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Medellín, 27 de Septiembre 2013
No.121
HISTORIA DE LA INGENIERÍA (1 de 2)
Autor: Ingeniero José Fabio Velez M.
La Máquina del Tiempo
Teniendo en mente los postulados anteriores, los invito a un interesante viaje por el tiempo, desde
los orígenes del ser humano hasta nuestros días. No se trata de una investigación rigurosa, sino
más bien de un viaje en una imaginaria Máquina del Tiempo, que se detendrá en algunos hitos
históricos que sirvieron para desarrollar las ingenierías al estado en que las conocemos hoy.
La vida diaria, cotidiana, está rodeada de aplicaciones ingenieriles, en todas sus manifestaciones:
Cuando tomamos una ducha caliente en la mañana, o conducimos sobre la autopista, el automóvil
al trabajo o realizamos múltiples tareas en un computador, no nos detenemos a pensar que o como
aparecieron semejantes elementos, sin los cuales no podríamos imaginarnos como seria nuestra
vida.
La Pre-historia
Atrás, muy atrás, en la pre-historia inicia nuestro viaje. Hace 500.000 años, en la edad de piedra,
se distinguen dos épocas: el Paleolítico, cuando los hombres eran nómadas, cazadores y
recolectores. En esa época las herramientas usadas, para resolver problemas, eran de piedra
tallada.
Cuando el hombre se estableció en un lugar y se dedicó a la agricultura y al pastoreo, empezó a
producir vasijas de cerámica y herramientas de piedra pulida; marcó un cambio en la época,
recibiendo el nombre de Neolítico, unos 8000 años A. de C.
La Edad de los Metales es la época en que el hombre empezó a utilizar, con algún grado de
técnica, los metales. Principalmente cobre, oro y plata.
El objeto de cobre más antiguo encontrado hasta ahora, es un colgante ovalado de 9500 años A.
de C. procedente de Irán, o sea de principios del Neolítico. Se obtuvo, tal vez, de una pepita de
metal natural, martillada. El uso de cobre martillado se generalizo solo 6000 años A. de C.
La primera pieza de cobre fundida procede de los Montes Zagros, también en Irán, datada de
4000 años A. de C. donde también se encontraron restos de hornos y crisoles, revelando una
verdadera industria metalúrgica del cobre.
El uso de los metales nace en Anatolia (Turquía), para la fabricación de armas y utensilios, que son
llevados a Mesopotamia, posiblemente a través del trueque.
Solo es hasta después del advenimiento de la escritura, en un periodo
donde termina la Pre-historia e inicia La Historia, cuando aparecen
testimonios del trabajo de los metales. Este periodo tiene lugar entre
4000 y 3000 años A. de C. Allí aparecen las primeras civilizaciones,
organizaciones sociales y la división del trabajo. Este periodo se conoce
como la Edad del Cobre.
En China se fundía Cobre Arsenical antes del año 3000 A. de C, para la
fabricación de vasijas soportadas en un trípode incorporado a la fundición.
No se sabe si los chinos desarrollaron esta técnica o la obtuvieron de
otras culturas.
Entre 3000 y 1500 A. de C. aparece en forma casi simultánea una aleación de Cobre y Estaño
(90% -10%), en Armenia, India, Irán, Sumeria y Egipto. Su uso se extendió rápidamente por tener
más dureza y mejor resistencia que el cobre, además de un punto de fusión más bajo. Esta
aleación le mereció a esa época el nombre de la Edad del Bronce.
El hombre conoció el Hierro Meteórico (fragmentos de meteoritos) desde la Prehistoria. Recuerde
que el hierro es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre. Se han encontrado
objetos de hierro (alfileres y dagas) obtenidos por fundición y martillado, probablemente a partir de
óxidos de hierro, que se usaba para purificar la fundición de bronce. Tal vez por casualidad quedo
hierro puro en los crisoles de fundición de bronce y lo aprovecharon para fabricar objetos simples,
por martillado.
Hacia el año 1500 A. de C. los Hititas, de la región de Anatolia (Turquía), fueron los primeros
usuarios frecuentes del hierro. Lo produjeron, controlaron y hasta monopolizaron. El hierro no se
obtenía por fundición, como el cobre, porque su punto de fusión es mucho más alto y no se
disponía de hornos capaces de alcanzar tales temperaturas. El mineral de hierro (hematita, limonita
o magnetita) se calentaba y luego golpeaba para obtener una barra más pura y dura. Este trabajo
de forja primitiva permitía la obtención de piezas de formas más complejas y más resistentes. El
enfriamiento con agua le confería al material unas mejores propiedades, pero el primer hierro
templado solo se obtuvo en Chipre en 1100 A. de C. Los hititas llevaron el hierro a Mesopotamia y
de allí paso a Egipto.
Pero no solo la Ingeniería Metalúrgica se
estaba desarrollando en esos tiempos: En
Menfis, primera capital de Egipto, se
construyó la primera Pirámide Escalonada:
Sakkara, alrededor del año 2900 A. de C.
Su diseño y construcción estuvieron a cargo
del arquitecto e ingeniero egipcio Imhotep,
considerado el primer Ingeniero de la
humanidad, que además fue el médico de la corte de la tercera dinastía. Imhotec además fue
geómetra, matemático e inventor y se le atribuye la invención de un artefacto llamado Cigoñal,
utilizado para sacar agua de los pozos o ríos, hasta un nivel que les permitía irrigar grandes
superficies. La ciencia y el arte de la irrigación eran conocidos y empleados en Egipto desde 3200
A. de C.
Unos años más tarde, en 2570 A. de C., también en Egipto, se construyó la Gran Pirámide en la
explanada de Guiza. La pirámide de Keops, Según Herodoto (historiador, 450 A. de C.) la gran
pirámide se construyó en apenas 20 años, utilizando máquinas de madera, para subir los bloques,
previamente conformados, piso a piso. La pirámide tiene 2.300.000 bloques de 2 toneladas de
peso en promedio, cada uno y está perfectamente orientada según la posición de las estrellas. Su
constructor fue el Arquitecto e Ingeniero Hemiunu.
Pero Mesopotamia no se había quedado atrás. Entre el
año 3000 y el 2200 A. de C., se construyó en Babilonia,
entre los ríos Tigris y Éufrates una torre gigantesca que
se conoció como la Torre de Babel, con una base
cuadrada de 92 m. de lado y entre 60 y 90 m. de altura.
Como no se disponía de piedra ni argamasa, como en
Egipto, se empleó para su construcción ladrillo cocido y
betún para las pegas. Según la historia, fue destruida y
reconstruida varias veces.
La Gran Muralla China se empezó a construir
en 580 A. de C. y tenía por objetivo proteger
el reino de los invasores. Originalmente era de
tierra apisonada, pero con el tiempo se fue
reconstruyendo con ladrillo cocido y piedra
caliza. . Llego a tener más de 8000 kms., e iba
desde Corea hasta el desierto de Gobi, en
Mongolia. Como anécdota se cuenta que
nunca fue penetrada por los enemigos, hasta
el año de 1644 D. de C., cuando un general
chino, descontento con el gobierno, abrió las
puertas a los Manchú, que anexaron Mongolia a China, y la muralla ya no se necesitó más. Hoy
solo se conservan 2414 kms., pero se dice que es la única estructura construida por el hombre,
que se ve desde la luna.
La Rueda
La rueda es el invento fundamental en la historia de la
humanidad. Se cree que los primeros usos, como rueda de
alfarero, se dieron en Mesopotamia alrededor de 5500 años A.
de C. Posteriormente se usaría en trasporte, pero solo se
encontraron dibujos en Mesopotamia de carros tirados por
asnos, alrededor de 2500 A. de C. Se cree que la Rueda con
Radios, para bajarle peso, fue inventada en Egipto en 2000 A.
de C.
La referencias más antigua
de Carros Reales con
ruedas, en China es de
1200 A. de C., y eran
discos de madera,
circulares, con agujeros
para ejes.
Discos con cinta metálica
alrededor, solo son de 100
A. de C., de los Celtas y tenían bujes de madera más dura. Posteriormente los romanos usaron
bujes de bronce.
En Eslovenia se encontró una rueda de 72cm. de diámetro en madera de Fresno y buje en madera
de Roble. Data de 3200 A. de C. Sin embargo se cree que el hombre utilizo cilindros de madera, a
modo de ruedas, para mover cargas, desde 8000 A. de C., en Sumeria.
Los últimos Seis siglos A. de C.
Los famosos Jardines Colgantes de Babilonia fueron ordenados construir por Nabucodonosor II,
rey de Caldea, para que su esposa, nativa de la región de las
montañas, no extrañara la vegetación de su tierra natal.
Realmente no eran jardines colgantes y su nombre obedece
a una mala traducción del griego al latín, La verdadera
traducción seria Jardines sobresalientes, porque eran
terrazas sobresalientes de la fachada, para que pudieran ser
observadas desde fuera del palacio. El sistema de riego era
un diseño sorprendente para la época, utilizando solamente
la gravedad y un conjunto complejo de canales.
Quinientos años A. de C. Darío I, de Persia mando construir el Camino Real Persa, desde Sardes
en la actual Turquía, hasta Nínive en el actual Irak, con casi 2700 Kms de longitud, y era recorrido
por sus correos mensajeros en siete días. Este camino pretendía unir todo su reino. Aun hoy se
conserva un puente en Diyarbakir (Turquía).
La Historia conocida de Grecia empieza en el siglo VII A. de C., pero su edad de oro fue entre 500
y 400 A. de C. En el año 440 A. de C. Pericles ordena construir la Acrópolis de Atenas: Las vigas
de mármol del techo estaban reforzadas con barras de hierro forjado, siendo tal vez el primer uso
conocido de refuerzos metálicos en edificaciones. De esta época es el primer texto conocido de
Mecánica, donde se plasman conceptos básicos de Ingeniería, como la teoría de las palancas,
trenes de engranajes, etc.
Roma mientras tanto estaba construyendo la famosa Vía Apia, primer
camino recubierto en Europa, que iba desde Roma, hasta muy al
norte del país, en 312 A.
de C. El ingeniero
Constanzo Altamir
invento los Acueductos
de Arcos, construyendo
el Aqua Appia, que
llevaba agua a gran
parte de Roma. De esa
misma época es el
Coliseo Romano, que fue el lugar de
reuniones públicas más grande del mundo, hasta 1914, cuando se
inauguró el Yale Bowl en USA.
Arquímedes, nacido en 287 A. de C. en Siracusa (hoy en Sicilia), pero era Griego. Fue matemático,
físico, Ingeniero, inventor y astrónomo. Realizó análisis matemáticos de los sistemas de palancas,
calculó con mucha precisión el número Pi. Invento el Tornillo de Arquímedes, para sacar agua de
los pozos, y expresó el famoso Principio de Arquímedes sobre el empuje ejercido por un líquido,
sobre todo cuerpo sumergido.
Según Herodoto, los Samios, habitantes de la ciudad de Samos en
Grecia, construyeron ,400 años A. de C., un túnel de 1036 m. de
longitud, para atravesar una colina y conducir así agua fresca a su
población. El túnel fue escavado desde ambos lados de una colina de 226 m. de altura, con una
pendiente de 0.4%. Suficiente para que el agua fluya por gravedad, pero sin deteriorar las paredes
del túnel. El ingeniero constructor fue Eupalino, quien hizo provisiones por si los dos frentes de
excavación no se encontraban, pero se comprobó la gran precisión con que se unieron las
excavaciones. Esta obra, conocida como el Túnel Eupalino, es considerada una obra maestra de
la Ingeniería de la antigüedad.
De regreso a Egipto, en el siglo III A. de C., nos encontramos con la construcción del Faro de la
ciudad de Alejandría. Media entre 115 y 150 m. de
altura y fue construido por orden de Ptolomeo I,
general y amigo de Alejandro Magno. Originalmente
fue construido con bloques de mármol, unidos con
plomo fundido. Sus bases fueron protegidas de la
erosión del mar, con bloques de vidrio natural, de
mayor dureza que el mármol. La luz de su hoguera se
veía a 50 Kms. de distancia. Fue semidestruido por los
sismos de 1303 y 1323 que tuvieron lugar en Egipto, y
sus bloques de mármol fueron utilizados en
posteriores construcciones.
Herón de Alejandría, 100 años A. de C., fue ingeniero y matemático y es considerado
uno de los científicos e inventores más grandes de la antigüedad. Se le atribuye la
invención de la Primera Máquina a Vapor, conocida como Eolípila: Esfera hueca,
con dos tubos salientes opuestos, llena de agua y pivotada en los polos. Al
calentarla, el vapor que salía por los tubos, la hacían girar. Herón invento además
aparatos antecesores del teodolito, distanciometros y juegos de palancas para
diferentes usos. Sus paisanos lo llamaban Mago.
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