miércoles, 16 de marzo de 2016

La preindustrialización del imperio romano

Interesante artículo sobre la preindustrialización del imperio romano y sus enormes e increíbles avances técnicos, sorprendentes desde nuestra perspectiva actual. 


Artículo de Estado Limitado: 


Pues bien salaos, ese día ha llegado. Aunque la historia prevista originalmente llegará en otra ocasión y tendrá el formato de historia en tuits, igual que la de “La Industrialización de US” que podéis leer aquí.
Ctesibio fue un matemático, ingeniero, inventor, un Leonardo del S. III a.C. (285 a.C. al 222 a.C) sin llegar al nivel de genialidad de su maestro ArquímedesCtesibio realizó grandes contribuciones a la física y la mécanica, se le considera el padre de la pneumática, se le atribuye el principio del sifón (cualquiera que haya robado gasolina con un tubo sabe a qué me refiero) y construyó un reloj de agua (clepsidra) con una precisión que no fue superada hasta 1656 por Huygens y la incorporación de un péndulo, (Sí, ese Huygens da nombre a la sonda enviada a Titán, pues él fue su descubridor) precisión que no sería superada de nuevo hasta 1920 con la invención del reloj de cuarzo por Marrison y Horton, y que se popularizaría a partir de 1930. (Siendo detallistas, desde 1656 a 1920 sí que se realizaron mejoras en la precisión de los relojes de péndulo los más de 15 segundos diarios de error se fueron reduciendo a progresivamente a 5 o 6 segundos a la semana, gracias a las aportaciones de Richard TowneleyGeorge Graham y John Harrison, pero no todos fueron “saltos tecnológicos” aunque esa es otra historia y deberá ser tuiteada en otra ocasión).
En esta historia es importante prestar cierta atención a las fechas, observad los saltos tecnológicos, del S. III a.C. a mediados del S. XVII y finalmente al S. XX.
Los avances de Ctesibio recogidos en su obra maestra Memorabilia se perdieron, no hay modo de saber si fue en el incendio del 48 a.C. causado por las tropas de Julio César, en el 273 d.C. cuando Aureliano saqueó la ciudad o en el 297 cuando el saqueó lo realizó Diocleciano, pero en cualquier caso es dudoso que pudieran haber sobrevivido al expolio del 391 cuando Teodosio el Grande ordeno la destrucción de los templos paganos de los Ptolomeos.
Conocemos su obra por tres vías:
La recopilación de uno de sus discípulos Filón de Bizancio, que dijo de él “Ctesibio había comprendido según los principios de la neumática, que el aire está dotado de una fuerza maravillosa de movilidad y elasticidad” haciendo referencia a su Cañón de Aire. Usar el aire para mover cosas, esa posiblemente fuese su mejor aportación.
Al arquitecto y gran recopilador de conocimientos de la antigüedad Marco Vitrubio Polión y al siguiente protagonista de nuestra historia:
Herón de Alejandría (10 d,C al 70 d.C.).
Herón, un Griego cuyo trabajo se desarrollo en Alejandría, convertida en provincia romana 40 años antes de su nacimiento tras la derrota de Cleopatra y Marco Antonio a manos de Octavio -más conocido por César Augusto su nombre de emperador-. (Pero esa es otra historia y deberá ser tuiteada en otra ocasión).
Herón inspirándose en no pocas ocasiones en los trabajos de Ctesibio y casi siempre mejorando sus avances, fue profesor en la Biblioteca de Alejandría, la mayor parte de sus escritos son como notas de clase para los cursos de matemáticas, mecánica, física y pneumática.
Herón fue el creador de la primera máquina expendedora, sí, sí, has leído bien; máquina expendedora, introducías una moneda y te daba una cantidad de agua bendita, la moneda caía sobre un plato que activaba una palanca, la palanca abría una válvula y dejaba salir el agua, el plato con la moneda se seguía inclinando hasta que ésta caía, se rompía el contrapeso y la palanca cerraba la válvula. (Recogido con detalle en su libro Mechanica)
Sigamos con sus inventos.
Creo una serie de automatismos, sí, sí, habéis leído bien; automatismos para una obra de teatro, de unos diez minutos de duración con múltiples máquinas operados por ruedas dentadas con algo parecido a un sistema binario creado con cuerdas y nudos. También creó automatismos capaces de hacer que puertas de templos se abrieran solas y un largo etcétera.
La bomba de pistón, que no era sino una mejora sobre el sifón de Ctesibio. Invento muy útil que se propago deprisa por el Imperio Romano pues permitía apagar incendios en altura con mayor eficacia.
El primer robot programable, sí, sí, de nuevo has leído bien; Robot Programable. Era una especie de triciclo que avanzaba según una programación creada con nudos y cuerdas (ceros y unos) se dejaba caer un peso que iniciaba el movimiento y en función de la programación el triciclo se desplazaba de un modo u otro. Por si lo has olvidado te recuerdo que estamos en el S. I d.C.
Creó un molino de viento que ponía en marcha un Hydraulis (órgano de agua) a esto lo podríamos considerar la primera utilización de una maquina que encendía otra.
Dioptra
Dioptra
Perfecciona la Dioptra que permitía medir ángulos horizontales y verticales con un funcionamientos muy similar a los actuales Teodolitos. (arquitectos, geógrafos e ingenieros de caminos saben bien de qué hablo y lo fundamental que resulta para su trabajo) Os podéis imaginar la utilidad de este invento pues se usaba con profusión en la creación de acueductos y calzadas romanas, así como para medir la posición de las estrellas.
En Óptica fue el primero en formular (de modo rudimentario) que la Luz se propaga por el camino más corto, algo que no sería mejorado hasta 1662 por nada menos que Pierre de Fermat. (de nuevo atención a las fechas, del S. I saltamos al S XVII)
Y de modo muy rudimentario también formuló el principio de acción reacción que Newton convertiría en su “Tercera Ley” en 1684.
Generalizó el principio de palanca de Arquímedes y destaco como matemático, en su libro “La Métrica” se estudian las áreas de las superficies y los volúmenes de los cuerpos, perfeccionó el método babilónico de cálculo de raíces cuadradas por iteraciones, pero sobre todo es conocido por la llamada Fórmula de Herón para calcular el área de un triángulo conociendo las longitudes de sus lados. Imaginad la utilidad de esto, pues todo polígono puede descomponerse en triángulos.
Pero vamos al invento que nos ha traído hasta aquí: La Aeolipile
La Aeolipile (o Eolípila)
Aeolipile
Aeolipile
Como podéis ver en la imagen es un mecanismo sencillo, se enciende fuego por debajo, la cubeta intermedia está llena de agua, con el calor se evapora y ese vapor sube por los tubos hasta la esfera superior, la presión hace que el vapor busque una salida y la encuentra en los dos tubos con forma de “L” de la parte superior de la esfera. Momento en que la esfera empieza girar a toda velocidad emitiendo un zumbido.
Y sí amiguitos, eso que estáis viendo es lo que podríamos considerar la primera máquina a vapor del mundo.
Si aplicamos la Tercera Ley de Clarke: “Cualquier tecnología suficientemente avanzada es indistinguible de la magia” no es de sorprender que a Herón de Alejandría se le conociera como Herón El Mago, o simplemente El Mago.
Si os queréis entretener aquí tenéis un link al fabuloso “Herons von Alexandria Druckwerke und Automatentheater” de Wilhelm Schmidt publicado en 1899. (o este en Francés de 1858 Extraits des manuscrits relatifs a la Géométrie Pratique des Grecs de la versión árabe de Qostá Ibn Lûqâ.)
Veamos algunos inventos más con los que contaba el Imperio Romano:
De sobra era conocido el Tornillo de Arquímedes, un cilindro con una hélice en su interior que al girar iba desplazando agua hacía un nivel superior. Este video es mejor que cualquier explicación que yo os pueda dar.
Molino Asno
Molino de Sangre
El Molino, los primeros de tracción animal (también llamados Molinos de Sangre) ya fueran asnos, bueyes o esclavos -lo que fuera más barato-. Empleados principalmente para moler cereales y obtener harina. (también aceitunas y uvas) tenían el eje vertical y la rueda en horizontal.
De ahí se produce un salto cualitativo al reemplazar la “tracción animal” por el agua en movimiento, surge así el Molino Hidráulico, primero el denominado Molino Griego con el eje en vertical y más adelante el Molino Romano o de Vitrubio con el eje horizontal y rueda o Noria en vertical, de éste había tres tipos:
Tipo 1: el agua corre por la parte inferior.
Tipo 2: el agua corre por la parte media.
Tipo 3: el más eficaz, el agua cae sobre las aspas, no solo se aprovecha el movimiento del agua, también su peso.

Nota: las fotos solo muestran los tipos de molino, no se corresponden con molinos de esas épocas, imagino que los lectores cordobeses habrán identificado uno #GuiñoGuiñoCodazo.
Como los Romanos también conocían las Poleas y Palancas, rápidamente encontraron nuevas aplicaciones a las Norias, la principal la Grúa Romana. En este casi siempre era lo que podríamos llamar una “Grúa de Sangre” pues no siempre se tenía agua cerca de donde era necesario levantar las piedras. Generalmente los esclavos corrían dentro de la Noria como si fueran hamsters, o si la parte inferior estaba inundada -por ejemplo en las minas- corrían por los cuartos superiores como si subieran peldaños o las movían con los brazos desde los lados.

Y os podría estar contando historias de Grúas y Molinos durante un buen rato, pero el objetivo del post es mostraros los pasos del Imperio Romano hacía su industrialización y no tanto que conozcáis los detalles de los ingenios con los que contaban.  La mayor parte de lo aquí resumido lo podéis encontrar en los diez libros que forman “De Architectura” del ya mencionado Marco Vitrubio, en este enlace podéis echar un vistazo.
Para que os hagáis una idea de la revolución que supusieron estas máquinas nada mejor que os lo cuente alguien de la época, aquí tenéis los versos de Antípater de Tesalónica en el 85 a.C.
“Dejad de moler, oh mujeres que trabajáis en el molino; seguid durmiendo aunque el canto de los gallos anuncien el nuevo día. Porque Demeter ha ordenado a las ninfas que realicen el trabajo de vuestras manos y ellas saltando sobre el tope de la noria, hacen dar vueltas a su eje, el cual con sus gigantes rayos, mueven las pesadas y cóncavas nisirianas.” y lo mejor para el final “De nuevo tomamos los goces de la vida primitiva cogiendo los productos de Demeter sin trabajar”. (Demeter era la Diosa griega de la agricultura que los romanos llamaron Ceres).
Con todos estos conocimientos técnicos y el control que tenían sobre las canalizaciones de agua, antes o después se les tenía que ocurrir colocar molinos en serie y crear un gran complejo industrial.
Y así fue, el mayor que se conoce está en Barbegal, cerca de Arlés en el sur de Francia. Construido a finales del S. II d.C. Empleando un acueducto de once kilómetros de largo que discurre paralelo al Ródano suministraba el agua a 16 molinos dispuestos en cascada que se calcula que podría abastecer a más de 50.000 habitantes.

Se han encontrado otras dos instalaciones similares aunque más pequeñas en El Chemtou (Túnez) y cerca de Cesarea (Israel)
Aplicada su “alta tecnología” a la producción de alimentos, hay otro sector de gran relevancia en la época que también iba a contar con el empleo de multitud de Norias en cadena, la minería.
Niveles Rio Tinto
Niveles Rio Tinto
Oro, plata y cobre, fundamentales para el mantenimiento de la monstruosa máquina burocrática y militar romana, se extraía de minas que tenían dos grandes problemas, los derrumbes y las filtraciones de agua.
Para extraer el agua se empleaban Tornillos de ArquímedesBombas de Ctesibio, y Norias, Norias en cadena que elevaban el agua por medio de cangilones de un nivel hasta el siguiente.
El mejor ejemplo lo tenemos en España en las Minas de Río Tinto, posiblemente las minas más importantes de Cobre y Plata de todo el Imperio Romano.
Como os podéis imaginar estas norias se movían gracias al esfuerzo de cientos de esclavos tal y como detalla Vitrubio“ y a toda su circunferencia se añadirán una serie de cangilones cuadrados, que se embrearan con mezcla de pez y cera, así cuando los hombres giren la rueda, viniendo los cangilones llenos hasta lo más alto, al empezar a declinar vierten por si mismos en el artesón el agua que tomaron“.
Para que os hagáis a la idea, en Río Tinto elevaban el agua por este medio casi 30 metros (29,6 exactamente)
Restos de estas norias de Río Tinto tenéis hasta en el Museo Británico y aquí en el Museo Arqueológico de Madrid podéis encontrar una bomba de Ctesibio.
Este ejemplo de las minas es muy relevante porque sería la necesidad de sacar el agua de las minas cuando a finales del S. XVII y primeros del S. XVIII los trabajos e inventos de Edward Somerset, Dionisio Papin, Samuel Morland, Thomas Savery y Thomas Newcomen, dieron paso a la primera utilización del carbón para realizar un trabajo mecánico por medio de una Máquina de Vapor. (Pero esa es otra historia y deberá ser tuiteada en otra ocasión).
Un pequeño inciso por esto del orgullo patrio, en 1543 Blasco de Garay propuso a Carlos V “un ingenio para hacer andar las Nao y otras embarcaciones mayores, sin necesidad de remos o velas [ … ] dicho ingenio consistía en una gran caldera de agua hirviendo y unas ruedas de movimiento a ambos lados de la embarcación”. Tal y como consta en los documentos del archivo de Simancas. La poca velocidad y la alta probabilidad de que la caldera explotase -algo nada recomendable en un barco de guerra- hizo que su invento no prosperase. (Pero esa es otra historia y deberá ser tuiteada en otra ocasión)
Hasta ahora hemos visto que los Romanos sabían aprovechar el movimiento circular creado por las Norias, pero no dejaban de ser movimientos simples y la mayor complejidad era transformar un movimiento circular con eje horizontal en un movimiento circular con eje vertical (el Molino). Pero ¿sabrían los Romanos transformar un movimiento circular en un movimiento horizontal o vertical? ¿Sabrían aprovechar las ventajas mecánicas que esto suponía?
Pues sí, lo sabían.
Molino Hierapolis
Molino Hierapolis
Lo que tenéis en la imagen de la izquierda es la Serrería de Hierapolis, diseñada para cortar piedras. Es un relieve que muestra una doble sierra conectada a una Noria de Agua por medio de un sistema “biela-manivela”. Dicho relieve apareció en el sarcófago de Marco Aurelio Amiano (S. III d. C.)
Si bien esto prueba que los romanos en el S. III d. C ya conocían y aplicaban
Molino Hierapolis Esquema
Molino Hierapolis Esquema
el sistema mecánico de biela-manivela, hay indicios de que su uso es mucho anterior, esos indicios principalmente en forma de textos que hacen referencias a los productos finales de este tipo de serrerías; el mármol cortado en láminas.
Tanto Vitrubio como Plinio El Viejo hacen referencia a las placas de mármol del palacio que el Rey Mausolos tenía en el Halikarnasos (actual Bodrum en Turquía), “Es posible cortar el mármol en placas [ … ] la casa de Mausolos tenía paredes de ladrillo revestidas en mármol” Mausolos murió en el 351 a.C.
En Roma tardaría algo más en llegar, aparecieron peldaños de mármol en la casa de Quinto Lucacio Cátulo (hijo) que fue cónsul en el 78 a.C.
Las generosas recompensas de César a Mamurra por sus campañas en la Galia y Britania permitieron a éste último tener “una casa entera revestida de mármol en lo alto del Mons Caelius, donde incluso las columnas eran de mármol de una pieza” allá por el 60 a.C. (Si bien el poeta Valerius Catullus tenía otra versión sobre las recompensas de César a Mamurra, al que despectivamente llamaba mentula”  -que podríamos traducir como la polla o la cola– y es que estas recompensas no eran debidas su capacidad militar o ingeniera, si no a ser amante del César. Esto lo tenéis en sus poemas 29 y 57. Pero esa es otra historia y deberá ser tuiteada en otra ocasión).
Pero muy anterior a eso Decimus Magnus Ausonius en su poema escrito en el 371 a.C. dedicado al Río Mosella detalla:
ille praecipiti torquens cerealia saxa rotatu stridentesque trahens per levia marmora serras audit perpetuos ripa ex utraque tumultus
Y que se podría traducir como:
y por sus escarpadas rocas [el Mosella] hace girar los molinos de cereal y las sierras de mármol, cuyo chirrido perpetuo se escucha a ambos lados [del río].
(Si tenéis curiosidad, podéis acceder aquí al poema completo).
Columna Gerasa
Columna Gerasa
En el templo de Artemisa en Gerasa, se encontraron restos de lo que podría ser un taller de cortar piedras, si bien es muy posterior (S. VI d.C.) os puede dar una idea sobre la técnica empleada y la innovación que este sistema representaba.
Pero más importante que comprender como era el producto final de estas sierras hidráulicas de mármol, es ver su funcionamiento, y para ello nada mejor que un GIF animado.
Biela Manivela
Biela Manivela

Ahora imaginad el agua cayendo contra la rueda y provocando su movimiento circular, y ese movimiento circular gracias a la biela (la rueda hace de manivela) se convierte en un movimiento rectilíneo.
Cualquiera que sepa un poco de motores estará empezando a ver las similitudes pero al revés, pues es el movimiento rectilíneo de los pistones lo que acaba transformándose en un movimiento circular en las ruedas.
Solo tenéis que recordad esas películas del oeste con trenes de enormes calderas, en el siguiente video, vais a ver una locomotora muy antigua, posiblemente sea una Invicta o una Rocker de 1829. (No hace falta verlo entero para comprender el funcionamiento, si bien el video está simpático, debe ser algún tipo de película muda de la que por desgracia no os puedo ofrecer más detalles).
Es posible que algunos os estéis preguntando … si los romanos ya dominaban todos estos ingenios ¿cómo es que no fue hasta principios del S. XVIII cuando empiezan a producirse los grandes avances en ingenios industriales?
Pues por la sencilla razón de que el Imperio Romano desapareció y con ello su civilización, avances, valores y cultura siendo reemplazados por los de los bárbaros.
No voy a entrar en si la caída del Imperio Romano de Occidente se debió a las invasiones bárbaras, a la manipulación de la moneda, los desordenes internos o el auge del cristianismo, para mi (y lo podéis leer aquí ) fue la combinación de todas ellas lo que acabó con el Imperio, y -desde mi punto de vista- demoró nuestro desarrollo en mil doscientos años.
Pensad por un momento en los avances de los últimos trescientos años, e imaginad dónde estaríamos si no hubiéramos perdido esos doce siglos.

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