Agujeros de perforación entre un par de sellos de correos de una bobina de sellos.
Los agujeros pueden ocurrir por una serie de razones, incluyendo los procesos naturales y las acciones intencionales de los seres humanos o animales. Los agujeros en el suelo que se hacen intencionadamente, como los que se hacen al buscar comida, para replantar árboles, o los agujeros de poste que se hacen para asegurar un objeto, suelen hacerse mediante el proceso de excavación. Los agujeros no intencionados en un objeto suelen ser un signo de daño. Los baches y socavones pueden dañar los asentamientos humanos.
Los agujeros pueden producirse en una gran variedad de materiales y a una amplia gama de escalas. Los agujeros más pequeños observables por el ser humano son los agujeros de alfiler y las perforaciones, pero el fenómeno más pequeño descrito como un agujero es un agujero de electrones, que es una posición en un átomo o red atómica en la que falta un electrón. El fenómeno más grande descrito como un agujero es un agujero negro supermasivo, un objeto astronómico que puede ser miles de millones de veces más masivo que el sol de la Tierra.
El agujero más profundo de la Tierra es el agujero superprofundo de Kola, hecho por el hombre, con una profundidad de perforación vertical real de más de 7,5 millas (12 kilómetros), que es sólo una fracción de la distancia de casi 4.000 millas (6.400 kilómetros) al centro de la Tierra.
Sentidos matemáticos y científicosEditar
Agujeros en matemáticasEditar
En topología geométrica, se considera que el donut y la taza de café pertenecen al mismo «género» matemático porque cada uno tiene un agujero.
En matemáticas, los agujeros se examinan de varias maneras. Una de ellas es en la homología, que es una forma general de asociar ciertos objetos algebraicos a otros objetos matemáticos como los espacios topológicos. Los grupos de homología se definieron originalmente en la topología algebraica, y la homología era originalmente un método matemático riguroso para definir y categorizar los agujeros en un objeto matemático llamado colector. La motivación inicial para definir los grupos de homología fue la observación de que dos formas pueden distinguirse examinando sus agujeros. Por ejemplo, un círculo no es un disco porque el círculo tiene un agujero que lo atraviesa mientras que el disco es sólido, y la esfera ordinaria no es un círculo porque la esfera encierra un agujero bidimensional mientras que el círculo encierra un agujero unidimensional. Sin embargo, como un agujero «no está ahí», no es inmediatamente obvio cómo definir un agujero o cómo distinguir diferentes tipos de agujero.
En la topología geométrica, sin embargo, los agujeros se determinan de manera diferente. En este campo, el género de una superficie orientable y conectada es un número entero que representa el número máximo de cortes a lo largo de curvas simples cerradas que no se interceptan sin que el colector resultante quede desconectado. En términos sencillos, es el número de «agujeros» que tiene un objeto («agujeros» interpretados en el sentido de agujeros de rosquilla; se consideraría que una esfera hueca tiene cero agujeros en este sentido). Un donut, o toroide, tiene 1 agujero de este tipo. Una esfera tiene 0.
Los agujeros en la físicaEditar
En la física, la antimateria se describe de forma generalizada como un agujero, un lugar que, cuando se junta con la materia ordinaria para rellenar el agujero, resulta que tanto el agujero como la materia se anulan mutuamente. Esto es análogo a parchear un bache con asfalto, o rellenar una burbuja bajo la superficie del agua con una cantidad igual de agua para anularla. El ejemplo más directo es el agujero del electrón; una descripción teórica bastante general es la del mar de Dirac, que trata los positrones (o las antipartículas en general) como agujeros. Los agujeros proporcionan una de las dos formas primarias de conducción en un semiconductor, es decir, el material con el que se fabrican los transistores; sin agujeros, la corriente no podría fluir, y los transistores se encienden y se apagan activando o desactivando la creación de agujeros.
Los agujeros en la biologíaEditar
Los cuerpos de los animales tienden a contener agujeros especializados que sirven para diversas funciones biológicas, como la ingesta de oxígeno o alimentos, la excreción de desechos y la ingesta o expulsión de otros fluidos con fines reproductivos. Sin embargo, en algunos animales simples existe un único orificio que sirve para todos estos fines. La formación de agujeros es un acontecimiento importante en el desarrollo de un animal:
Todos los animales comienzan su desarrollo con un agujero, el blastoporo. Si hay dos orificios, el segundo se forma más tarde. El blastoporo puede surgir en la parte superior o inferior del embrión.
La gamicidina A, un polipéptido con forma helicoidal, se ha descrito como un agujero portátil. Cuando forma un dímero, puede incrustarse en las membranas de las bicapas celulares y formar un agujero por el que pueden pasar las moléculas de agua.
Sentidos de ingenieríaEditar
Agujeros ciegos y agujeros pasantesEditar
Tipos de agujeros en ingeniería: ciegos (izquierda), pasantes (centro), interrumpidos (derecha).
En ingeniería, mecanizado y utillaje, un agujero puede ser ciego o pasante (también llamado agujero pasante o agujero de paso). Un orificio ciego es un orificio que se escaria, taladra o fresa hasta una profundidad determinada sin pasar al otro lado de la pieza. Un agujero pasante es un agujero que se hace para atravesar completamente el material de un objeto. En otras palabras, un orificio pasante es un orificio que atraviesa todo el objeto. Los machos de roscar utilizados para agujeros pasantes suelen ser cónicos, ya que así se roscará más rápido y las virutas se liberarán cuando el macho salga del agujero.
La etimología del agujero ciego es que no es posible ver a través de él. También puede referirse a cualquier elemento que se lleve a una profundidad determinada, refiriéndose más concretamente a los agujeros roscados internamente (agujeros roscados). Sin tener en cuenta el punto de perforación, la profundidad del agujero ciego, convencionalmente, puede ser ligeramente más profunda que la de la profundidad de roscado.
Existen tres métodos aceptados para roscar agujeros ciegos:
- Roscado convencional, especialmente con machos de roscar de fondo
- Roscado de un solo punto, en el que la pieza se gira, y una herramienta de corte puntiaguda se introduce en la pieza a la misma velocidad que el paso de la rosca interna. El roscado de un solo punto dentro de un agujero ciego, al igual que el taladrado dentro de uno, es intrínsecamente más difícil que hacerlo en un agujero pasante. Esto era especialmente cierto en la época en que el mecanizado manual era el único método de control. Hoy en día, el CNC hace que estas tareas sean menos estresantes, pero sin embargo siguen siendo más desafiantes que con los agujeros pasantes.
- La interpolación helicoidal, en la que la pieza de trabajo permanece estacionaria y el control numérico por ordenador (CNC) mueve una fresa en la trayectoria helicoidal correcta para una rosca determinada, fresando la rosca.
Al menos dos fabricantes de herramientas estadounidenses han fabricado herramientas para el fresado de roscas en agujeros ciegos: Ingersoll Cutting Tools, de Rockford (Illinois), y Tooling Systems, de Houston (Texas), que introdujeron la fresadora de roscas en 1977, un dispositivo que fresaba grandes roscas internas en los agujeros ciegos de los preventores de reventones de pozos de petróleo. Hoy en día, muchas fresadoras CNC pueden ejecutar un ciclo de fresado de roscas de este tipo (véase un vídeo de un corte de este tipo en la sección «Enlaces externos»).
Un uso de los agujeros pasantes en la electrónica es con la tecnología de agujeros pasantes, un esquema de montaje que implica el uso de cables en los componentes que se insertan en los agujeros perforados en las placas de circuitos impresos (PCB) y se sueldan a las almohadillas en el lado opuesto, ya sea mediante el montaje manual (colocación manual) o mediante el uso de máquinas de montaje de inserción automatizada.
Agujeros de alfilerEditar
Un agujero de alfiler es un pequeño orificio, generalmente hecho al presionar un objeto delgado y puntiagudo, como un alfiler, a través de un material fácilmente penetrable, como una tela o una capa muy fina de metal. Los agujeros similares realizados por otros medios también suelen llamarse agujeros de alfiler. Los agujeros de alfiler pueden hacerse intencionadamente por varias razones. Por ejemplo, en la óptica los agujeros de alfiler se utilizan como aberturas para seleccionar determinados rayos de luz. Esto se utiliza en las cámaras estenopeicas para formar una imagen sin el uso de una lente. Los agujeros de alfiler en los envases de productos se han utilizado para controlar la atmósfera y la humedad relativa dentro del envase.
Sin embargo, en muchos campos, los agujeros de alfiler son un efecto secundario perjudicial y no deseado de los procesos de fabricación. Por ejemplo, en el montaje de microcircuitos, los agujeros de alfiler en la capa de aislante dieléctrico que recubre el circuito pueden hacer que éste falle. Por lo tanto, «para evitar los agujeros de alfiler que puedan sobresalir a través de todo el grosor de la capa dieléctrica, es una práctica común apantallar varias capas de dieléctrico con el secado y la cocción después de cada apantallamiento», evitando así que los agujeros de alfiler se vuelvan continuos.