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 particular. Aunque muchos animales utilizan herramientas sencillas , sólo los seres humanos , cuyo uso de herramientas de piedra se remonta a cientos de milenios , han sido observados utilizando herramientas para fabricar otras herramientas.
Las primeras herramientas humanas, hechas de materiales como piedra , hueso y madera , se utilizaban para la preparación de alimentos , la caza , la fabricación de armas y el trabajo de materiales para producir ropa y artefactos y artesanías útiles como la cerámica , junto con la construcción de viviendas , negocios , infraestructura y transporte . El desarrollo de la metalurgia hizo posibles tipos adicionales 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 una 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 de investigación suelen denominarse "herramientas" o "juegos de herramientas".
Si bien está muy extendida una comprensión de sentido común del significado de herramienta, se han propuesto varias definiciones formales.
En 1981, Benjamin Beck publicó una definición ampliamente utilizada de uso de herramientas. [1] Esto ha sido modificado para:
El empleo externo de un objeto ambiental adjunto no adherido o manipulable para alterar más eficientemente 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 de su uso y es responsable de la correcta y eficaz orientación 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 o apéndices del animal 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 provocar un cambio en el entorno, facilitando así el logro de una meta determinada.
—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 tanto los humanos (Homo sapiens) como los chimpancés salvajes utilizan herramientas ampliamente , se supone ampliamente que el primer uso rutinario de herramientas tuvo lugar antes de la divergencia entre las dos especies de simios . [7] Estas primeras herramientas, sin embargo, 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 se remontan a 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 instrumentos de piedra. Este hallazgo hace retroceder el uso más antiguo conocido de herramientas de piedra entre los homínidos hace unos 3,4 millones de años. [9] Los hallazgos de herramientas reales se remontan a al menos 2,6 millones de años en Etiopía . [10] Una de las primeras formas de herramientas de piedra distinguibles es el hacha de mano .
Hasta hace poco, las armas encontradas en excavaciones eran las únicas herramientas del "hombre primitivo" a las que se estudiaba y se les daba importancia. Ahora, se reconoce que más herramientas son cultural e históricamente relevantes. Además de la caza, otras actividades requerían herramientas como la preparación de alimentos, "... corte de nueces, trabajo del cuero , recolección de cereales y carpintería..." [11] Se incluyen en este grupo las "herramientas de piedra en escamas".
Las herramientas son los elementos más importantes que utilizaban los antiguos humanos para subir 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 para perforar la piel de muchos animales. Se ha cuestionado que el "hombre cazador" sea el catalizador del cambio de los homínidos. Según las marcas en los huesos en los sitios arqueológicos, ahora es más evidente que los prehumanos hurgaban en 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 ) se inventaron en Mesopotamia . [16] El mecanismo de rueda y eje apareció por primera vez con el torno de alfarero , inventado en lo que hoy es Irak durante el quinto milenio antes de Cristo. [17] Esto llevó a la invención del vehículo de ruedas en Mesopotamia a principios del cuarto milenio antes de Cristo. [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 antigua de poleas se remonta a Mesopotamia a principios del segundo milenio antes de Cristo. [21]
El tornillo , la última de las máquinas simples inventadas, [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 las compuertas automáticas y haber sido el primero en utilizar bombas de tornillo para agua , de hasta 30 toneladas de peso, que se fundían utilizando moldes de arcilla de dos piezas en lugar de hacerlo mediante el proceso de ' cera perdida '. [23] El Acueducto de Jerwan ( c. 688 a. C.) está hecho con arcos de piedra y revestido con hormigón impermeable. [24] Las primeras evidencias de ruedas hidráulicas y molinos de agua se remontan al antiguo Cercano Oriente en el siglo IV a.C., [25] concretamente 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 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 Media con la adición de molinos de viento .
Las máquinas herramienta provocaron un aumento en la producción de nuevas herramientas en la Revolución Industrial . La maquinaria preindustrial era construida por varios artesanos: los constructores construían molinos de agua y de viento, los carpinteros fabricaban estructuras de madera y los herreros y torneros fabricaban piezas metálicas. Los componentes de madera tenían la desventaja de cambiar de dimensiones con la temperatura y la humedad, y las distintas uniones tendían a aflojarse con el tiempo. A medida que avanzaba la Revolución Industrial, las máquinas con piezas y marcos metálicos se hicieron más comunes. [28] [29]
Otros usos importantes de las piezas metálicas fueron las armas de fuego y los 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 metálicas llevó al desarrollo de varias máquinas herramienta . Tienen su origen en las herramientas desarrolladas en el siglo XVIII por los fabricantes de relojes y fabricantes de instrumentos científicos para permitirles producir pequeños mecanismos en lotes. Antes de la llegada de las máquinas herramienta, el metal se trabajaba manualmente utilizando herramientas manuales básicas como martillos, limas, raspadores, sierras y cinceles. En consecuencia, el uso de piezas metálicas de las máquinas se redujo al mínimo. Los métodos manuales de producción eran muy laboriosos y costosos y era difícil lograr precisión. [30] [31] Con su precisión inherente, las máquinas herramienta permitieron la producción económica de piezas intercambiables . [28] [29] [32]
Ejemplos de máquinas herramienta incluyen: [28] [29]
Los defensores de la nanotecnología esperan un aumento similar a medida que las herramientas se vuelvan de tamaño microscópico. [33] [34]
Se pueden clasificar las herramientas según sus funciones básicas:
Algunas herramientas pueden ser combinaciones de otras herramientas. Un despertador es, por ejemplo, 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 equipo de protección como herramientas, porque no ayudan directamente a realizar el trabajo, solo protegen al trabajador como la ropa común. Sí cumplen con la definición general de herramientas y en muchos casos son necesarias para la realización del trabajo. El equipo de protección personal incluye artículos como guantes , gafas de seguridad , protectores auditivos y trajes contra riesgos biológicos . [38]
A menudo, por diseño o 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 improvisada o como 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 realizar trabajos en la casa de un cliente. La sustitución de herramientas se puede dividir en términos generales en dos clases: sustitución "por diseño" o "multipropósito" y sustitución improvisada. La sustitución "por diseño" serían herramientas diseñadas específicamente para realizar múltiples tareas utilizando solo esa herramienta.
La sustitución es "improvisada" cuando entra en juego el ingenio humano y se utiliza una herramienta para un propósito no deseado, como usar un destornillador largo para separar el brazo de control de un automóvil de la rótula, en lugar de usar un diapasón. En muchos casos, las funciones secundarias diseñadas para las herramientas no son ampliamente conocidas. Por ejemplo, muchas sierras de mano para cortar madera integran un cuadrado al incorporar 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 utilizarse como martillos". Casi todas las herramientas pueden usarse para funcionar como martillo, [39] aunque pocas herramientas están diseñadas intencionalmente para ello y aún menos funcionan tan bien como las originales.
Las herramientas se utilizan a menudo para sustituir muchos aparatos mecánicos, especialmente en dispositivos mecánicos más antiguos. En muchos casos se podría utilizar una herramienta barata para sustituir una pieza mecánica faltante. El rodillo de la ventanilla de un automóvil podría sustituirse con unos alicates . Una palanca de cambios de transmisión o un interruptor de encendido se podrían reemplazar con un destornillador. Una vez más, estas se considerarían herramientas que se utilizan para fines no previstos, la sustitución como algo improvisado. Herramientas como una herramienta rotativa se considerarían una sustitución "por diseño" o "multiusos". Esta clase de herramientas permite el uso de una herramienta que tiene al menos dos capacidades diferentes. Las herramientas "multiusos" son básicamente múltiples herramientas en un solo dispositivo/herramienta. Herramientas como esta suelen ser herramientas eléctricas que vienen con muchos accesorios diferentes, como lo hace una herramienta rotativa, por lo que se podría decir que un taladro eléctrico es una herramienta "multiusos". [40]
Una multiherramienta 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 otras funciones; 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 un cuadrado en ángulo recto entre el borde romo de la hoja y el mango de la sierra. Esta también pertenecería a la categoría de herramientas "multiusos", ya que también son varias herramientas en una (multiuso y multiusos se pueden usar indistintamente; compárese con el hacha de mano ). Este tipo de herramientas se crearon específicamente para llamar la atención de muchos artesanos diferentes que viajaban para realizar su trabajo. Para estos trabajadores, este tipo de herramientas fueron 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 se limitaría al vehículo o a la bestia de carga que condujera. Las herramientas multiusos resuelven el problema de tener que trabajar 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 con el fin de lograr un objetivo como adquirir alimento y agua, acicalarse , defenderse, comunicarse , recrearse o construir . [42] Originalmente se pensaba que era una habilidad que sólo poseían los humanos , pero el uso de algunas herramientas requiere un nivel sofisticado de cognición. [43] Existe una discusión considerable sobre la definición de qué 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 utilizar 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 fabricar otras herramientas. [42] [45]
Los primates son bien conocidos por utilizar herramientas para cazar o recolectar comida y agua, cubrirse de la lluvia y defenderse. Los chimpancés han sido a menudo objeto de estudio con respecto al uso de herramientas, el más famoso por Jane Goodall ; Estos animales están estrechamente relacionados con los humanos. El uso de herramientas en la naturaleza en otros primates, especialmente entre simios y monos , se considera relativamente común, aunque su alcance total sigue estando poco documentado, ya que muchos primates en la naturaleza solo se observan a distancia o brevemente cuando se encuentran en sus entornos naturales y viven sin influencia humana. . [42] [44] El uso de algunas herramientas novedosas por parte de los primates puede surgir de manera localizada o aislada dentro de ciertas culturas de primates únicas , transmitiéndose y practicando 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 , tanto salvajes como cautivos, crean herramientas usando sus trompas y patas, principalmente para aplastar moscas, rascarse, tapar pozos de agua que han cavado (para volver a cerrarlos para que el agua no se evapore) y alcanzar alimentos que están fuera de su alcance. En particular, se ha observado que muchos otros mamíferos sociales utilizan herramientas. Un grupo de delfines en Shark Bay usa esponjas marinas para proteger sus picos mientras buscan alimento. Las nutrias marinas utilizan rocas u otros objetos duros para desalojar los alimentos (como el abulón ) y abrir los mariscos . Se ha observado que muchos o la mayoría de los mamíferos del orden Carnivora utilizan herramientas, a menudo para atrapar o romper los caparazones de sus presas, así como para rascarse. [42] [44] [46]
Los córvidos (como los cuervos , los cuervos y los grajos ) son bien conocidos por sus grandes cerebros (entre las aves ) y su uso de herramientas. Los cuervos de Nueva Caledonia se encuentran entre los únicos animales que crean sus propias herramientas. Fabrican principalmente sondas con ramitas y madera (y a veces con alambre de metal) para atrapar o empalar larvas . El mejor ejemplo del uso de herramientas en algunas aves puede ser la complejidad del nido. Los pájaros sastre fabrican 'bolsas' para hacer sus nidos. Algunas aves, como las tejedoras , construyen nidos complejos utilizando una amplia gama 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 las larvas. Los loros pueden usar herramientas para acuñar nueces de modo que puedan abrir la cáscara exterior de las nueces sin tirar el contenido interno. Algunas aves se aprovechan de la actividad humana, como los cuervos carroñeros de Japón, que arrojan nueces delante de los coches para abrirlas. [42] [44] [46]
Varias especies de peces utilizan herramientas para cazar y abrir mariscos, extraer alimentos que están fuera de su alcance o despejar un área para anidar. Entre los cefalópodos (y quizás de manera única o hasta cierto punto no observada entre los invertebrados ), se sabe que los pulpos usan herramientas con relativa frecuencia, como recolectar 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 de investigación a menudo se denominan "herramientas"; por ejemplo, Vanessa Dye se refiere a "herramientas de reflexión" y "herramientas para ayudar a perfeccionar 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 bastante 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 "caja de herramientas" es utilizada por la Organización Internacional del Trabajo para describir un conjunto de procesos aplicables para mejorar las relaciones laborales globales . [49]
Un teléfono es una herramienta de comunicación que actúa como interfaz entre dos personas que conversan en un nivel. También interactúa entre cada usuario y la red de comunicación en otro nivel. Es en el ámbito de los medios y la tecnología de las comunicaciones donde un aspecto contrario a la intuición de nuestras relaciones con nuestras herramientas comenzó a ganar reconocimiento popular. John M. Culkin dijo la famosa frase: "Damos forma a nuestras herramientas y, a partir de entonces, nuestras herramientas nos dan forma a nosotros". [50] Un grupo de académicos amplió esto para decir: "Los humanos crean tecnologías inspiradoras y empoderadoras, pero también son influenciados, aumentados, manipulados e incluso aprisionados por la tecnología". [51]
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Medios relacionados con herramientas en Wikimedia Commons