La máquina en la biblioteca

Ing. Aliex Trujillo García

Estamos esta mañana en nuestra biblioteca celebrando el día del ingeniero. Como ya

saben, las bibliotecas son un espacio del acumulado de información de unas

tradiciones. Por lo anterior es que para esta conferencia se me ocurrió hacer una

pequeña revisión de una parte de este acumulado. Para hacer esa revisión me enfoco

en dos máquinas. La máquina es el objeto de estudio preferido de los ingenieros. El

reloj y la bicicleta ¿qué tienen en común? Esta es la pregunta que guía esta revisión.

El reloj es un artefacto con una escala asociada. Los relojes de sol marcaban las oras

aproximadas. El reloj de agua media intervalos que se estiraban porque a medida que

disminuye el nivel del recipiente la presión hidrostática disminuye y el caudal de

salida por el orificio disminuye y el recipiente comienza a vaciarse más lento y el

tiempo de vaciado aumenta comparado a si siempre se vaciara a la misma velocidad.

Al no ser que la medida fuera el vaciamiento total del recipiente para cada locutor. Si

medimos con un reloj de áncora o de pulsos el tiempo de vaciado del recipiente del

reloj podríamos darnos cuenta con lo que sabemos que a iguales intervalos del reloj

de referencia, el reloj de agua se demora más hacia el final. Los griegos usaron los

relojes de agua para medir la duración de la palabra en la asamblea de hombres libres

inventores de la democracia. Uno de los requisitos de aquellas reuniones del siglo VI

antes de nuestra era, fue la igualdad en la duración del uso de la palabras. Para ese uso

no se necesitaba nada más si el recipiente en cada intervención se llenaba, el

recipiente se vaciaba y concluía el orador, se volvía a llenar. Otra cosa fuera que la

precisión, entendida como alcance del pensamiento de propósitos para el mundo, el

detalle del instrumento de uso fuera irrelevante. El orden de la diferencia de tiempos

de vaciado es irrelevante para la temporalidad del los procesos en la asamblea de

hombres libres de hace veinticinco siglos. La clepsidra, que así se denomina un tipo de

reloj de agua griego, era incapaz de medir la hora del día o de la noche porque no

estaba sincronizada con la duración de los movimientos de los astros. Para que esto

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ocurriera tendría que ser el recipiente muy grande y/o el orificio muy fino por lo tanto

el agua sin sedimentos.

El reloj de arena presentaba la misma característica, los líquidos se deforman con

alguna regularidad y el agua es destacada para esta regularidad. Las partículas sólidas

abrasivas como la arena tiene características de otra complejidad, como la

irregularidad en el tamaño y forma del grano. Pero en general, al disminuir la presión

de la cantidad de arena, disminuye el tiempo de vaciado, insisto, ahora sabemos eso

porque tenemos disponible una herramienta con una precisión de otro orden.

En la era cristiana, por llamar así al período histórico posterior al imperio romano y

anterior al Renacimiento del siglo XV, la artesanía se desarrolló más que la ciencia. La

ciencia estaba circunscrita a parte de la filosofía griega, al misticismo y tuvo

resistencia ideológica por parte de una institución occidental llamada iglesia católica.

Es común en los colegios divulgar la idea de que es un período oscuro donde la

inquisición, que era un aparato de la iglesia condenaba el libre pensamiento necesario

para hacer avanzar una ciencia. La baja Edad Media instauró la escolástica que fue

condición de posibilidad de las artes liberales, de la ciencia moderna. En el siglo XVII

que es el más importante para la ingeniería, la artesanía se encuentra con la ciencia.

Un lugar interesante de ese encuentro es donde se produce la más moderna de las

máquinas, el reloj. Hasta este lugar del tiempo los relojes eran discretos utensilios con

usos muy específicos, también objetos estéticos y del divertimento, monumentos a

exquisitez de los oficios. La ciencia demandaba para sus algoritmos de

experimentación escalas de duración más regulares, la isocronía aparece como

concepto de esa ciencia y echa mano a un lugar geométrico ya trabajado desde los

griegos, la cicloide. Ya existían los relojes de péndulo1, bellamente engalanados,

adquisiciones de reyes y campanarios de grandes burgos. Chistiaan Huygens que era

uno de esos burgueses, se relaciona con los principales científicos europeos de su siglo

XVII, se une a la investigación sobre la isocronía y encuentra en la cicloide la manera

de producirla.

1 Sobre la importancia del péndulo en los reloj y al función que realizan le puede hablar Reinaldo que es un aficionado a estos relojes y un restaurador consumado de los mismos, lo que lo hace un maestro mecánico.

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De forma paralela había una necesidad en la navegación, que es una idea en discusión

por la historia de la técnica. Los largos viajes transatlánticos demandaban una

precisión en la localización. Desde miles de años la latitud se media por la estrella

polar en el hemisferio norte y por la cruz del sur en el hemisferio sur, para esto se

llegó a contar con el astrolabio y posteriormente con el sextante (sexto de un círculo

completo). La latitud es qué tanto al norte o al sur se está. Para un sistema cartesiano

la localización se efectúa con dos datos, uno de esos es la latitud que ya señalé y el otro

es la longitud, qué tanto al oeste o al este se está. Para esto el método era calcular el

desplazamiento, ya se sabía de qué manera dependía el desplazamiento de la

velocidad y la velocidad depende del tiempo. El tiempo podía medirse con un reloj en

el barco. Si el reloj que se usaba era de péndulo tenía la dificultad que con los vaivenes

de la embarcación la oscilación del péndulo deja de ser regular y la isocronía en una

oscilación circular es aproximada para muy pequeñas amplitudes. El problemas que

se resolvía en la ciencia encontró en la navegación una solución tan importante en la

tecnología que es la que le da inicio a una disciplina. La disciplina de la ingeniería.

Resulta que Huygens idea una oscilación del péndulo del reloj para que

independientemente de la amplitud de la oscilación el tiempo de oscilación no cambie.

El científico burgués hizo oscilar el péndulo entre guías en forma de curva cicloides. La

curva cicloide tiene dos propiedades, la propiedad braquistócrona y la propiedad

tautócrona. La primera se verifica porque es la forma de la superficie por donde rueda

una esfera que más rápido desciende entre dos alturas cualesquiera baja efecto

gravitatorio. Esta propiedad la demostró Bernoulli, un científico con el que trabajaran

muchas veces en la carrera y en la vida profesional de ingeniero.

La segunda propiedad se verifica también con una esfera que rueda por la acción de la

gravedad por una cicloide invertida, independientemente desde donde se deje caer la

esfera, siempre pasará por un mismo punto final al mismo tiempo. Este última

propiedad la demostró Huygens. Por el mismo comportamiento de la esfera que no

importa desde que lugar se suelte y llega al mismo tiempo, la oscilación del péndulo

entre la forma de la curva cicloide produce una oscilación que no depende de la

amplitud, es una oscilación isocrónica y con ella un salto de precisión a la que se

acoge, a partir del siglo XVII, toda la medición en ingeniería. Siendo el tiempo más

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regular independientemente del mar que se navegue y midiendo la cantidad de nudos

a los que se desplaza el barco, nudos que se hacían a distancia regular en una cuerda

que se iba soltando se podía establecer la velocidad y la posición geográfica o

localización.

El reloj de péndulo cicloide inauguró como máquina la actitud científica que da paso a

la disciplina de la ingeniería, esa que ustedes están estudiando y la que celebra

Colombia su día el 17 de agosto de cada año.

Ustedes se preguntarán en qué momento aparece la bicicleta. Aunque proviene de

algunos pariente que tuvo en el siglo XVIII como el celerífero y la drasiana, la bicicleta

tal como la conocemos ahora tiene su nacimiento en la primera mitad del siglo XIX. La

aparición de la rueda se remonta a la Mesopotamia cinco mil años antes de nuestra

era. La rueda cuando rueda describe una curva cicloide. La bicicleta tiene dos ruedas,

dos cicloides que se persiguen, todo punto diferente al centro de rotación de una

rueda que rueda, desarrolla una curva con propiedades braquistocrónicas y

tautocrónica.

Seguiré desarrollando estas ideas a lo largo del semestre, he querido inicial en nuestra

biblioteca una serie de disertaciones sobre la historia de la ingeniería porque es aquí,

dentro de estos muros, donde tenemos lo necesario para pensar la procedencia de

nuestra profesión. Muchas gracias.

Universidad Central, Bogotá.

28 de agosto de 2015

La máquina es el objeto de estudio preferido de los ingenieros. El reloj y la

bicicleta ¿qué tienen en común?.

El reloj es un artefacto con una escala asociada. Los relojes de sol marcaban las

horas aproximadas. El reloj de agua medía intervalos que se estiraban porque a

medida que disminuye el nivel del recipiente la presión hidrostática disminuye, el

caudal de salida por el orificio disminuye y el recipiente comienza a vaciarse más

lento y el tiempo de vaciado aumenta comparado a si siempre se vaciara a la

misma velocidad. Al no ser que la medida fuera el vaciamiento total del recipiente

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para cada locutor. Si medimos con un reloj de áncora o de pulsos el tiempo de

vaciado del recipiente del reloj podríamos darnos cuenta con lo que sabemos que

a iguales intervalos del reloj de referencia, el reloj de agua se demora más hacia el

final. Los griegos usaron los relojes de agua para medir la duración de la palabra

en la asamblea de hombres libres inventores de la democracia. Uno de los

requisitos de aquellas reuniones del siglo VI antes de nuestra era, fue la igualdad

en la duración del uso de la palabras. Para ese uso no se necesitaba nada más si

el recipiente en cada intervención se llenaba, el recipiente se vaciaba y concluía el

orador, se volvía a llenar. Otra cosa fuera que la precisión, entendida como

alcance del pensamiento de propósitos para el mundo, el detalle del instrumento

de uso fuera irrelevante. El orden de la diferencia de tiempos de vaciado es

irrelevante para la temporalidad del los procesos en la asamblea de hombres

libres de hace veinticinco siglos. La clepsidra, que así se denomina un tipo de reloj

de agua griego, era incapaz de medir la hora del día o de la noche porque no

estaba sincronizada con la duración de los movimientos de los astros. Para que

esto ocurriera tendría que ser el recipiente muy grande y/o el orificio muy fino por

lo tanto el agua sin sedimentos.

El reloj de arena presentaba la misma característica, los líquidos se deforman con

alguna regularidad y el agua es destacada para esta regularidad. Las partículas

sólidas abrasivas como la arena tiene características de otra complejidad, como la

irregularidad en el tamaño y forma del grano. Pero en general, al disminuir la

presión de la cantidad de arena, disminuye el tiempo de vaciado, insisto, ahora

sabemos eso porque tenemos disponible una herramienta con una precisión de

otro orden.

En la era cristiana, por llamar así al período histórico posterior al imperio romano y

anterior al Renacimiento del siglo XV, la artesanía se desarrolló más que la

ciencia. La ciencia estaba circunscrita a parte de la filosofía griega, al misticismo y

tuvo resistencia ideológica por parte de una institución occidental llamada iglesia

católica. Es común en los colegios divulgar la idea de que es un período oscuro

donde la inquisición, que era un aparato de la iglesia condenaba el libre

pensamiento necesario para hacer avanzar una ciencia. La baja Edad Media

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instauró la escolástica que fue condición de posibilidad de las artes liberales, de la

ciencia moderna. En el siglo XVII que es el más importante para la ingeniería, la

artesanía se encuentra con la ciencia. Un lugar interesante de ese encuentro es

donde se produce la más moderna de las máquinas, el reloj. Hasta este lugar del

tiempo los relojes eran discretos utensilios con usos muy específicos, también

objetos estéticos y del divertimento, monumentos a exquisitez de los oficios. La

ciencia demandaba para sus algoritmos de experimentación escalas de duración

más regulares, la isocronía aparece como concepto de esa ciencia y echa mano a

un lugar geométrico ya trabajado desde los griegos, la cicloide. Ya existían los

relojes de péndulo2, bellamente engalanados, adquisiciones de reyes y

campanarios de grandes burgos. Chistiaan Huygens que era uno de esos

burgueses, se relaciona con los principales científicos europeos de su siglo XVII,

se une a la investigación sobre la isocronía y encuentra en la cicloide la manera de

producirla.

De forma paralela había una necesidad en la navegación, que es una idea en

discusión por la historia de la técnica. Los largos viajes transatlánticos

demandaban una precisión en la localización. Desde miles de años la latitud se

media por la estrella polar en el hemisferio norte y por la cruz del sur en el

hemisferio sur, para esto se llegó a contar con el astrolabio y posteriormente con el

sextante (sexto de un círculo completo). La latitud es qué tanto al norte o al sur se

está. Para un sistema cartesiano la localización se efectúa con dos datos, uno de

esos es la latitud que ya señalé y el otro es la longitud, qué tanto al oeste o al este

se está. Para esto el método era calcular el desplazamiento, ya se sabía de qué

manera dependía el desplazamiento de la velocidad y la velocidad depende del

tiempo. El tiempo podía medirse con un reloj en el barco. Si el reloj que se usaba

era de péndulo tenía la dificultad que con los vaivenes de la embarcación la

oscilación del péndulo deja de ser regular y la isocronía en una oscilación circular

es aproximada para muy pequeñas amplitudes. El problemas que se resolvía en la

ciencia encontró en la navegación una solución tan importante en la tecnología

que es la que le da inicio a una disciplina. La disciplina de la ingeniería. Resulta

2 Sobre la importancia del péndulo en los reloj y al función que realizan le puede hablar Reinaldo que es un aficionado a estos relojes y un restaurador consumado de los mismos, lo que lo hace un maestro mecánico.

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que Huygens idea una oscilación del péndulo del reloj para que

independientemente de la amplitud de la oscilación el tiempo de oscilación no

cambie. El científico burgués hizo oscilar el péndulo entre guías en forma de curva

cicloides. La curva cicloide tiene dos propiedades, la propiedad braquistócrona y la

propiedad tautócrona. La primera se verifica porque es la forma de la superficie

por donde rueda una esfera que más rápido desciende entre dos alturas

cualesquiera baja efecto gravitatorio. Esta propiedad la demostró Bernoulli, un

científico con el que trabajaran muchas veces en la carrera y en la vida profesional

de ingeniero.

La segunda propiedad se verifica también con una esfera que rueda por la acción

de la gravedad por una cicloide invertida, independientemente desde donde se

deje caer la esfera, siempre pasará por un mismo punto final al mismo tiempo.

Este última propiedad la demostró Huygens. Por el mismo comportamiento de la

esfera que no importa desde que lugar se suelte y llega al mismo tiempo, la

oscilación del péndulo entre la forma de la curva cicloide produce una oscilación

que no depende de la amplitud, es una oscilación isocrónica y con ella un salto de

precisión a la que se acoge, a partir del siglo XVII, toda la medición en ingeniería.

Siendo el tiempo más regular independientemente del mar que se navegue y

midiendo la cantidad de nudos a los que se desplaza el barco, nudos que se

hacían a distancia regular en una cuerda que se iba soltando se podía establecer

la velocidad y la posición geográfica o localización.

El reloj de péndulo cicloide inauguró como máquina la actitud científica que da

paso a la disciplina de la ingeniería, esa que ustedes están estudiando y la que

celebra Colombia su día el 17 de agosto de cada año.

Ustedes se preguntarán en qué momento aparece la bicicleta. Aunque proviene de

algunos pariente que tuvo en el siglo XVIII como el celerífero y la drasiana, la

bicicleta tal como la conocemos ahora tiene su nacimiento en la primera mitad del

siglo XIX. La aparición de la rueda se remonta a la Mesopotamia cinco mil años

antes de nuestra era. La rueda cuando rueda describe una curva cicloide. La

bicicleta tiene dos ruedas, dos cicloides que se persiguen, todo punto diferente al

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centro de rotación de una rueda que rueda, desarrolla una curva con propiedades

braquistocrónicas y tautocrónica.

Seguiré desarrollando estas ideas a lo largo del semestre, he querido inicial en

nuestra biblioteca una serie de disertaciones sobre la historia de la ingeniería

porque es aquí, dentro de estos muros, donde tenemos lo necesario para pensar

la procedencia de nuestra profesión. La procedencia de la oposición entre vita

activa-vita contemplativa, teoría-práctica, pesar-hacer se le suele asignar a los

griegos libres cercanos al cambio de era. El ciudadano griego de la Grecia clásica

fundador de occidente, era libre entre otras cosas, porque se ponía a sí mismo

diferente al que convertía su vida en una repetición de los gestos en el mundo

doméstico del oikos, en la vulgar esfera de la circunstancia. Que pensar está en

otra esfera distinta al mundo, eso está en el centro de occidente y lo heredamos

en la ingeniería mecánica. La ingeniería mecánica es pensada en un campo de

estudio con categorías en lo público, allá donde el hombre consiente cierta

esclavitud a las urgencias permanentes e inmediatas del consumo, en lo público

donde esperar de esto una alternativa.

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