida que avanzaba la Revolución Industrial, las máquinas con piezas y armazones de metal se hicieron más comunes. ^{[28] [29]}

Otros usos importantes de las piezas de metal fueron en armas de fuego y sujetadores roscados, como tornillos para máquinas, pernos y tuercas. También existía la necesidad de precisión en la fabricación de piezas. La precisión permitiría un mejor funcionamiento de la maquinaria, la intercambiabilidad de piezas y la estandarización de los sujetadores roscados. La demanda de piezas de metal condujo al desarrollo de varias máquinas herramienta . Tienen su origen en las herramientas desarrolladas en el siglo XVIII por los fabricantes de relojes y de instrumentos científicos para permitirles producir en lotes pequeños mecanismos. Antes de la llegada de las máquinas herramienta, el metal se trabajaba manualmente utilizando las herramientas manuales básicas de martillos, limas, raspadores, sierras y cinceles. En consecuencia, el uso de piezas de máquinas de metal se mantuvo al mínimo. Los métodos manuales de producción eran muy laboriosos y costosos y la precisión era difícil de lograr. ^{[30] [31]} Con su precisión inherente, las máquinas herramienta permitieron la producción económica de piezas intercambiables . ^{[28] [29] [32]}

Entre los ejemplos de máquinas herramienta se incluyen: ^{[28] [29]}

Los defensores de la nanotecnología esperan un aumento similar a medida que las herramientas se vuelvan microscópicas en tamaño. ^{[33] [34]}

Las herramientas se pueden clasificar según sus funciones básicas:

• Las herramientas de corte y filo, como el cuchillo , la hoz , la guadaña , el hacha y el hacha , son herramientas en forma de cuña que producen una fuerza de corte a lo largo de una cara estrecha. Idealmente, el filo de la herramienta debe ser más duro que el material que se corta o la hoja se desafilará con el uso repetido. Pero incluso las herramientas resistentes requerirán un afilado periódico , que es el proceso de eliminar el desgaste por deformación del filo. Otros ejemplos de herramientas de corte incluyen gubias ^[35] y brocas . ^[36]
• Las herramientas móviles mueven objetos grandes y pequeños. Muchas son palancas que dan al usuario una ventaja mecánica . Ejemplos de herramientas que concentran fuerza incluyen el martillo que mueve un clavo o el mazo que mueve una estaca. Estos funcionan aplicando compresión física a una superficie. En el caso del destornillador , la fuerza es rotacional y se llama torque . Por el contrario, un yunque concentra la fuerza en un objeto que se está martillando al evitar que se mueva cuando se golpea. Los instrumentos de escritura entregan un fluido a una superficie a través de la compresión para activar el cartucho de tinta. Agarrar y girar tuercas y tornillos con alicates , un guante, una llave , etc. también mueve objetos al aplicar torque (fuerza rotacional). ^[37]
• Herramientas que producen cambios químicos, incluidos temperatura e ignición, como encendedores y sopletes .
• Las herramientas de guía, medición y percepción incluyen la regla , las gafas , la escuadra , los sensores , la regla , el teodolito , el microscopio , el monitor , el reloj , el teléfono y la impresora.
• Herramientas de modelado, tales como moldes , plantillas , paletas .
• Herramientas de fijación, como soldadores , soldadores , pistolas remachadoras , pistolas de clavos o pistolas de pegamento .
• Herramientas de manipulación de datos e información, como computadoras , IDE , hojas de cálculo

Algunas herramientas pueden ser combinaciones de otras herramientas. Por ejemplo, un despertador es una combinación de una herramienta de medición (el reloj) y una herramienta de percepción (la alarma). Esto permite que el despertador sea una herramienta que queda fuera de todas las categorías mencionadas anteriormente.

Existe cierto debate sobre si se deben considerar los elementos de protección como herramientas, porque no ayudan directamente a realizar el trabajo, solo protegen al trabajador como la ropa común. Cumplen con la definición general de herramientas y en muchos casos son necesarios para completar el trabajo. El equipo de protección personal incluye elementos como guantes , gafas de seguridad , protectores auditivos y trajes de protección biológica . ^[38]

A menudo, por diseño o por coincidencia, una herramienta puede compartir atributos funcionales clave con una o más herramientas. En este caso, algunas herramientas pueden sustituir a otras, ya sea como una solución provisional o por una cuestión de eficiencia práctica. "Una herramienta lo hace todo" es un lema de cierta importancia para los trabajadores que prácticamente no pueden llevar todas las herramientas especializadas al lugar de cada tarea de trabajo, como un carpintero que no necesariamente trabaja en un taller todo el día y necesita hacer trabajos en la casa de un cliente. La sustitución de herramientas puede dividirse en dos clases: sustitución "por diseño" o "multiusos" y sustitución provisional. La sustitución "por diseño" serían las herramientas que están diseñadas específicamente para realizar múltiples tareas utilizando solo esa herramienta.

La sustitución es "provisional" cuando entra en juego el ingenio humano y se utiliza una herramienta para un propósito no previsto, como utilizar un destornillador largo para separar el brazo de control de un automóvil de una rótula, en lugar de utilizar un diapasón. En muchos casos, las funciones secundarias diseñadas de las herramientas no son ampliamente conocidas. Por ejemplo, muchas sierras de mano para cortar madera integran una escuadra incorporando un mango de forma especial, que permite marcar ángulos de 90° y 45° alineando la parte apropiada del mango con un borde y trazando a lo largo del borde posterior de la sierra. Esto último se ilustra con el dicho "Todas las herramientas pueden usarse como martillos". Casi todas las herramientas pueden usarse para funcionar como un martillo, ^[39] aunque pocas herramientas están diseñadas intencionalmente para ello y aún menos funcionan tan bien como el original.

Las herramientas se utilizan a menudo para sustituir a muchos aparatos mecánicos, especialmente en dispositivos mecánicos antiguos. En muchos casos, una herramienta barata podría utilizarse para ocupar el lugar de una pieza mecánica faltante. Un rodillo de ventana en un coche podría sustituirse por unos alicates . Una palanca de cambios o un interruptor de encendido podrían sustituirse por un destornillador. Una vez más, se considerarían herramientas que se utilizan para fines no previstos, la sustitución como improvisación. Herramientas como una herramienta rotativa se considerarían la sustitución "por diseño" o "multiuso". Esta clase de herramientas permite el uso de una herramienta que tiene al menos dos capacidades diferentes. Las herramientas "multiuso" son básicamente múltiples herramientas en un dispositivo/herramienta. Herramientas como esta suelen ser herramientas eléctricas que vienen con muchos accesorios diferentes como una herramienta rotativa, por lo que se podría decir que un taladro eléctrico es una herramienta "multiuso". ^[40]

Una herramienta multiusos es una herramienta manual que incorpora varias herramientas en un único dispositivo portátil; la navaja suiza representa uno de los primeros ejemplos. ^[41] Otras herramientas tienen un propósito principal pero también incorporan otra funcionalidad; por ejemplo, los alicates de liniero incorporan una pinza y un cortador y a menudo se utilizan como martillo; ^[39] y algunas sierras de mano incorporan una escuadra en el ángulo recto entre el borde sin filo de la hoja y el mango de la sierra. Esta también sería la categoría de herramientas "multiusos", ya que también son múltiples herramientas en una (multiuso y multiuso se pueden usar indistintamente; compárese con hacha de mano ). Este tipo de herramientas se fabricaron específicamente para llamar la atención de muchos artesanos diferentes que viajaban para hacer su trabajo. Para estos trabajadores, este tipo de herramientas eran revolucionarias porque eran una herramienta o un dispositivo que podía hacer varias cosas diferentes. Con esta nueva revolución de herramientas, el artesano viajero no tendría que llevar tantas herramientas consigo a los lugares de trabajo, ya que su espacio estaría limitado al vehículo o a la bestia de carga que conducía. Las herramientas multiusos resuelven el problema de tener que lidiar con muchas herramientas diferentes.

El uso de herramientas por parte de los animales es un fenómeno en el que un animal utiliza cualquier tipo de herramienta para lograr un objetivo, como adquirir comida y agua, asearse , defenderse, comunicarse , recrearse o construir . ^[42] Originalmente se pensaba que era una habilidad que solo poseían los humanos , pero el uso de algunas herramientas requiere un nivel sofisticado de cognición. ^[43] Existe una discusión considerable sobre la definición de lo que constituye una herramienta y, por lo tanto, qué comportamientos pueden considerarse verdaderos ejemplos de uso de herramientas. ^{[42] [44]} La observación ha confirmado que varias especies pueden usar herramientas, incluidos monos , simios , elefantes , varias aves y nutrias marinas . Ahora se considera que la relación única de los humanos con las herramientas es que somos la única especie que usa herramientas para hacer otras herramientas. ^{[42] [45]}

Los primates son bien conocidos por usar herramientas para cazar o recolectar comida y agua, cubrirse de la lluvia y defenderse. Los chimpancés a menudo han sido objeto de estudio en relación con su uso de herramientas, el más famoso por Jane Goodall ; estos animales están estrechamente relacionados con los humanos. El uso de herramientas salvajes en otros primates, especialmente entre simios y monos , se considera relativamente común, aunque su extensión total sigue siendo pobremente documentada, ya que muchos primates en la naturaleza solo se observan principalmente de manera distante o breve cuando están en sus entornos naturales y viven sin influencia humana. ^{[42] [44]} Algunos usos novedosos de herramientas por parte de los primates pueden surgir de manera localizada o aislada dentro de ciertas culturas de primates únicas , y transmitirse y practicarse entre primates socialmente conectados a través del aprendizaje cultural . ^[43] Muchos investigadores famosos, como Charles Darwin en su libro El origen del hombre , mencionaron el uso de herramientas en monos (como los babuinos ). ^{[42] [44] [46]}

Entre otros mamíferos , se sabe que los elefantes salvajes y cautivos crean herramientas usando sus trompas y patas, principalmente para aplastar moscas, rascar, tapar pozos de agua que han cavado (para cerrarlos nuevamente para que el agua no se evapore) y alcanzar comida que está fuera de su alcance. Se ha observado a muchos otros mamíferos sociales en particular utilizando herramientas. Un grupo de delfines en Shark Bay usa esponjas marinas para proteger sus picos mientras buscan alimento. Las nutrias marinas usan rocas u otros objetos duros para desalojar comida (como abulón ) y abrir mariscos . Se ha observado a muchos o la mayoría de los mamíferos del orden Carnivora usando herramientas, a menudo para atrapar o abrir los caparazones de las presas, así como para rascar. ^{[42] [44] [46]}

Los córvidos (como los cuervos , grajos y grajos ) son bien conocidos por sus grandes cerebros (entre las aves ) y el uso de herramientas. Los cuervos de Nueva Caledonia están entre los únicos animales que crean sus propias herramientas. Fabrican principalmente sondas de ramitas y madera (y a veces alambre de metal) para atrapar o empalar larvas . El uso de herramientas en algunas aves puede ejemplificarse mejor en la complejidad de los nidos. Los pájaros sastre fabrican "bolsas" para hacer sus nidos. Algunas aves, como los pájaros tejedores , construyen nidos complejos utilizando una variedad diversa de objetos y materiales, muchos de los cuales son elegidos específicamente por ciertas aves por sus cualidades únicas. Los pinzones carpinteros insertan ramitas en los árboles para atrapar o empalar larvas. Los loros pueden usar herramientas para calzar nueces para poder abrir la cáscara exterior de las nueces sin lanzar el contenido interior. Algunas aves se aprovechan de la actividad humana, como las cornejas negras en Japón, que dejan caer nueces frente a los automóviles para abrirlos. ^{[42] [44] [46]}

Varias especies de peces utilizan herramientas para cazar y abrir mariscos, extraer alimentos que están fuera de su alcance o limpiar un área para anidar. Entre los cefalópodos (y quizás de manera única o en una medida no observada entre los invertebrados ), se sabe que los pulpos usan herramientas con relativa frecuencia, como juntar cáscaras de coco para crear un refugio o usar rocas para crear barreras. ^{[42] [44] [46]}

Por extensión, los conceptos que apoyan el pensamiento sistemático o investigativo a menudo se denominan "herramientas", por ejemplo, Vanessa Dye se refiere a "herramientas de reflexión" y "herramientas para ayudar a agudizar su práctica profesional" para los profesores en formación, ^[47] ilustrando la conexión entre herramientas físicas y conceptuales citando al científico francés Claude Bernaud :

Debemos cambiar [nuestras ideas] cuando hayan cumplido su propósito, como cambiamos una lanceta roma que hemos usado durante suficiente tiempo. ^[47]

De manera similar, un proceso de toma de decisiones "desarrollado para ayudar a las mujeres y sus parejas a tomar decisiones seguras e informadas al planificar dónde dar a luz" se describe como una "herramienta de elección de nacimiento":

La herramienta alienta a las mujeres a considerar entornos extrahospitalarios cuando sea apropiado, ^[48]

Y la idea de un "conjunto de herramientas" es utilizada por la Organización Internacional del Trabajo para describir un conjunto de procesos aplicables a la mejora de las relaciones laborales globales . ^[49]

El teléfono es una herramienta de comunicación que sirve de interfaz entre dos personas que mantienen una conversación en un nivel y, a su vez, entre cada usuario y la red de comunicación en otro nivel. En el ámbito de los medios y la tecnología de las comunicaciones, un aspecto contraintuitivo de nuestras relaciones con nuestras herramientas comenzó a ganar reconocimiento popular. John M. Culkin dijo la famosa frase: "Nosotros moldeamos nuestras herramientas y, a partir de ahí, nuestras herramientas nos moldean a nosotros". ^[50] Un grupo de académicos amplió esta idea y dijo: "Los seres humanos crean tecnologías inspiradoras y empoderadoras, pero también son influenciados, aumentados, manipulados e incluso aprisionados por la tecnología". ^[51]

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• Lista de herramientas para la construcción de estructuras de madera
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