Η ανάγκη για πρόοδο και βελτιώσεις στις λειτουργίες μιας εταιρείας χωματουργικών εργασιών και σιδηροδρομικών κατασκευών το 1835, σε συνδυασμό με το όραμα ενός νεαρού Αμερικανού εφευρέτη, οδήγησε στην επανάσταση των μηχανικών εκσκαφέων. Πάνω από 180 χρόνια αργότερα, έχουν γίνει ένα απαραίτητο, απαραίτητο εργαλείο για τη σύγχρονη κατασκευαστική βιομηχανία.
Ιστορικά, όπως έχει συμβεί αμέτρητες φορές, η ανάγκη για καινοτομία με σκοπό τη βελτιστοποίηση και την κερδοφορία των μεγάλων επιχειρηματικών δραστηριοτήτων οδήγησε στην ανάπτυξη και δημιουργία ενός εργαλείου εργασίας σχεδιασμένου για την αύξηση της παραγωγικότητας.
Μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του 1830, οι εργασίες εκσκαφής πραγματοποιούνταν κυρίως με υποτυπώδη μεταλλικά και ξύλινα «ξύστρες» που έσερναν άλογα, και όταν το έδαφος δεν το επέτρεπε, γίνονταν χειρωνακτικά, με αξίνα και φτυάρι, από έναν τεράστιο αριθμό εργατών (γενικά Κινέζους μετανάστες, οι οποίοι προσέφεραν φθηνό εργατικό δυναμικό).
Μια επανάσταση στις κατασκευές
Κατά τη διάρκεια της κατασκευής της σιδηροδρομικής γραμμής μεταξύ Σπρίνγκφιλντ και Γούστερ (Μασαχουσέτη), από την εργολαβική εταιρεία Carmichael & Fairbanks, ένας νεαρός άνδρας μόλις 22 ετών, ο οποίος διορίστηκε πρόσφατα ως συνεργάτης της εταιρείας, ο William Smith Otis (συγγενής του Elisha Graves Otis, εφευρέτη του «ασφαλούς» ανελκυστήρα), σχεδίασε και δημιούργησε το 1835 αυτό που εκείνη την εποχή θα ήταν γνωστό ως «Εκσκαφέας με γερανό για σκάψιμο και απομάκρυνση χώματος».
Γουίλιαμ Σμιθ Ότις (1813 – 1839)
Αν και η πρώτη καταχώριση ευρεσιτεχνίας έγινε το 1836, η απώλεια των προδιαγραφών κατά τη διάρκεια πυρκαγιάς καθυστέρησε την τελική απονομή της ευρεσιτεχνίας μέχρι τις 24 Φεβρουαρίου 1839.
Η μηχανική συσκευή που δημιούργησε ο νεαρός Smith Otisουσιαστικά μιμούνταν τις ίδιες κινήσεις ενός άνδρα που έριχνε χώμα σε έναν κουβά με ένα φτυάρι και στη συνέχεια έστριβε κατά 90 μοίρες για να εναποθέσει το περιεχόμενο του κουβά σε ένα βαγόνι μεταφοράς.
Το αρχικό μηχανολογικό σχέδιο προέβλεπε έναν γερανό που στηριζόταν σε ένα σιδηροδρομικό βαγόνι, το οποίο θα έλκονταν από άλογα, επομένως ο πρώτος εκσκαφέας δεν θα ήταν ακόμη πλήρως αυτόνομος.
Η λειτουργία του εργαλείου θα είχε στη συνέχεια μια μεταλλική κουτάλα που θα ξύνει ένα φορτίο χώματος, για να το σηκώσει στη συνέχεια με τον ατμοκίνητο γερανό και τελικά να το ξεφορτώσει σε σιδηροδρομικά βαγόνια, χρησιμοποιώντας ένα σύστημα τροχαλιών που χειρίζονταν εργάτες, για να προσανατολίσει το ξύλινο βραχίονα.
Παρόν και μέλλον του μηχανικού εκσκαφέα
Η μηχανή που εφηύρε ο Γουίλιαμ Σμιθ τροφοδοτούνταν, εν μέρει, από ατμομηχανή, έλξη ζώων και ανθρώπινη ευελιξία, η οποία επέτρεπε την κίνηση όγκων μεταξύ 380 και 400 κυβικών μέτρων.
Περισσότερα από 180 χρόνια τεχνολογικής προόδου έχουν επιτρέψει την καινοτομία σε απίστευτα ισχυρούς κινητήρες καύσης και, πιο πρόσφατα, σε ηλεκτροκινητήρες, την ενσωμάτωση αμέτρητων υδραυλικών συστημάτων, σχεδόν άπειρες διαμορφώσεις μήκους και βάθους λεπίδας, καθώς και την εμφάνιση τερματικών και αξεσουάρ που προορίζονται για αμέτρητες εργασίες, όπως υδραυλικά σφυριά, πολυεπεξεργαστές, ψαλίδια, ψεκαστήρες, σφιγκτήρες κ.λπ.
Κουβάδες έως 4,2 m³ ανά φορτίο ή η ενσωμάτωση πολύ διαφορετικών συστημάτων ασφαλείας, καμπίνες μέγιστης άνεσης εξοπλισμένες με τα πιο σύγχρονα λειτουργικά συστήματα, μεταξύ άλλων τεράστιων σχεδιαστικών εξελίξεων, αποτελούν την κληρονομιά και τη μαρτυρία του οράματος ενός νεαρού εφευρέτη που διαρκεί στο χρόνο.
Αυτή τη στιγμή υπάρχουν εκσκαφείς που ξεπερνούν τα 225 μέτρα σε μήκος και τα 96 μέτρα σε διάμετρο, ζυγίζουν πάνω από 13.000 τόνους και είναι ικανοί να απομακρύνουν περίπου 240.000 κυβικά μέτρα χώματος την ημέρα.
Απότον ατμομηχανές στις μηχανές.
Αν και η βασική τους διαμόρφωση έχει αλλάξει σχετικά λίγο, αυτές οι μηχανές αντικατέστησαν τις ατμοκίνητες μηχανές με πετρελαιοκινητήρες και στη συνέχεια με ηλεκτροκινητήρες, οι αλυσίδες αντικαταστάθηκαν από καλώδια και το σύστημα κίνησης που επέτρεπε την κίνηση έγινε ερπυστριοφόρο.
Ίσως αυτή να είναι η οριστική ώθηση για έναν κλάδο που έχει αντιμετωπίσει και ξεπεράσει προκλήσεις καθ' όλη τη διάρκεια του τελευταίου αιώνα, εξειδικεύοντας τις κατασκευαστικές εργασίες παράλληλα με την εμφάνιση νέων τύπων ή υποτύπων εξοπλισμού (για παράδειγμα, διαχωρισμός της εκσκαφής από τη φόρτωση), εξελίξεις που σχεδόν πάντα ήταν αποτέλεσμα εξέλιξης και σπάνια ξαφνικής εφεύρεσης. Οι μηχανικοί ανάπτυξης έχουν ουσιαστικά «περιοριστεί» στη διαμόρφωση των θεμελιωδών αρχών που διέπουν την ανθρώπινη κατασκευή: φόρτωση, εκσκαφή, ανύψωση, μεταφορά, συμπύκνωση, ισοπέδωση και ούτω καθεξής.
Στην αυγή αυτού του θαύματος, η τεράστια ανάπτυξη του σιδηροδρόμου, ειδικά στην Ευρώπη και τις Ηνωμένες Πολιτείες, έδωσε τη θέση της σε ένα άλλο μεγάλο ορόσημο με το οποίο ουσιαστικά ξεκινά ο 20ός αιώνας: τον βενζινοκινητήρα, ο οποίος διευκόλυνε την κινητικότητα των μηχανημάτων εκτός των σιδηροδρομικών γραμμών και αντιπροσώπευε το μεγάλο ποιοτικό άλμα στην ισχύ τους, η οποία δεν θα έπαυε να αυξάνεται με την πάροδο του χρόνου.
Έτσι ξεκίνησε μια πορεία προς μεγάλη επιτυχία, τόσο στην ανάπτυξη του εξοπλισμού κατασκευών όσο και στην εφαρμογή του. Ο κινητήρας εσωτερικής καύσης, ως αντικατάσταση του ατμού, εγκαινίασε μια νέα εποχή, η οποία σηματοδότησε επίσης την έναρξη της οδοποιίας. Αυτή η εξέλιξη θα ωφελούνταν από έναν σημαντικό αριθμό τεμαχίων εξοπλισμού που σχεδιάστηκαν ειδικά για αυτόν τον σκοπό. Η εφεύρεση του κινητήρα εσωτερικής καύσης ήταν η πρώτη σε μια σειρά αξιοσημείωτων ορόσημων στην ιστορία των μηχανημάτων τον 20ό αιώνα. Σε αυτή τη λίστα θα πρέπει να προσθέσουμε —λίγο πολύ χρονολογικά— τα τρένα με ερπύστριες, τα πνευματικά ελαστικά, την εφαρμογή της υδραυλικής, την υδροστατική μετάδοση, την εφαρμοσμένη ηλεκτρονική, την επιστήμη των υπολογιστών και την εργονομία ως σχεδιαστική ιδέα.
Όλες αυτές οι τεχνολογικές καινοτομίες που εισήχθησαν με την πάροδο του χρόνου είχαν ως στόχο να βελτιώσουν τον τετραπλό στόχο που απαιτείται από τις μηχανές: υψηλή παραγωγικότητα, χαμηλό κόστος μονάδας, ευκολία συντήρησης και υψηλή διαθεσιμότητα. Με άλλα λόγια, εγγυημένη υψηλή κερδοφορία.
Πηγές: Somaq, Secsa/Μηχανήματα
