Las tecnologías que mejoran la productividad son las innovaciones tecnológicas que históricamente han incrementado la productividad .
La productividad se mide a menudo como la relación entre la producción (agregada) y la inversión (agregada) en la producción de bienes y servicios. [1] La productividad aumenta al reducir la cantidad de trabajo, capital , energía o materiales que se utilizan para producir una determinada cantidad de bienes y servicios económicos. Los aumentos de la productividad son en gran medida responsables del aumento del nivel de vida per cápita .
Las tecnologías para mejorar la productividad se remontan a la antigüedad, con un progreso bastante lento hasta finales de la Edad Media. Entre los ejemplos importantes de tecnología europea de principios y mediados del siglo XX se incluyen la rueda hidráulica , el collarín , la rueca, el sistema de tres campos (después de 1500, el sistema de cuatro campos; véase rotación de cultivos ) y el alto horno . [2]
El progreso tecnológico fue ayudado por la alfabetización y la difusión del conocimiento que se aceleró después de que la rueca se extendiera a Europa occidental en el siglo XIII. La rueca aumentó el suministro de trapos utilizados para la pulpa en la fabricación de papel , cuya tecnología llegó a Sicilia en algún momento del siglo XII. El papel barato fue un factor en el desarrollo de la imprenta de tipos móviles , que llevó a un gran aumento en el número de libros y títulos publicados. [3] [4] Con el tiempo comenzaron a aparecer libros sobre ciencia y tecnología, como el manual técnico de minería De Re Metallica , que fue el libro de tecnología más importante del siglo XVI y fue el texto de química estándar durante los siguientes 180 años. [5]
Francis Bacon (1561–1626) es conocido por el método científico , que fue un factor clave en la revolución científica . Bacon afirmó que las tecnologías que distinguieron a la Europa de su época de la Edad Media fueron el papel y la imprenta, la pólvora y la brújula magnética, conocidas como los cuatro grandes inventos , que tuvieron su origen en China. [6] [ página necesaria ] Otros inventos chinos incluyeron el collar de caballo, el hierro fundido, un arado mejorado y la sembradora.
Las tecnologías de minería y refinación de metales desempeñaron un papel clave en el progreso tecnológico. Gran parte de nuestra comprensión de la química fundamental evolucionó a partir de la fundición y refinación de minerales, siendo De re metallica el principal texto de química. [5] Los ferrocarriles evolucionaron a partir de los carros mineros y las primeras máquinas de vapor fueron diseñadas específicamente para bombear agua de las minas. La importancia del alto horno va mucho más allá de su capacidad para la producción a gran escala de hierro fundido. El alto horno fue el primer ejemplo de producción continua y es un proceso de intercambio a contracorriente , varios de los cuales también se utilizan hoy en día en la refinación química y de petróleo. El chorro de aire caliente , que reciclaba lo que de otro modo habría sido calor residual, fue una de las tecnologías clave de la ingeniería. Tuvo el efecto inmediato de reducir drásticamente la energía necesaria para producir arrabio, pero la reutilización del calor finalmente se aplicó a una variedad de industrias, particularmente calderas de vapor, productos químicos, refinación de petróleo y pulpa y papel.
Antes del siglo XVII, el conocimiento científico tendía a permanecer dentro de la comunidad intelectual, pero en esa época se volvió accesible al público en lo que se denomina "ciencia abierta". [7] Cerca del comienzo de la Revolución Industrial se publicó la Encyclopédie , escrita por numerosos colaboradores y editada por Denis Diderot y Jean le Rond d'Alembert (1751-1772). Contenía muchos artículos sobre ciencia y fue la primera enciclopedia general que brindaba una cobertura en profundidad sobre las artes mecánicas, pero es mucho más reconocida por su presentación de los pensamientos de la Ilustración .
Los historiadores económicos generalmente coinciden en que, con ciertas excepciones como la máquina de vapor , no existe un fuerte vínculo entre la revolución científica del siglo XVII (Descartes, Newton, etc.) y la Revolución Industrial. [7] Sin embargo, un mecanismo importante para la transferencia de conocimiento técnico fueron las sociedades científicas, como The Royal Society of London for Improving Natural Knowledge, mejor conocida como Royal Society , y la Académie des Sciences. También hubo colegios técnicos, como la École Polytechnique . Escocia fue el primer lugar donde se enseñaron ciencias (en el siglo XVIII) y fue donde Joseph Black descubrió la capacidad calorífica y el calor latente y donde su amigo James Watt utilizó el conocimiento del calor para concebir el condensador separado como un medio para mejorar la eficiencia de la máquina de vapor. [8]
Probablemente el primer período de la historia en el que se observó progreso económico después de una generación fue durante la Revolución Agrícola Británica en el siglo XVIII. [9] Sin embargo, el progreso tecnológico y económico no avanzó a un ritmo significativo hasta la Revolución Industrial Inglesa a fines del siglo XVIII, e incluso entonces la productividad creció alrededor del 0,5% anual. El alto crecimiento de la productividad comenzó a fines del siglo XIX en lo que a veces se denomina la Segunda Revolución Industrial . La mayoría de las innovaciones importantes de la Segunda Revolución Industrial se basaron en la comprensión científica moderna de la química , la teoría electromagnética y la termodinámica y otros principios conocidos por la profesión de ingeniería.
Antes de la revolución industrial, las únicas fuentes de energía eran el agua, el viento y la fuerza muscular. La mayoría de los buenos sitios de energía hidráulica (aquellos que no requerían represas modernas masivas) en Europa se desarrollaron durante el período medieval. En la década de 1750, John Smeaton , el "padre de la ingeniería civil", mejoró significativamente la eficiencia de la rueda hidráulica al aplicar principios científicos, agregando así energía muy necesaria para la Revolución Industrial. [10] Sin embargo, las ruedas hidráulicas siguieron siendo costosas, relativamente ineficientes y no muy adecuadas para represas de energía muy grandes. La turbina altamente eficiente de Benoît Fourneyron desarrollada a fines de la década de 1820 eventualmente reemplazó a las ruedas hidráulicas. Las turbinas tipo Fourneyron pueden operar con una eficiencia del 95% y se utilizan en las grandes instalaciones hidroeléctricas actuales. La energía hidroeléctrica continuó siendo la principal fuente de energía industrial en los Estados Unidos hasta mediados del siglo XIX debido a la abundancia de sitios, pero la energía de vapor superó a la energía hidráulica en el Reino Unido décadas antes. [11]
En 1711 se instaló una máquina de vapor Newcomen para bombear agua de una mina, un trabajo que normalmente se hacía con grandes grupos de caballos, de los cuales algunas minas utilizaban hasta 500. Los animales convierten el alimento en trabajo con una eficiencia de alrededor del 5%, pero si bien esta era mucho más que la eficiencia de menos del 1% de la primera máquina Newcomen, en las minas de carbón había carbón de baja calidad con poco valor de mercado disponible. La energía de los combustibles fósiles superó por primera vez a toda la energía animal e hidráulica en 1870. El papel de la energía y las máquinas en la sustitución del trabajo físico se analiza en Ayres-Warr (2004, 2009). [12] [13]
Si bien en algunas zonas se utilizaban barcos de vapor, a fines del siglo XIX miles de trabajadores tiraban de barcazas . Hasta fines del siglo XIX, la mayor parte del carbón y otros minerales se extraían con picos y palas, y las cosechas y los granos se trillaban con tracción animal o a mano. Hasta principios del siglo XX, se manipulaban cargas pesadas, como fardos de algodón de 170 kilos, en carretillas manuales.
Hasta finales del siglo XIX, cuando se empezaron a utilizar palas a vapor, se excavaba con palas. Se informó de que en 1860 se esperaba que un trabajador de la división occidental del canal de Erie cavara 5 yardas cúbicas por día; sin embargo, en 1890 se esperaba que cavara tan solo 3 yardas y media por día. [16] Las grandes palas eléctricas actuales tienen baldes que pueden contener 168 metros cúbicos (220 yardas cúbicas) y consumen la energía de una ciudad de 100.000 habitantes. [17]
La dinamita , una mezcla segura de nitroglicerina y tierra de diatomeas , fue patentada en 1867 por Alfred Nobel . La dinamita aumentó la productividad de la minería, la construcción de túneles, la construcción de carreteras, la construcción y la demolición, e hizo posibles proyectos como el Canal de Panamá.
La energía de vapor se aplicó a las trilladoras a finales del siglo XIX. Había máquinas de vapor que se movían sobre ruedas por su propia fuerza y que se utilizaban para suministrar energía temporal a equipos agrícolas estacionarios, como las trilladoras. Se las llamaba máquinas de carretera, y Henry Ford, al ver una cuando era niño, se inspiró para construir un automóvil. [18] Se utilizaron tractores de vapor, pero nunca se popularizaron.
Con la combustión interna llegaron los primeros tractores producidos en serie ( Fordson c. 1917). Los tractores reemplazaron a los caballos y mulas para tirar de segadoras y cosechadoras, pero en la década de 1930 se desarrollaron cosechadoras autopropulsadas. La producción por hora-hombre en el cultivo de trigo aumentó en un factor de aproximadamente 10 desde el final de la Segunda Guerra Mundial hasta aproximadamente 1985, en gran parte debido a la maquinaria motorizada, pero también debido al aumento de los rendimientos de los cultivos. [19] La mano de obra del maíz mostró un aumento de productividad similar pero mayor. Véase a continuación: Agricultura mecanizada .
Uno de los mayores períodos de crecimiento de la productividad coincidió con la electrificación de las fábricas que tuvo lugar entre 1900 y 1930 en Estados Unidos [12] [20] Véase: Producción en masa: Electrificación de fábricas .
En la historia de la ingeniería y la economía, los tipos más importantes de eficiencia energética fueron la conversión de calor en trabajo, la reutilización del calor y la reducción de la fricción. [21] También hubo una reducción drástica de la energía necesaria para transmitir señales electrónicas, tanto de voz como de datos.
La primera máquina de vapor Newcomen tenía una eficiencia de alrededor del 0,5 % y John Smeaton la mejoró a poco más del 1 % antes de las mejoras de Watt , que aumentaron la eficiencia térmica al 2 %. En 1900, necesitaba 7 libras de carbón por kw/h.
La generación eléctrica fue el sector con el mayor crecimiento de productividad en los EE. UU. a principios del siglo XX. Después del cambio de siglo, las grandes centrales térmicas con calderas de alta presión y turbinas de vapor eficientes reemplazaron a las máquinas de vapor alternativas y en 1960 se necesitaban 0,9 libras de carbón por kw-h. Si se tienen en cuenta las mejoras en la minería y el transporte, la mejora total fue de un factor superior a 10. [22] Las turbinas de vapor actuales tienen eficiencias en el rango del 40%. [13] [23] [24] [25] La mayor parte de la electricidad actual se produce en centrales térmicas que utilizan turbinas de vapor.
Los motores Newcomen y Watt funcionaban cerca de la presión atmosférica y utilizaban la presión atmosférica, en forma de vacío causado por la condensación del vapor, para realizar su trabajo. Los motores de mayor presión eran lo suficientemente ligeros y eficientes como para ser utilizados para propulsar barcos y locomotoras. Los motores de expansión múltiple (multietapa) se desarrollaron en la década de 1870 y fueron lo suficientemente eficientes por primera vez para permitir que los barcos transportaran más carga que carbón, lo que llevó a grandes aumentos en el comercio internacional. [26]
El primer barco diésel importante fue el MS Selandia , botado en 1912. En 1950, un tercio de los barcos mercantes funcionaban con diésel. [27] Hoy en día, el motor principal más eficiente es el motor diésel marino de dos tiempos desarrollado en la década de 1920, que ahora tiene un tamaño de más de 100.000 caballos de fuerza con una eficiencia térmica del 50%. [28]
Las locomotoras de vapor, que utilizaban hasta el 20% de la producción de carbón de Estados Unidos, fueron reemplazadas por locomotoras diésel después de la Segunda Guerra Mundial, lo que permitió ahorrar una gran cantidad de energía y reducir la mano de obra para manipular carbón, agua de caldera y mantenimiento mecánico.
Las mejoras en la eficiencia de las máquinas de vapor provocaron un gran aumento en la cantidad de máquinas de vapor y en la cantidad de carbón utilizado, como señaló William Stanley Jevons en The Coal Question . Esto se denomina la paradoja de Jevons .
El consumo de electricidad y el crecimiento económico están fuertemente correlacionados. [29] El consumo eléctrico per cápita se correlaciona casi perfectamente con el desarrollo económico. [30] La electrificación fue la primera tecnología que permitió la transmisión de energía a larga distancia con pérdidas mínimas de energía . [20] Los motores eléctricos eliminaron los ejes de transmisión para distribuir energía y aumentaron drásticamente la productividad de las fábricas. Las centrales eléctricas muy grandes crearon economías de escala y fueron mucho más eficientes en la producción de energía que las máquinas de vapor alternativas. [12] [29] [20] [25] [31] Los motores eléctricos redujeron en gran medida el costo de capital de la energía en comparación con las máquinas de vapor. [25]
Las principales formas de transmisión de energía preeléctrica eran los ejes de transmisión , las redes de energía hidráulica y los sistemas neumáticos y de cables de acero. Los ejes de transmisión fueron la forma común de transmisión de energía en las fábricas desde las primeras máquinas de vapor industriales hasta la electrificación de las fábricas. Los ejes de transmisión limitaron la disposición de las fábricas y sufrieron grandes pérdidas de energía. [20] La energía hidráulica comenzó a utilizarse a mediados del siglo XIX. Se utilizó ampliamente en el proceso Bessemer y para grúas en puertos, especialmente en el Reino Unido. Londres y algunas otras ciudades tenían servicios hidráulicos que proporcionaban agua presurizada para la industria en una amplia zona. [20]
La energía neumática comenzó a utilizarse en la industria, la minería y la construcción de túneles en el último cuarto del siglo XIX. Entre las aplicaciones más comunes se encontraban las perforadoras de roca y los martillos neumáticos. [20] Los cables de acero sostenidos por grandes ruedas acanaladas podían transmitir energía con poca pérdida a una distancia de unos pocos kilómetros o millas. Los sistemas de cables de acero aparecieron poco antes de la electrificación. [20]
La recuperación de calor para procesos industriales se utilizó por primera vez ampliamente como aire caliente en altos hornos para fabricar arrabio en 1828. Más tarde, la reutilización del calor incluyó el proceso Siemens-Martin, que se utilizó primero para fabricar vidrio y más tarde para acero con el horno de hogar abierto . (Véase: Hierro y acero a continuación). Hoy en día, el calor se reutiliza en muchas industrias básicas, como productos químicos, refinación de petróleo y pulpa y papel, utilizando una variedad de métodos, como intercambiadores de calor en muchos procesos. [32] Los evaporadores de efecto múltiple utilizan vapor de un efecto de alta temperatura para evaporar un fluido de ebullición a menor temperatura. En la recuperación de productos químicos de pulpa kraft, el licor negro gastado se puede evaporar cinco o seis veces reutilizando el vapor de un efecto para hervir el licor en el efecto anterior. La cogeneración es un proceso que utiliza vapor de alta presión para generar electricidad y luego utiliza el vapor de baja presión resultante para el proceso o el calor de construcción.
Los procesos industriales han experimentado numerosas mejoras menores que en conjunto han producido reducciones significativas en el consumo de energía por unidad de producción.
La reducción de la fricción fue una de las principales razones del éxito de los ferrocarriles en comparación con los vagones. Esto quedó demostrado en un tranvía de madera cubierto con placas de hierro en 1805 en Croydon, Reino Unido.
“Un buen caballo puede arrastrar dos mil libras, o una tonelada, en una carretera de peaje normal. Se invitó a un grupo de caballeros a presenciar el experimento, para que se pudiera demostrar la superioridad de la nueva carretera mediante una demostración visual. Se cargaron doce carros con piedras, hasta que cada uno de ellos pesó tres toneladas, y se ataron los carros entre sí. Luego se les ató un caballo, que tiró de los carros con facilidad, seis millas en dos horas, habiéndose detenido cuatro veces para demostrar que tenía la capacidad de arrancar, así como de tirar de su gran carga.” [33]
Una mejor lubricación, como la que se obtiene con aceites de petróleo, redujo las pérdidas por fricción en molinos y fábricas. [34] Los cojinetes antifricción se desarrollaron utilizando aceros aleados y técnicas de mecanizado de precisión disponibles en el último cuarto del siglo XIX. Los cojinetes antifricción se usaron ampliamente en bicicletas en la década de 1880. Los cojinetes comenzaron a usarse en ejes de transmisión en las décadas anteriores a la electrificación de las fábricas y fueron los ejes sin cojinetes los que fueron en gran medida responsables de sus altas pérdidas de potencia, que eran comúnmente del 25 al 30% y, a menudo, hasta del 50%. [20]
Las luces eléctricas eran mucho más eficientes que las de petróleo o gas y no generaban humo, vapores ni tanto calor. La luz eléctrica prolongaba la jornada laboral, lo que hacía que las fábricas, los negocios y los hogares fueran más productivos. La luz eléctrica no suponía un gran riesgo de incendio como la luz de petróleo o gas. [35]
La eficiencia de las luces eléctricas ha mejorado continuamente desde las primeras lámparas incandescentes hasta las luces de filamento de tungsteno. [36] La lámpara fluorescente , que comenzó a comercializarse a fines de la década de 1930, es mucho más eficiente que la iluminación incandescente. Los diodos emisores de luz o LED son altamente eficientes y duraderos. [37]
La energía relativa requerida para el transporte de una tonelada-km para varios modos de transporte es: tuberías = 1 (base), agua 2, ferrocarril 3, carretera 10, aire 100. [38]
Los caminos no mejorados eran extremadamente lentos, costosos para el transporte y peligrosos. [39] En el siglo XVIII, se empezó a utilizar cada vez más grava estratificada, y a principios del siglo XIX se empezó a utilizar el macadán de tres capas . Estos caminos se coronaban para evacuar el agua y tenían zanjas de drenaje a los lados. [39] La capa superior de piedras finalmente se trituraba hasta quedar en partículas finas y alisaba un poco la superficie. Las capas inferiores eran de piedras pequeñas que permitían un buen drenaje. [39] Es importante destacar que ofrecían menos resistencia a las ruedas de los carros y los cascos y pies de los caballos no se hundían en el barro. Los caminos de tablones también comenzaron a utilizarse en los EE. UU. en las décadas de 1810 y 1820. Los caminos mejorados eran costosos y, aunque reducían el costo del transporte terrestre a la mitad o más, pronto fueron superados por los ferrocarriles como la principal infraestructura de transporte. [39]
Los barcos de vela podían transportar mercancías a lo largo de más de 3000 millas por el coste de 30 millas en carreta. [40] Un caballo que podía tirar de una carreta de una tonelada podía tirar de una barcaza de 30 toneladas. Durante la Revolución Inglesa o Primera Industrial, el suministro de carbón a los hornos de Manchester era difícil porque había pocos caminos y por el alto coste de utilizar carretas. Sin embargo, se sabía que las barcazas de canal eran viables, y esto se demostró con la construcción del Canal de Bridgewater , que se inauguró en 1761, y que llevaba carbón desde Worsley a Manchester. El éxito del Canal de Bridgewater inició un frenesí de construcción de canales que duró hasta la aparición de los ferrocarriles en la década de 1830. [38] [39]
Los ferrocarriles redujeron considerablemente el costo del transporte terrestre. Se estima que en 1890 el costo del transporte en vagones era de 24,5 centavos de dólar por tonelada-milla, frente a 0,875 centavos por tonelada-milla por ferrocarril, lo que representa una disminución del 96%. [41]
Los tranvías eléctricos ( tranvías , trolebuses o tranvías) se encontraban en la fase final de la construcción de ferrocarriles desde finales de la década de 1890 y las dos primeras décadas del siglo XX. Los tranvías pronto fueron reemplazados por autobuses y automóviles a partir de 1920. [42]
Las carreteras con vehículos de combustión interna completaron la mecanización del transporte terrestre. Cuando aparecieron los camiones alrededor de 1920, el precio del transporte de productos agrícolas al mercado o a las estaciones de ferrocarril se redujo considerablemente. El transporte motorizado por carretera también redujo los inventarios.
El alto crecimiento de la productividad en los EE. UU. durante la década de 1930 se debió en gran parte al programa de construcción de carreteras de esa década. [43]
Los oleoductos son el medio de transporte más eficiente energéticamente. [38] Los oleoductos de hierro y acero comenzaron a utilizarse a finales del siglo XIX, pero recién se convirtieron en una infraestructura importante durante el siglo XX. [39] [44] Las bombas centrífugas y los compresores centrífugos son medios eficientes para bombear líquidos y gas natural.
La sembradora es un dispositivo mecánico para espaciar y plantar semillas a la profundidad adecuada. Se originó en la antigua China antes del siglo I a. C. Guardar las semillas era extremadamente importante en una época en la que los rendimientos se medían en términos de semillas cosechadas por semilla plantada, que normalmente era entre 3 y 5. La sembradora también ahorraba mano de obra para la siembra. Lo más importante es que la sembradora significaba que los cultivos se cultivaban en hileras, lo que reducía la competencia de las plantas y aumentaba los rendimientos. Se reinventó en la Europa del siglo XVI basándose en descripciones verbales y dibujos rudimentarios traídos de China. [6] Jethro Tull patentó una versión en 1700; sin embargo, era cara y poco fiable. Las sembradoras fiables aparecieron a mediados del siglo XIX. [45]
Desde el comienzo de la agricultura, la trilla se hacía a mano con un mayal , lo que requería una gran cantidad de mano de obra. La trilladora (c. 1794) simplificó la operación y permitió utilizar la fuerza animal. En la década de 1860, las trilladoras se introdujeron ampliamente y, en última instancia, desplazaron hasta una cuarta parte de la mano de obra agrícola. [46] En Europa, muchos de los trabajadores desplazados se vieron llevados al borde de la inanición.
Antes de 1790, un trabajador podía cosechar 1/4 de acre por día con una guadaña . [26] A principios del siglo XIX se introdujo la cuna para granos , lo que aumentó significativamente la productividad del trabajo manual. Se estimó que cada una de las segadoras tiradas por caballos de Cyrus McCormick (Ptd. 1834) liberó a cinco hombres para el servicio militar en la Guerra Civil de los EE. UU. [47] Para 1890, dos hombres y dos caballos podían cortar, rastrillar y atar 20 acres de trigo por día. [26] En la década de 1880, la segadora y la trilladora se combinaron en la cosechadora combinada . Estas máquinas requerían grandes equipos de caballos o mulas para tirar. Durante todo el siglo XIX, la producción por hora-hombre para producir trigo aumentó aproximadamente un 500% y para el maíz aproximadamente un 250%. [19]
La maquinaria agrícola y el aumento del rendimiento de los cultivos redujeron la mano de obra necesaria para producir 100 fanegas de maíz de 35 a 40 horas en 1900 a 2 horas y 45 minutos en 1999. [48] La conversión de la mecanización agrícola a la energía de combustión interna comenzó después de 1915. La población de caballos comenzó a disminuir en la década de 1920 después de la conversión de la agricultura y el transporte a la combustión interna. [49] Además de ahorrar mano de obra, esto liberó mucha tierra que anteriormente se usaba para mantener a los animales de tiro.
Los años de mayor venta de tractores en los EE. UU. fueron la década de 1950. [49] Hubo un gran aumento en la potencia de la maquinaria agrícola en la década de 1950.
Los dispositivos mecánicos más importantes antes de la Revolución Industrial eran los molinos de agua y de viento. Las ruedas hidráulicas datan de la época romana y los molinos de viento algo más tarde. La energía hidráulica y eólica se utilizaron primero para moler grano y convertirlo en harina, pero más tarde se adaptaron para accionar martillos para convertir trapos en pulpa para fabricar papel y para triturar minerales. Justo antes de la Revolución Industrial, la energía hidráulica se aplicó a los fuelles para la fundición de hierro en Europa. (Los fuelles de explosión accionados por agua se utilizaban en la antigua China). La energía eólica y hidráulica también se utilizaban en los aserraderos. [38] La tecnología de construcción de molinos y relojes mecánicos fue importante para el desarrollo de las máquinas de la Revolución Industrial. [50]
La rueca fue un invento medieval que incrementó la productividad de la fabricación de hilos en un factor superior a diez. Uno de los primeros desarrollos que precedieron a la Revolución Industrial fue el telar de medias (telar) de alrededor de 1589. Más tarde, en la Revolución Industrial, llegó la lanzadera volante , un dispositivo simple que duplicó la productividad del tejido. Hilar hilo había sido un factor limitante en la fabricación de telas, ya que se requerían 10 hilanderos que usaran la rueca para abastecer a un tejedor. Con la máquina de hilar Jenny, un hilandero podía hilar ocho hilos a la vez. El telar hidráulico (Ptd. 1768) adaptó la energía hidráulica al hilado, pero solo podía hilar un hilo a la vez. El telar hidráulico era fácil de operar y muchos podían ubicarse en un solo edificio. La mula de hilar (1779) permitió que se hilara una gran cantidad de hilos con una sola máquina utilizando la energía hidráulica. Un cambio en la preferencia de los consumidores por el algodón en la época de aumento de la producción de telas resultó en la invención de la desmotadora de algodón (Ptd. 1794). La energía del vapor se utilizó finalmente como complemento del agua durante la Revolución Industrial, y ambas se utilizaron hasta la electrificación. En Ayres (1989) se puede encontrar un gráfico de la productividad de las tecnologías de hilado, junto con muchos otros datos relacionados con este artículo. [51]
Con una desmotadora de algodón (1792), en un día un hombre podía extraer de semillas de algodón de las tierras altas tanto como antes una mujer habría tardado dos meses en procesarlo a una libra por día utilizando una desmotadora de rodillos. [52] [53]
Un ejemplo temprano de un gran aumento de la productividad mediante máquinas especiales es el molino de bloques de Portsmouth , construido en torno a 1803. Con estas máquinas, 10 hombres podían producir tantos bloques como 110 artesanos cualificados. [38]
En la década de 1830, varias tecnologías se combinaron para permitir un cambio importante en la construcción de edificios de madera. La sierra circular (1777), las máquinas para cortar clavos (1794) y la máquina de vapor permitieron producir de manera eficiente piezas delgadas de madera, como de 2" x 4", que luego se clavaron entre sí en lo que se conoció como armazón de globo (1832). Este fue el comienzo del declive del antiguo método de construcción de armazón de madera con carpintería de madera. [54]
Después de la mecanización de la industria textil vino la mecanización de la industria del calzado. [55]
La máquina de coser , inventada y mejorada a principios del siglo XIX y producida en grandes cantidades en la década de 1870, aumentó la productividad en más del 500%. [56] La máquina de coser fue una herramienta de productividad importante para la producción mecanizada de calzado.
Con la amplia disponibilidad de máquinas herramientas, motores de vapor mejorados y transporte económico proporcionado por los ferrocarriles, la industria de maquinaria se convirtió en el sector más grande (por ganancias agregadas) de la economía estadounidense en el último cuarto del siglo XIX, lo que condujo a una economía industrial. [57]
La primera máquina de soplado de botellas de vidrio que tuvo éxito comercial se introdujo en 1905. [58] La máquina, operada por un equipo de dos hombres que trabajaban turnos de 12 horas, podía producir 17.280 botellas en 24 horas, en comparación con las 2.880 botellas que producía un equipo de seis hombres y niños que trabajaban en un taller durante un día. El costo de fabricar botellas a máquina era de 10 a 12 centavos por botella bruta, en comparación con los 1,80 dólares por botella bruta que producían los sopladores de vidrio manuales y sus ayudantes.
Las máquinas herramienta , que cortan, rectifican y dan forma a las piezas de metal, fueron otra innovación mecánica importante de la Revolución Industrial. Antes de las máquinas herramienta, era prohibitivamente caro fabricar piezas de precisión, un requisito esencial para muchas máquinas y piezas intercambiables . Las máquinas herramienta históricamente importantes son el torno de corte de tornillos , la fresadora y la cepilladora de metales (metalurgia) , que comenzaron a usarse entre 1800 y 1840. [52] Sin embargo, alrededor de 1900, fue la combinación de pequeños motores eléctricos, aceros especiales y nuevos materiales de corte y rectificado lo que permitió que las máquinas herramienta produjeran piezas de acero en masa. [17] La producción del Ford Modelo T requirió 32.000 máquinas herramienta. [47]
La fabricación moderna comenzó alrededor de 1900, cuando las máquinas, con la ayuda de energía eléctrica, hidráulica y neumática, comenzaron a reemplazar los métodos manuales en la industria. [59] Un ejemplo temprano es la máquina automática de soplado de botellas de vidrio Owens , que redujo la mano de obra en la fabricación de botellas en más del 80%. [60] Véase también: Producción en masa#Electrificación de fábricas
Las grandes máquinas mineras, como las palas a vapor, aparecieron a mediados del siglo XIX, pero su uso se limitaba a los raíles hasta la introducción generalizada de las vías continuas y los neumáticos a finales del siglo XIX y principios del XX. Hasta entonces, gran parte del trabajo minero se hacía principalmente con taladros neumáticos, martillos neumáticos, picos y palas. [61]
Las máquinas perforadoras de vetas de carbón aparecieron alrededor de 1890 y se utilizaban para el 75% de la producción de carbón en 1934. La carga de carbón todavía se hacía manualmente con palas alrededor de 1930, pero se empezaron a utilizar máquinas mecánicas de recogida y carga. [59] El uso de la máquina perforadora de carbón mejoró la productividad de la minería subterránea de carbón en un factor de tres entre 1949 y 1969. [62]
Actualmente se está produciendo una transición desde métodos de minería que requieren más mano de obra a una minería más mecanizada e incluso automatizada . [63]
Los sistemas de manipulación de materiales secos a granel utilizan una variedad de equipos estacionarios, como transportadores, apiladores, recuperadores y equipos móviles, como palas mecánicas y cargadores, para manipular grandes volúmenes de minerales, carbón, granos, arena, grava, piedra triturada, etc. Los sistemas de manipulación de materiales a granel se utilizan en minas, para cargar y descargar barcos y en fábricas que procesan materiales a granel para convertirlos en productos terminados, como fábricas de acero y papel.
En la década de 1920 se utilizaban alimentadores mecánicos para alimentar carbón a las locomotoras. En 1921 se utilizó por primera vez un sistema de manipulación y alimentación de carbón completamente mecanizado y automatizado para alimentar carbón pulverizado a una caldera de servicios públicos de electricidad. [59]
Los líquidos y gases se manejan con bombas centrífugas y compresores, respectivamente.
La conversión a manipulación de materiales motorizada aumentó durante la Primera Guerra Mundial a medida que se desarrolló una escasez de mano de obra no calificada y los salarios de la mano de obra no calificada aumentaron en relación con los de la mano de obra calificada. [59]
Un uso notable de transportadores fue el molino de harina automático de Oliver Evans construido en 1785. [47]
Hacia 1900 se empezaron a utilizar diversos tipos de transportadores ( de cinta , de listones, de cangilones, de tornillo o de barrena), grúas puente y carretillas industriales para manipular materiales y mercancías en las distintas etapas de producción en las fábricas. Véase: Tipos de sistemas de transporte . y producción en masa .
Una aplicación bien conocida de las cintas transportadoras es la cadena de montaje de Ford Motor Co. (c. 1913), aunque Ford utilizó diversos vehículos industriales, grúas aéreas, toboganes y todos los dispositivos necesarios para minimizar la mano de obra en el manejo de piezas en las distintas partes de la fábrica. [47]
Las grúas son una tecnología antigua, pero se generalizaron después de la Revolución Industrial. Las grúas industriales se utilizaban para manipular maquinaria pesada en Nasmyth, Gaskell and Company (fundición de Bridgewater) a finales de la década de 1830. [64] Las grúas hidráulicas se empezaron a utilizar ampliamente a finales del siglo XIX, especialmente en los puertos británicos. Algunas ciudades, como Londres, contaban con redes de servicios públicos hidráulicos para alimentarlas. Las grúas de vapor también se utilizaban a finales del siglo XIX. Las grúas eléctricas, especialmente las de tipo suspendido, se introdujeron en las fábricas a finales del siglo XIX. [35] Las grúas de vapor se limitaban normalmente a los raíles. [65] La vía continua (banda de rodadura de oruga) se desarrolló a finales del siglo XIX.
Las categorías importantes de grúas son:
A principios del siglo XX se utilizaban grúas eléctricas y cargadores móviles motorizados, como carretillas elevadoras. Hoy en día, el transporte de mercancías no a granel se realiza en contenedores .
La manipulación de mercancías sobre palés supuso una mejora significativa con respecto al uso de carretillas manuales o el transporte de sacos o cajas a mano y aceleró enormemente la carga y descarga de camiones, vagones de ferrocarril y barcos. Los palés se pueden manipular con transpaletas o carretillas elevadoras , que comenzaron a utilizarse en la industria en la década de 1930 y se generalizaron en la década de 1950. [66] Los muelles de carga construidos según estándares arquitectónicos permiten que los camiones o vagones de ferrocarril carguen y descarguen a la misma altura que el suelo del almacén.
El transporte en vagones de ferrocarril es el transporte de remolques o camiones enteros, que es un medio de transporte más eficiente en términos de consumo de combustible y ahorra mano de obra en la carga, descarga y clasificación. Los vagones se transportaban en vagones de ferrocarril en el siglo XIX, con caballos en vagones separados. Los remolques comenzaron a transportarse en vagones de ferrocarril en los EE. UU. en 1956. [66] El transporte en vagones de ferrocarril representaba el 1 % del transporte de mercancías en 1958, y aumentó al 15 % en 1986. [67]
La carga y descarga de carga fraccionada en los barcos o desembarcarla normalmente llevaba varios días. Era un trabajo agotador y algo peligroso. Las pérdidas por daños y robos eran elevadas. El trabajo era irregular y la mayoría de los estibadores tenían mucho tiempo de inactividad sin remuneración. La clasificación y el seguimiento de la carga fraccionada también requerían mucho tiempo, y su almacenamiento en almacenes inmovilizaba el capital. [66]
Los puertos antiguos con almacenes estaban congestionados y muchos carecían de una infraestructura de transporte eficiente, lo que aumentaba los costos y las demoras en el puerto. [66]
Al manipular la carga en contenedores estandarizados en buques compartimentados, la carga y descarga se podría realizar en un día. Los contenedores se pueden llenar de manera más eficiente que el cargamento de carga fraccionada porque se pueden apilar varios en altura, duplicando la capacidad de carga para un buque de tamaño determinado. [66]
La carga y descarga de contenedores es una fracción de la que se realiza con carga fraccionada, y los daños y robos son mucho menores. Además, muchos artículos transportados en contenedores requieren menos embalaje. [66]
La contenerización con cajas pequeñas se utilizó en ambas guerras mundiales, en particular en la Segunda Guerra Mundial, pero se comercializó a fines de la década de 1950. [66] La contenerización dejó vacantes una gran cantidad de almacenes en los muelles de las ciudades portuarias, liberando así terrenos para otros desarrollos. Véase también: Transporte intermodal de mercancías
Antes del sistema fabril, gran parte de la producción se realizaba en el hogar, como el hilado y el tejido, y estaba destinada al consumo familiar. [68] [69] Esto se debía en parte a la falta de infraestructuras de transporte, especialmente en Estados Unidos. [70]
La división del trabajo se practicaba en la antigüedad, pero se volvió cada vez más especializada durante la Revolución Industrial, de modo que en lugar de que un zapatero cortara el cuero como parte de la operación de fabricación de un zapato, un trabajador no haría nada más que cortar el cuero. [21] [55] En el famoso ejemplo de Adam Smith de una fábrica de alfileres, los trabajadores que realizaban cada uno una única tarea eran mucho más productivos que un artesano que fabricaba un alfiler entero.
Antes y durante la revolución industrial, gran parte del trabajo se subcontrataba en el marco del sistema de subcontratación (también llamado sistema doméstico), en el que el trabajo se hacía en casa. El trabajo de subcontratación incluía hilar, tejer, cortar cuero y, con menos frecuencia, artículos especiales como piezas de armas de fuego. Los comerciantes capitalistas o los maestros artesanos solían proporcionar los materiales y recoger las piezas de trabajo, que se convertían en productos terminados en un taller central. [47] [21] [55]
Durante la revolución industrial, gran parte de la producción se llevaba a cabo en talleres, que normalmente estaban ubicados en la parte trasera o superior del mismo edificio donde se vendían los productos terminados. Estos talleres utilizaban herramientas y, a veces, maquinaria sencilla, que normalmente era accionada a mano o por animales. El maestro artesano, capataz o comerciante capitalista supervisaba el trabajo y mantenía la calidad. Los talleres crecieron en tamaño, pero fueron reemplazados por el sistema fabril a principios del siglo XIX. Bajo el sistema fabril , los capitalistas contrataban a los trabajadores y proporcionaban los edificios, la maquinaria y los suministros y se encargaban de la venta de los productos terminados. [47]
Los cambios en los procesos de trabajo tradicionales que se realizaron después de analizar el trabajo y hacerlo más sistemático aumentaron enormemente la productividad del trabajo y el capital. Este fue el cambio del sistema europeo de artesanía, donde un artesano hacía un artículo completo, al sistema estadounidense de fabricación que utilizaba máquinas y herramientas especiales que fabricaban piezas con precisión para que fueran intercambiables . El proceso tardó décadas en perfeccionarse a un gran costo porque las piezas intercambiables eran más costosas al principio. Las piezas intercambiables se lograron mediante el uso de accesorios para sujetar y alinear con precisión las piezas que se estaban mecanizando, plantillas para guiar las máquinas herramienta y calibres para medir las dimensiones críticas de las piezas terminadas. [47]
Otros procesos de trabajo implicaban minimizar el número de pasos al realizar tareas individuales, como colocar ladrillos, realizando estudios de tiempos y movimientos para determinar el mejor método; el sistema se conoció como taylorismo en honor a Frederick Winslow Taylor , quien es el desarrollador más conocido de este método, que también se conoce como administración científica por su obra Los principios de la administración científica . [71]
La estandarización y la intercambiabilidad se consideran las principales razones de la excepcionalidad de los EE. UU. [72] La estandarización fue parte del cambio hacia piezas intercambiables , pero también fue facilitada por la industria ferroviaria y los bienes producidos en masa . [47] [73] La estandarización del ancho de las vías del ferrocarril y los estándares para los vagones de ferrocarril permitieron la interconexión de los ferrocarriles. El tiempo ferroviario formalizó las zonas horarias. Los estándares industriales incluyeron tamaños de tornillos y roscas y, posteriormente, estándares eléctricos. Los estándares de contenedores de envío se adoptaron de forma flexible a fines de la década de 1960 y se adoptaron formalmente alrededor de 1970. [66] Hoy en día, existe una gran cantidad de estándares técnicos . Los estándares comerciales incluyen cosas como el tamaño de las camas. Los estándares arquitectónicos cubren numerosas dimensiones, incluidas escaleras, puertas, alturas de mostradores y otros diseños para hacer que los edificios sean seguros, funcionales y, en algunos casos, permitan un grado de intercambiabilidad.
La electrificación permitió la colocación de maquinaria, como máquinas herramienta, en una disposición sistemática a lo largo del flujo de trabajo. La electrificación fue una forma práctica de motorizar las cintas transportadoras para transferir piezas y conjuntos a los trabajadores, lo que fue un paso clave que condujo a la producción en masa y a la línea de montaje . [20]
La administración de empresas, que incluye las prácticas de gestión y los sistemas de contabilidad, es otra forma importante de prácticas laborales. A medida que el tamaño de las empresas aumentó en la segunda mitad del siglo XIX, comenzaron a organizarse por departamentos y a ser gestionadas por gerentes profesionales en lugar de estar dirigidas por propietarios únicos o socios. [74] [ página necesaria ]
La administración empresarial tal como la conocemos fue desarrollada por los ferrocarriles que tenían que seguir el ritmo de los trenes, vagones, equipos, personal y mercancías en grandes territorios. [74]
La empresa comercial moderna (EMM) es la organización y gestión de empresas, en particular de las grandes. [75] Las EMM emplean profesionales que utilizan técnicas basadas en el conocimiento, como ingeniería, investigación y desarrollo, tecnología de la información, administración de empresas, finanzas y contabilidad. Las EMM suelen beneficiarse de las economías de escala.
“Antes de la contabilidad ferroviaria éramos topos que excavaban en la oscuridad”. [76] Andrew Carnegie
La producción continua es un método mediante el cual un proceso funciona sin interrupción durante largos períodos, quizás incluso años. La producción continua comenzó con los altos hornos en la antigüedad y se popularizó con los procesos mecanizados tras la invención de la máquina de papel Fourdrinier durante la Revolución Industrial, que fue la inspiración para el laminado continuo. [77] Comenzó a usarse ampliamente en las industrias químicas y de refinación de petróleo a fines del siglo XIX y principios del XX. Más tarde se aplicó a la fundición directa de acero y otros metales.
Las primeras máquinas de vapor no suministraban potencia con una carga lo suficientemente constante para muchas aplicaciones continuas, desde el hilado de algodón hasta las laminaciones, por lo que su fuente de energía se limitaba al agua. Los avances en las máquinas de vapor, como la máquina de vapor Corliss , y el desarrollo de la teoría de control condujeron a velocidades de motor más constantes, lo que hizo que la energía de vapor fuera útil para tareas sensibles como el hilado de algodón. Los motores de corriente alterna, que funcionan a velocidad constante incluso con variaciones de carga, eran muy adecuados para esos procesos.
Las pérdidas de productos agrícolas por descomposición, insectos y ratas contribuyeron en gran medida a la productividad. Gran parte del heno almacenado al aire libre se perdía por descomposición antes de que se volviera común el almacenamiento en interiores o algún medio de cobertura. La pasteurización de la leche permitió que se transportara por ferrocarril. [26]
Mantener al ganado encerrado en el interior durante el invierno reduce la cantidad de alimento necesario. Además, se ha descubierto que la alimentación con heno picado y granos molidos, en particular maíz, mejora la digestibilidad. [26] La cantidad de alimento necesaria para producir un kilogramo de pollo de peso vivo se redujo de 5 en 1930 a 2 a finales de los años 1990 y el tiempo necesario se redujo de tres meses a seis semanas. [17]
La Revolución Verde multiplicó por tres el rendimiento de los cultivos de soja y por cuatro o cinco el de maíz, trigo, arroz y otros cultivos. Según los datos del maíz en Estados Unidos, el rendimiento aumentó alrededor de 1,7 fanegas por acre desde principios de los años 1940 hasta la primera década del siglo XXI, cuando se manifestó preocupación por la posibilidad de alcanzar los límites de la fotosíntesis. Debido a la naturaleza constante del aumento del rendimiento, el aumento porcentual anual ha disminuido de más del 5% en los años 1940 al 1% en la actualidad, de modo que, si bien durante un tiempo el rendimiento superó al crecimiento de la población, ahora el crecimiento del rendimiento va por detrás del crecimiento de la población.
No sería posible obtener altos rendimientos sin una aplicación importante de fertilizantes, [79] [ se necesita una fuente mejor ] en particular fertilizantes nitrogenados que se hicieron asequibles gracias al proceso de amoníaco de Haber-Bosch . [80] Los fertilizantes nitrogenados se aplican en muchas partes de Asia en cantidades sujetas a rendimientos decrecientes, [80] pero que, sin embargo, aún dan un ligero aumento en el rendimiento. Los cultivos en África en general carecen de NPK y gran parte de los suelos del mundo tienen deficiencia de zinc, lo que conduce a deficiencias en los seres humanos.
El mayor período de crecimiento de la productividad agrícola en Estados Unidos ocurrió desde la Segunda Guerra Mundial hasta la década de 1970. [19]
La tierra se considera una forma de capital, pero los economistas modernos le han prestado poca atención en relación con su importancia como factor de productividad, aunque era importante en la economía clásica. Sin embargo, el aumento de los rendimientos de los cultivos multiplicó efectivamente la cantidad de tierra.
El proceso de fabricación del hierro fundido era conocido antes del siglo III d. C. en China. [81] La producción de hierro fundido llegó a Europa en el siglo XIV y a Gran Bretaña alrededor de 1500. El hierro fundido era útil para fundir ollas y otros utensilios, pero era demasiado frágil para fabricar la mayoría de las herramientas. Sin embargo, el hierro fundido tenía una temperatura de fusión más baja que el hierro forjado y era mucho más fácil de fabricar con tecnología primitiva. [82] El hierro forjado era el material utilizado para fabricar muchos artículos de ferretería, herramientas y otros utensilios. Antes de que se fabricara el hierro fundido en Europa, el hierro forjado se fabricaba en pequeños lotes mediante el proceso de bloomery , que nunca se utilizó en China. [81] El hierro forjado se podía fabricar a partir de hierro fundido de forma más económica que con un bloomery.
El proceso económico para fabricar hierro forjado de buena calidad era el pudling , que se generalizó después de 1800. [83] El pudling implicaba remover el hierro fundido hasta que pequeños glóbulos se descarburaran lo suficiente para formar glóbulos de hierro forjado caliente que luego se retiraban y se martillaban para darles forma. El pudling era extremadamente laborioso. El pudling se utilizó hasta la introducción de los procesos Bessemer y de hogar abierto a mediados y fines del siglo XIX, respectivamente. [21]
El acero blíster se fabricaba a partir de hierro forjado empacándolo en carbón y calentándolo durante varios días. Véase: Proceso de cementación El acero blíster se podía calentar y martillar con hierro forjado para fabricar acero de corte, que se utilizaba para cortar bordes como tijeras, cuchillos y hachas. El acero de corte no era de calidad uniforme y se necesitaba un mejor proceso para producir resortes de reloj, un artículo de lujo popular en el siglo XVIII. El proceso exitoso fue el acero de crisol , que se fabricaba fundiendo hierro forjado y acero blíster en un crisol. [21] [28]
La producción de acero y otros metales se vio obstaculizada por la dificultad de producir temperaturas suficientemente altas para la fusión. La comprensión de los principios termodinámicos, como la recuperación del calor de los gases de combustión mediante el precalentamiento del aire de combustión, conocido como aire caliente , dio como resultado una eficiencia energética mucho mayor y temperaturas más altas. El aire de combustión precalentado se utilizó en la producción de hierro y en el horno de hogar abierto . En 1780, antes de la introducción del aire caliente en 1829, se requería siete veces más coque que el peso del arrabio producto. [84] El quintal de coque por tonelada corta de arrabio era de 35 en 1900, cayendo a 13 en 1950. En 1970, los altos hornos más eficientes utilizaban 10 quintales de coque por tonelada corta de arrabio. [27]
El acero tiene una resistencia mucho mayor que el hierro forjado y permitió construir puentes de gran longitud, edificios de gran altura, automóviles y otros artículos. El acero también permitió fabricar sujetadores roscados (tornillos, tuercas, pernos), clavos, alambres y otros artículos de ferretería de calidad superior. Los rieles de acero duraron más de diez veces más que los de hierro forjado . [85]
Los procesos Bessemer y de hogar abierto eran mucho más eficientes que la fabricación de acero mediante el proceso de pudling, ya que utilizaban el carbono del arrabio como fuente de calor. Los procesos Bessemer (patentado en 1855) y Siemens-Martin (c. 1865) redujeron enormemente el coste del acero . A finales del siglo XIX, el proceso “básico” de Gilchirst-Thomas había reducido los costes de producción en un 90% en comparación con el proceso de pudling de mediados de siglo.
En la actualidad , se dispone de una gran variedad de aceros aleados que poseen propiedades superiores para aplicaciones especiales, como automóviles, tuberías y brocas. Los aceros de alta velocidad o para herramientas, cuyo desarrollo comenzó a fines del siglo XIX, permitieron que las máquinas herramienta cortaran acero a velocidades mucho más altas. [86] El acero de alta velocidad e incluso materiales más duros fueron un componente esencial de la producción en masa de automóviles. [87]
Algunos de los materiales especiales más importantes son los álabes de las turbinas de vapor y de gas , que deben soportar tensiones mecánicas extremas y altas temperaturas. [28]
El tamaño de los altos hornos creció considerablemente durante el siglo XX y se produjeron innovaciones como la recuperación adicional de calor y el carbón pulverizado, que desplazaron al coque y aumentaron la eficiencia energética. [88]
El acero Bessemer se volvía quebradizo con el tiempo porque se introducía nitrógeno cuando se inyectaba aire. [89] El proceso Bessemer también estaba restringido a ciertos minerales (hematita con bajo contenido de fosfato). A fines del siglo XIX, el proceso Bessemer fue reemplazado por el horno de hogar abierto (OHF). Después de la Segunda Guerra Mundial, el OHF fue reemplazado por el horno de oxígeno básico (BOF), que usaba oxígeno en lugar de aire y requería alrededor de 35 a 40 minutos para producir un lote de acero en comparación con las 8 a 9 horas del OHF. El BOF también era más eficiente energéticamente. [88]
En 1913, el 80% del acero se fabricaba a partir de arrabio fundido directamente del alto horno, lo que eliminaba el paso de fundición de los "lingotes" y la refundición. [59]
El laminador continuo de bandas anchas, desarrollado por ARMCO en 1928, fue el avance más importante en la industria del acero durante los años de entreguerras. [90] El laminado continuo de bandas anchas comenzaba con un lingote grueso y basto. Producía una lámina más lisa con un espesor más uniforme, que era mejor para la estampación y daba una superficie pintada agradable. Era bueno para el acero de carrocerías de automóviles y electrodomésticos. Utilizaba solo una fracción de la mano de obra del proceso discontinuo y era más seguro porque no requería una manipulación continua. El laminado continuo fue posible gracias a un control mejorado de la velocidad seccional: Véase: Automatización, control de procesos y servomecanismos
Después de 1950, la colada continua contribuyó a la productividad de la conversión de acero en formas estructurales al eliminar el paso intermitente de fabricación de losas, palanquillas (de sección transversal cuadrada) o tochos (rectangulares) que luego generalmente deben recalentarse antes de laminarse en formas. [24] La colada de losas delgadas, introducida en 1989, redujo la mano de obra a menos de una hora por tonelada. La colada continua de losas delgadas y la BOF fueron los dos avances de productividad más importantes en la fabricación de acero del siglo XX. [91]
Como resultado de estas innovaciones, entre 1920 y 2000 los requerimientos de mano de obra en la industria del acero disminuyeron en un factor de 1.000, desde más de 3 horas-trabajador por tonelada a sólo 0,003. [24]
Compuestos de sodio: carbonato, bicarbonato e hidróxido son sustancias químicas industriales importantes que se utilizan en productos importantes como la fabricación de vidrio y jabón. Hasta la invención del proceso Leblanc en 1791, el carbonato de sodio se fabricaba, a un alto coste, a partir de las cenizas de las algas y de la planta barilla . El proceso Leblanc fue sustituido por el proceso Solvay a principios de la década de 1860. Con la amplia disponibilidad de electricidad barata, gran parte del sodio se produce junto con el cloro mediante procesos electroquímicos. [21]
El cemento es el aglutinante del hormigón , que es uno de los materiales de construcción más utilizados en la actualidad debido a su bajo coste, versatilidad y durabilidad. El cemento Portland , que se inventó entre 1824 y 1825, se fabrica calcinando piedra caliza y otros minerales naturales en un horno . [92] Un gran avance fue el perfeccionamiento de los hornos de cemento rotatorios en la década de 1890, método que todavía se utiliza en la actualidad. [93] El hormigón armado, que es adecuado para las estructuras, comenzó a utilizarse a principios del siglo XX. [94]
El papel se fabricaba a mano hoja por hoja hasta el desarrollo de la máquina de papel Fourdrinier (c. 1801), que fabricaba una hoja continua. La fabricación de papel se vio severamente limitada por el suministro de trapos de algodón y lino desde la época de la invención de la imprenta hasta el desarrollo de la pulpa de madera (c. 1850) en respuesta a la escasez de trapos. [4] El proceso de sulfito para fabricar pulpa de madera comenzó a funcionar en Suecia en 1874. El papel hecho a partir de pulpa de sulfito tenía propiedades de resistencia superiores a la pulpa de madera molida utilizada anteriormente (c. 1840). [95] El proceso de pulpa kraft ( fuerte en sueco ) se comercializó en la década de 1930. Los productos químicos de pulpa se recuperan y reciclan internamente en el proceso kraft, lo que también ahorra energía y reduce la contaminación. [95] [96] El cartón kraft es el material del que están hechas las capas externas de las cajas de cartón corrugado. Hasta que se comercializaron las cajas de cartón Kraft, el embalaje consistía en cajas de papel y cartón de mala calidad, junto con cajas y cajones de madera. Las cajas de cartón requieren mucho menos trabajo para su fabricación que las cajas de madera y ofrecen una buena protección a su contenido. [95] Los contenedores de envío reducen la necesidad de embalaje. [66]
El caucho vulcanizado hizo posible la fabricación de neumáticos, lo que a su vez permitió el desarrollo de los vehículos de carretera y todoterreno tal como los conocemos hoy en día. El caucho sintético adquirió importancia durante la Segunda Guerra Mundial, cuando se interrumpió el suministro de caucho natural.
El caucho inspiró una clase de productos químicos conocidos como elastómeros , algunos de los cuales se utilizan solos o en mezclas con caucho y otros compuestos para sellos y juntas, parachoques amortiguadores y una variedad de otras aplicaciones.
Los plásticos se pueden convertir en artículos de uso diario de forma económica y han reducido significativamente el costo de una variedad de bienes, incluidos envases, contenedores, piezas y tuberías para el hogar.
La fibra óptica comenzó a reemplazar al cable de cobre en la red telefónica durante la década de 1980. Las fibras ópticas tienen un diámetro muy pequeño, lo que permite agruparlas en un cable o conducto. La fibra óptica también es un medio de transmisión de señales que ahorra energía.
La exploración sísmica , que comenzó en la década de 1920, utiliza ondas sonoras reflejadas para mapear la geología del subsuelo y ayudar a localizar posibles yacimientos de petróleo. Esto representó una gran mejora con respecto a los métodos anteriores, que implicaban principalmente suerte y un buen conocimiento de la geología, aunque la suerte siguió siendo importante en varios descubrimientos importantes. La perforación rotatoria era una forma más rápida y eficiente de perforar pozos de petróleo y agua. Se hizo popular después de ser utilizada para el descubrimiento inicial del campo East Texas en 1930.
Se desarrollaron numerosos materiales duros nuevos para filos de corte, como en el mecanizado. El acero Mushet , que se desarrolló en 1868, fue un precursor del acero de alta velocidad , que fue desarrollado por un equipo dirigido por Frederick Winslow Taylor en Bethlehem Steel Company alrededor de 1900. [71] El acero de alta velocidad mantuvo su dureza incluso cuando se puso al rojo vivo. Fue seguido por una serie de aleaciones modernas.
Entre 1935 y 1955, las velocidades de corte del mecanizado aumentaron de 120 a 200 pies/min a 1000 pies/min debido a los bordes de corte más duros, lo que provocó que los costos de mecanizado cayeran en un 75 %. [97]
Uno de los nuevos materiales duros más importantes para el corte es el carburo de tungsteno .
La desmaterialización es la reducción del uso de materiales en la fabricación, la construcción, el embalaje u otros usos. En los EE. UU., la cantidad de materias primas por unidad de producción disminuyó aproximadamente un 60% desde 1900. En Japón, la reducción ha sido del 40% desde 1973. [98]
La desmaterialización es posible gracias a la sustitución de materiales de mejor calidad y a la ingeniería para reducir el peso manteniendo la funcionalidad. Ejemplos modernos son los envases de plástico para bebidas que sustituyen al vidrio y al cartón, el plástico retráctil utilizado en los envíos y los materiales de embalaje de plástico ligeros. La desmaterialización se ha producido en la industria siderúrgica estadounidense, donde el pico de consumo se produjo en 1973, tanto en términos absolutos como per cápita. [88] Al mismo tiempo, el consumo de acero per cápita creció a nivel mundial mediante la subcontratación de la fabricación a países en desarrollo. [99] [ dudoso – discutir ] El PIB o la riqueza mundiales acumulados han crecido en proporción directa al consumo de energía desde 1970, mientras que la paradoja de Jevons postula que la mejora de la eficiencia conduce a un mayor consumo de energía. [100] [101] El acceso a la energía a nivel mundial limita la desmaterialización. [102]
El telégrafo apareció aproximadamente al comienzo de la era del ferrocarril y los ferrocarriles generalmente instalaban líneas telegráficas a lo largo de sus rutas para comunicarse con los trenes. [103]
Los teletipos aparecieron en 1910 [104] y habían reemplazado entre el 80 y el 90% de los operadores de código Morse en 1929. Se estima que un teletipo reemplazó a 15 operadores de código Morse. [59]
El uso inicial del teléfono se dio principalmente en el ámbito empresarial. El costo mensual del servicio era aproximadamente un tercio del salario medio del trabajador. [24] El teléfono, junto con los camiones y las nuevas redes de carreteras, permitieron a las empresas reducir drásticamente sus inventarios durante la década de 1920. [51]
Las llamadas telefónicas eran manejadas por operadores que utilizaban conmutadores hasta que se introdujo el conmutador automático en 1892. En 1929, el 31,9% del sistema Bell era automático. [59]
La conmutación automática de teléfonos utilizaba originalmente interruptores electromecánicos controlados por dispositivos de tubo de vacío, que consumían una gran cantidad de electricidad. El volumen de llamadas creció tan rápido que se temió que el sistema telefónico consumiera toda la producción de electricidad, lo que impulsó a Bell Labs a comenzar a investigar sobre el transistor . [105]
Después de la Segunda Guerra Mundial, la transmisión por microondas comenzó a utilizarse para la telefonía de larga distancia y para transmitir programación televisiva a estaciones locales para su retransmisión.
La difusión de la telefonía a los hogares alcanzó su madurez con la llegada de las comunicaciones por fibra óptica a finales de los años 1970. La fibra óptica aumentó enormemente la capacidad de transmisión de información a través de los cables de cobre anteriores y redujo aún más el coste de las comunicaciones a larga distancia. [106]
Los satélites de comunicaciones comenzaron a utilizarse en la década de 1960 y hoy transportan una variedad de información, incluidos datos de transacciones con tarjetas de crédito, radio, televisión y llamadas telefónicas. [103] El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) funciona con señales de satélites.
Máquinas de fax (abreviatura de facsímil) de diversos tipos existían desde principios del siglo XX, pero su uso se generalizó a partir de mediados de los años setenta.
Antes de que se suministrara agua pública a los hogares, era necesario que alguien transportara anualmente hasta 10.000 galones de agua a un hogar promedio. [107]
El gas natural comenzó a suministrarse a los hogares a finales del siglo XIX.
En la década de 1920, los electrodomésticos se sumaron a la electrificación de los hogares, y los consumidores adquirieron cocinas eléctricas, tostadoras, refrigeradores y lavadoras. Como resultado de los electrodomésticos y los alimentos preparados, el tiempo dedicado a la preparación de comidas y a la limpieza, el lavado de ropa y la limpieza disminuyó de 58 horas semanales en 1900 a 18 horas semanales en 1975. El menor tiempo dedicado a las tareas domésticas permitió que más mujeres ingresaran a la fuerza laboral. [108]
La automatización significa control automático, es decir, un proceso se ejecuta con una mínima intervención del operador. Algunos de los distintos niveles de automatización son: métodos mecánicos, relés eléctricos , control de retroalimentación con un controlador y control por computadora. Las aplicaciones comunes de la automatización son para controlar la temperatura, el flujo y la presión. El control automático de la velocidad es importante en muchas aplicaciones industriales, especialmente en los accionamientos seccionales, como los que se encuentran en el laminado de metales y el secado de papel. [109]
Las primeras aplicaciones del control de procesos fueron mecanismos que ajustaban la distancia entre las piedras de molino para moler grano y para mantener los molinos de viento orientados hacia el viento. El regulador centrífugo utilizado para ajustar las piedras de molino fue copiado por James Watt para controlar la velocidad de las máquinas de vapor en respuesta a los cambios en la carga de calor de la caldera; sin embargo, si la carga en la máquina cambiaba, el regulador solo mantenía la velocidad constante al nuevo ritmo. Se necesitó mucho trabajo de desarrollo para lograr el grado de estabilidad necesario para operar la maquinaria textil. [110] [ página necesaria ] James Clerk Maxwell fue el primero en desarrollar un análisis matemático de la teoría de control . La teoría de control se desarrolló hasta su forma "clásica" en la década de 1950. [111] Véase: Teoría de control#Historia
La electrificación de las fábricas trajo consigo controles eléctricos simples, como la lógica de escalera , mediante la cual se podían usar botones pulsadores para activar relés que activaran los arrancadores de motores. Se podían agregar al circuito otros controles, como enclavamientos, temporizadores e interruptores de límite.
En la actualidad, la automatización suele referirse al control por retroalimentación. Un ejemplo es el control de crucero de un automóvil, que aplica una corrección continua cuando un sensor de la variable controlada (la velocidad en este ejemplo) se desvía de un punto de ajuste y puede responder de manera correctiva para mantener el valor establecido. El control de procesos es la forma habitual de automatización que permite que las operaciones industriales, como las refinerías de petróleo, las plantas de vapor que generan electricidad o las fábricas de papel, se ejecuten con un mínimo de mano de obra, generalmente desde varias salas de control.
La necesidad de instrumentación aumentó con el rápido crecimiento de las centrales eléctricas después de la Primera Guerra Mundial. La instrumentación también era importante para los hornos de tratamiento térmico, las plantas químicas y las refinerías. La instrumentación común era para medir la temperatura, la presión o el flujo. Las lecturas se registraban típicamente en gráficos circulares o de banda. Hasta la década de 1930, el control era típicamente de "bucle abierto", lo que significa que no utilizaba retroalimentación. Los operadores realizaban varios ajustes por medios tales como girar las manijas de las válvulas. [111] Si se hacía desde una sala de control, se podía enviar un mensaje a un operador en la planta mediante una luz codificada por colores, haciéndole saber si debía aumentar o disminuir lo que se estaba controlando. Las luces de señal eran operadas por un tablero de conmutación, que pronto se automatizó. [112] El control automático se hizo posible con el controlador de retroalimentación, que detectaba la variable medida, medía la desviación del punto de ajuste y quizás la tasa de cambio y la cantidad de desviación ponderada en el tiempo, comparaba eso con el punto de ajuste y aplicaba automáticamente un ajuste calculado. Un controlador independiente puede utilizar una combinación de análogos mecánicos, neumáticos, hidráulicos o electrónicos para manipular el dispositivo controlado. La tendencia después de su desarrollo fue utilizar controles electrónicos, pero hoy la tendencia es utilizar una computadora para reemplazar los controladores individuales.
A finales de la década de 1930, el control de retroalimentación estaba ganando uso generalizado. [111] El control de retroalimentación era una tecnología importante para la producción continua .
La automatización del sistema telefónico permitió marcar números locales en lugar de que las llamadas se realizaran a través de un operador. Una mayor automatización permitió que los llamantes pudieran realizar llamadas de larga distancia mediante marcación directa . Con el tiempo, casi todos los operadores fueron reemplazados por la automatización.
Las máquinas herramienta se automatizaron con control numérico (NC) en la década de 1950. Esto pronto evolucionó hacia el control numérico computarizado (CNC).
Los servomecanismos son dispositivos de control de velocidad o posición que utilizan retroalimentación. La teoría de control cubre la comprensión de estos dispositivos . La teoría de control se aplicó con éxito a la dirección de barcos en la década de 1890, pero después de encontrar resistencia por parte del personal, no se implementó ampliamente para esa aplicación hasta después de la Primera Guerra Mundial. Los servomecanismos son extremadamente importantes para proporcionar control automático de estabilidad para aviones y en una amplia variedad de aplicaciones industriales.
Los robots industriales se utilizaron de forma limitada a partir de los años 1960, pero su fase de rápido crecimiento comenzó a mediados de los años 1980, tras la amplia disponibilidad de microprocesadores utilizados para su control. En el año 2000, había más de 700.000 robots en todo el mundo. [17]
Los primeros procesos eléctricos de procesamiento de datos se hacían pasando tarjetas perforadas por máquinas tabuladoras , cuyos agujeros permitían el contacto eléctrico para incrementar los contadores electrónicos. Las máquinas tabuladoras pertenecían a una categoría denominada equipo de registro unitario , a través del cual el flujo de tarjetas perforadas se organizaba en una secuencia similar a un programa para permitir un procesamiento de datos sofisticado. El equipo de registro unitario se utilizó ampliamente antes de la introducción de las computadoras.
La utilidad de las máquinas tabuladoras quedó demostrada con la compilación del censo estadounidense de 1890, que permitió procesarlo en menos de un año y con un gran ahorro de mano de obra en comparación con los 13 años estimados por el método manual anterior. [113]
Las primeras computadoras digitales eran más productivas que las máquinas tabuladoras, pero no por mucho. Las primeras computadoras usaban miles de tubos de vacío (válvulas termoiónicas) que consumían mucha electricidad y necesitaban ser reemplazadas constantemente. En la década de 1950, los tubos de vacío fueron reemplazados por transistores que eran mucho más confiables y consumían relativamente poca electricidad. En la década de 1960, miles de transistores y otros componentes electrónicos podían fabricarse en una oblea de semiconductor de silicio como circuitos integrados , que se usan universalmente en las computadoras actuales.
Las computadoras usaban cinta de papel y tarjetas perforadas para la entrada de datos y programación hasta la década de 1980, cuando todavía era común recibir facturas mensuales de servicios públicos impresas en una tarjeta perforada que se devolvía junto con el pago del cliente.
En 1973, IBM introdujo terminales de punto de venta (POS) en las que las cajas registradoras electrónicas estaban conectadas en red a la computadora central de la tienda. En la década de 1980, se añadieron lectores de códigos de barras . Estas tecnologías automatizaron la gestión de inventario. Wal-Mart fue uno de los primeros en adoptar los POS. La Oficina de Estadísticas Laborales estimó que los lectores de códigos de barras en las cajas registradoras aumentaban la velocidad de llamada en un 30% y reducían los requisitos de mano de obra de los cajeros y empacadores en un 10-15%. [114]
El almacenamiento de datos se organizó mejor después del desarrollo del software de bases de datos relacionales que permitía almacenar los datos en diferentes tablas. Por ejemplo, una aerolínea teórica puede tener numerosas tablas como: aviones, empleados, contratistas de mantenimiento, proveedores de catering, vuelos, aeropuertos, pagos, boletos, etc., cada una conteniendo un conjunto más estrecho de información más específica que un archivo plano, como una hoja de cálculo. Estas tablas están relacionadas por campos de datos comunes llamados claves . (Ver: Modelo relacional ) Los datos se pueden recuperar en varias configuraciones específicas planteando una consulta sin tener que abrir una tabla completa. Esto, por ejemplo, hace que sea fácil encontrar la asignación de asiento de un pasajero por una variedad de medios, como el número de boleto o el nombre, y proporcionar solo la información consultada . Ver: SQL
Desde mediados de los años 90, las páginas web interactivas permiten a los usuarios acceder a varios servidores a través de Internet para realizar operaciones de comercio electrónico, como compras en línea , pago de facturas, compraventa de acciones, gestión de cuentas bancarias y renovación de matrículas de vehículos. Se trata de la forma más avanzada de automatización de back office, ya que la información de las transacciones se transfiere directamente a la base de datos.
Las computadoras también aumentaron enormemente la productividad del sector de las comunicaciones, especialmente en áreas como la eliminación de los operadores telefónicos. En ingeniería, las computadoras reemplazaron el dibujo manual con CAD , con un aumento promedio del 500% en la producción de un dibujante. [17] Se desarrolló software para cálculos utilizados en el diseño de circuitos electrónicos, análisis de tensiones, balances de calor y materiales. Se ha desarrollado software de simulación de procesos tanto para simulación de estado estable como dinámica, esta última capaz de brindar al usuario una experiencia muy similar a la operación de un proceso real como una refinería o una fábrica de papel, lo que permite al usuario optimizar el proceso o experimentar con modificaciones del proceso.
Los cajeros automáticos (ATM) se hicieron populares en las últimas décadas y el autopago en los comercios minoristas apareció en los años 1990.
El sistema de reservas de las aerolíneas y los servicios bancarios son áreas en las que las computadoras son prácticamente esenciales. Los sistemas militares modernos también dependen de las computadoras.
En 1959, la refinería de Port Arthur de Texaco se convirtió en la primera planta química en utilizar control de procesos digitales. [114]
Las computadoras no revolucionaron la fabricación porque la automatización, en forma de sistemas de control , ya existía desde hacía décadas, aunque las computadoras sí permitían un control más sofisticado, lo que condujo a una mejor calidad de los productos y a la optimización de los procesos. Véase: Paradoja de la productividad .
En un proceso largo, costoso, complicado e intrincado de fabricación de dispositivos semiconductores (SDFP, una de las industrias más caras a partir de 2022), se adoptaron varios enfoques y se investigaron muchas tecnologías desde la década de 1960, tanto por parte de empresas estatales (por ejemplo, EE. UU.) como privadas, para acelerar el proceso de producción y aumentar la productividad del diseño y la fabricación.
Las herramientas de software de automatización de diseño electrónico (EDA) tuvieron un gran impacto en la entrega y el éxito de muchos dispositivos y productos electrónicos modernos. A medida que la integración de semiconductores y la aparición de los dispositivos VLSI crecieron con el paso de los años, se volvió imposible mantener el ritmo (ver también la ley de Moore ) sin utilizar herramientas especializadas. Las herramientas de software EDA se aplican ampliamente en el proceso de fabricación de fotomáscaras moderno (que anteriormente se hacía a mano [115] ). Han proporcionado un aumento continuo en la productividad de diseño y creación de prototipos de dispositivos ASIC / FPGA / DRAM y han reducido significativamente el tiempo de comercialización . [115] [116] : 46 En 2003 se informaron tres generaciones de trajes EDA con respecto a la cantidad de puertas lógicas de un dispositivo por año-hombre desde 1979 a 1995: I, II y III. [116] : 47 Evidentemente, la productividad se multiplicó por cien con la migración de la generación I a la III. Gracias a la constante evolución de EDA, se hizo posible dedicar la misma cantidad de tiempo al diseño de ASIC complejos que hace años se dedicaría a uno menos complejo. [116] : 47
Los avances en tecnologías de fotolitografía, como el láser excimer basado en fluoruro de criptón (KrF), también ayudaron a aumentar las tasas de producción a un menor costo, incluso a pesar de su propio alto costo. [117]
"Los años 1929-1941 fueron, en conjunto, los más avanzados tecnológicamente de cualquier período comparable en la historia económica de Estados Unidos". Alexander J. Field [118]
"A medida que ha avanzado la industrialización, sus efectos, relativamente hablando, se han vuelto menos, no más, revolucionarios"... "Ha habido, en efecto, una progresión general en los productos industriales desde una deficiencia a un superávit de capital en relación con las inversiones internas". [119] Alan Sweezy, 1943
El crecimiento de la productividad en Estados Unidos ha estado en declive a largo plazo desde principios de los años 1970, con la excepción de un pico entre 1996 y 2004 causado por una aceleración de la innovación en semiconductores según la ley de Moore . [120] [121] [122] [123] [124] [125] Parte del declive inicial se atribuyó a una mayor regulación gubernamental desde los años 1960, incluidas regulaciones ambientales más estrictas. [126] Parte del declive en el crecimiento de la productividad se debe al agotamiento de las oportunidades, especialmente a medida que los sectores tradicionalmente de alta productividad disminuyen en tamaño. [127] [128] Robert J. Gordon consideró que la productividad era "una gran ola" que alcanzó su cresta y ahora está retrocediendo a un nivel más bajo, mientras que M. King Hubbert llamó al fenómeno de las grandes ganancias de productividad que precedieron a la Gran Depresión un "evento único". [129] [130]
Debido al menor crecimiento demográfico en los EE.UU. y a un pico en el crecimiento de la productividad, el crecimiento sostenido del PIB de ese país nunca ha vuelto a las tasas de más del 4% de las décadas anteriores a la Primera Guerra Mundial. [120] [124] [131]
Las computadoras y los dispositivos semiconductores similares a ellas que se utilizan en la automatización son las tecnologías que más han mejorado la productividad desarrolladas en las últimas décadas del siglo XX; sin embargo, su contribución al crecimiento general de la productividad fue decepcionante. La mayor parte del crecimiento de la productividad se produjo en la nueva industria de las computadoras y las industrias relacionadas. [118] El economista Robert J. Gordon se encuentra entre quienes cuestionaron si las computadoras estaban a la altura de las grandes innovaciones del pasado, como la electrificación. [129] Esta cuestión se conoce como la paradoja de la productividad . El análisis de Gordon (2013) de la productividad en los EE. UU. da dos posibles aumentos repentinos del crecimiento, uno durante 1891-1972 y el segundo en 1996-2004 debido a la aceleración de la innovación tecnológica relacionada con la ley de Moore . [132]
Las mejoras en la productividad afectaron el tamaño relativo de los distintos sectores económicos al reducir los precios y el empleo. La productividad agrícola liberó mano de obra en un momento en que la industria manufacturera estaba creciendo. El crecimiento de la productividad manufacturera alcanzó su punto máximo con la electrificación y la automatización de las fábricas, pero sigue siendo significativo. Sin embargo, a medida que el tamaño relativo del sector manufacturero se contrajo, los sectores de gobierno y servicios, que tienen un bajo crecimiento de la productividad, crecieron. [127]
Hasta finales del siglo XIX, el hambre crónica y la desnutrición eran la norma para la mayoría de la población del mundo, incluida Inglaterra y Francia. Hasta aproximadamente 1750, en gran parte debido a la desnutrición, la esperanza de vida en Francia era de unos 35 años, y apenas un poco más alta en Inglaterra. La población estadounidense de la época estaba adecuadamente alimentada, era mucho más alta y tenía una esperanza de vida de 45 a 50 años. [133] [134]
Las mejoras en el nivel de vida se han logrado en gran medida a través de aumentos en la productividad. En los Estados Unidos, la cantidad de consumo personal que se podía comprar con una hora de trabajo era de aproximadamente 3 dólares en 1900 y aumentó a unos 22 dólares en 1990, medido en dólares de 2010. [108] A modo de comparación, un trabajador estadounidense hoy gana más (en términos de poder adquisitivo) trabajando durante diez minutos que lo que ganaban los trabajadores de subsistencia, como los trabajadores de las fábricas inglesas sobre los que escribió Federico Engels en 1844, en una jornada de 12 horas.
Como resultado del aumento de la productividad, la semana laboral disminuyó considerablemente durante el siglo XIX. [135] [136] En la década de 1920, la semana laboral promedio en los EE. UU. era de 49 horas, pero la semana laboral se redujo a 40 horas (después de las cuales se aplicó una prima por horas extras) como parte de la Ley de Recuperación Industrial Nacional de 1933.
El impulso hacia la implementación de una semana laboral de cuatro días ha seguido siendo vagamente relevante en el lugar de trabajo contemporáneo debido a los diversos posibles beneficios que puede generar.
Una tonelada de mercancías podía transportarse 3000 millas desde Europa por unos 9 dólares, pero por esa misma suma sólo podía trasladarse 30 millas en este país.
{{cite journal}}: Requiere citar revista |journal=( ayuda ){{cite journal}}: Requiere citar revista |journal=( ayuda ){{cite journal}}: Requiere citar revista |journal=( ayuda ){{cite journal}}: Requiere citar revista |journal=( ayuda ){{cite journal}}: Requiere citar revista |journal=( ayuda )Fig. 12, velocidad de mecanizado para eje de acero.
Existe un vínculo constante entre las tasas de consumo de energía y la integral temporal de la producción económica ajustada a la inflación a escala global
El crecimiento económico no puede continuar indefinidamente... Si el flujo de energía es fijo, pero postulamos un crecimiento económico continuo, entonces el PIB continúa creciendo mientras que la energía se mantiene en una escala fija. Esto significa que la energía (un recurso físicamente limitado, ojo) debe volverse arbitrariamente barata.
{{cite book}}: Mantenimiento de CS1: otros ( enlace ){{cite journal}}: Requiere citar revista |journal=( ayuda ){{cite journal}}: Requiere citar revista |journal=( ayuda ){{cite journal}}: Requiere citar revista |journal=( ayuda )La economía estadounidense alcanzó una tasa de crecimiento de la productividad laboral del 2,48 por ciento anual durante 81 años, seguida de 24 años del 1,32 por ciento, luego una recuperación temporal hasta el 2,48 por ciento y una desaceleración final hasta el 1,35 por ciento. La similitud de las tasas de crecimiento de 1891-1972 con las de 1996-2004, y de 1972-1996 con las de 1996-2011 es bastante notable.