Isoelástico

En ingeniería, el término isoelástico se refiere a un sistema de partes elásticas y de tracción (muelles y poleas) dispuestas de forma que aíslen el movimiento físico en un extremo para minimizar o evitar que se produzca un movimiento similar en el otro. Este tipo de dispositivo debe ser capaz de mantener la dirección angular y la capacidad de carga en un amplio rango de movimiento.

El uso más destacado de un sistema isoelástico se encuentra en la estructura de soporte de una Steadicam , utilizada para aislar la cámara de cine o vídeo de los movimientos del operador. Los brazos de las Steadicam funcionan de forma similar a una lámpara de resorte, ya que cada brazo tiene dos secciones (similares a un brazo humano y con la misma nomenclatura); tanto la sección superior como la del antebrazo consisten en un paralelogramo con un sistema diagonal de cable, polea y resorte isoelástico. El sistema isoelástico se tensa para contrarrestar el peso de la cámara y el carro de la Steadicam. Esta tensión permite que la cámara y el operador se muevan verticalmente y de forma independiente. Por ejemplo, cuando el operador corre, el rebote de su cuerpo es absorbido por los resortes, manteniendo la cámara estable. El brazo también tiene bisagras sin resorte en ambos extremos, lo que le permite flexionarse en el plano horizontal (como un codo humano, no como una lámpara de resorte).

Para comprender cómo funciona un sistema isoelástico, primero debemos entender cómo funcionan los resortes. La tensión (fuerza elástica) en un resorte es proporcional a su extensión, según la ley de Hooke . Esto significa que si se cuelga un peso de un resorte, este oscilará con un movimiento armónico simple alrededor de su punto de equilibrio; cuando el peso está por encima del punto de equilibrio, la tensión del resorte disminuye, por lo que el peso cae debido a la gravedad, y cuando el peso está por debajo del punto de equilibrio, la tensión del resorte lo atraerá hacia arriba.

Si se utilizara un sistema de resortes simple en una steadicam, al moverse verticalmente el operador, la cámara estaría sujeta a un movimiento armónico simple y rebotaría hacia arriba y hacia abajo. Para contrarrestar esta tendencia, se emplea un sistema isoelástico.

Los resortes utilizados son grandes y rígidos, con un alto módulo de elasticidad y sometidos a una tensión elevada. Se emplea un sistema de poleas compuesto para que la gran fuerza ejercida por el resorte se divida, por ejemplo, por un factor de cinco, de modo que el cable que sale del sistema de poleas tenga una tensión moderada. Lo más importante es que, al tensar o extender el cable, la extensión del resorte varía solo una quinta parte de esa distancia, por lo que la fuerza de tensión del resorte apenas cambia. Como resultado, el sistema de poleas y resortes puede generar una tensión bastante constante en el cable durante un amplio rango de movimiento.

La fuerza casi constante que ejerce un sistema isoelástico se emplea en la armadura de una steadicam para contrarrestar la fuerza constante de la gravedad sobre la masa de la cámara y su soporte . El resultado es que el peso de la cámara se equilibra casi exactamente con la fuerza de tensión en todo el rango de movimiento vertical, de modo que incluso cuando el operador salta verticalmente, la cámara conservará su posición vertical debido a la inercia , pero permanecerá equilibrada, solo que con la armadura en un ángulo diferente.

Como resultado, la cámara no rebota hasta la posición de equilibrio después de un movimiento, por ejemplo, cuando el operador sube a la acera desde la carretera. Esto permite que la cámara esté más aislada e independiente de los movimientos del operador. El operador, por supuesto, puede mover la cámara hacia arriba o hacia abajo deliberadamente, si lo desea. Sin embargo, en la práctica, los operadores de cámara prefieren que el brazo no sea perfectamente isoelástico para que la cámara se eleve naturalmente a una altura de trabajo cómoda; los resortes se tensan para que esto ocurra muy lentamente y sin rebotes, manteniendo así la suavidad del movimiento de la cámara. ^{[ 1 ]}

• Ingeniería de precisión