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Versión 2016

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Las máquinas me sorprenden con mucha frecuencia.

Alan Turing, matemático

IntroducciónIntroducción

• Cuando uno piensa en la tecnología de la antigüedad suele imaginar una serie de artefactos primitivos y rudimentarios de dudoso funcionamiento. La realidad, sin embargo, es que los antiguos chinos, griegos y egipcios crearon algunos dispositivos cuya sofisticación nos deja hoy día con la boca abierta. Puertas automáticas, máquinas dispensadoras, calculadoras astronómicas…

• Los 20 siglos modernos de nuestra era tampoco se quedan a la zaga. Hay mucho desconocimiento sobre los inventos del Renacimiento o la Era Industrial.

• Vamos a realizar un breve repaso a los más extraños inventos de tiempos pasados, deteniéndonos únicamente en los que todavía hoy en día nos asombran. Analizamos lo que ya existió en la antigüedad, los prodigios que aún hoy en día nos parecen increíbles.

Galera gigante rey Ptolomeo Filópator, Egipto

Espato de Islandia Espato de Islandia (piedra solar vikinga)(piedra solar vikinga)

• En las viejas leyendas vikingas de las sagas de los islandeses se cuenta que los marinos utilizaban una "piedra solar" brillante para encontrar su camino en el océano. Elevada hacia el cielo, revelaba la posición del Sol incluso en días nublados.

• La magia de esta piedra se la debe al efecto de la polarización. Cuando la luz del sol llega hasta la piedra debido a la estructura cristalina de la calcita se divide en dos. Incluso cuando el Sol está tapado. De modo que un elemento espúreo, una veta negra o un punto negro, se ve por uno de los lados como dos puntos negros.

• El espato de islandia producía una separación de los haces de luz, fenómeno conocido como "doble refracción". Un ingeniero militar francés, Étienne Louis Malús estaba en su estudio estudiando este fenómeno cuando en cierto momento se reflejó un haz de luz procedente de un cristal del Palacio de Luxemburgo que estaba enfrente. Llamó a ese efecto “luz polarizada”.

• El espato de Islandia muestra uno de los puntos negros más oscurecido que el otro. Sin embargo, cuando la piedra solar se alínea con el Sol, los dos puntos negros y refractados tienen la misma intensidad de color.

Reloj de sol Reloj de sol de faltr iquerade faltr iquera

• El reloj de sol es un instrumento usado desde tiempos muy remotos con el fin de medir el paso de las horas, minutos y segundos (tiempo). En castellano se le denomina también cómo cuadrante solar.

• La división del día en 24 horas, así como el año de 365 días, se lo debemos a los antiguos egipcios. Es posible que el sistema de horas se estableciera en aquellas sociedades por motivos religiosos, pues la palabra egipcia correspondiente a hora equivalía también a "deber sacerdotal", palabra de la misma raíz que "vigía de las estrellas" (o vigía del tiempo). Estos vigilantes de las estrellas desempeñaban sus deberes sacerdotales anotando la aparición de los decan (determinadas estrellas o constelaciones) en el horizonte oriental. Dividían la noche en doce horas, de intervalos iguales, señalándose cada hora por la aparición del decan correspondiente.

• Hacia 2400 a. C. los escribas sumerios ya utilizaban un calendario: dividieron el año en 12 partes, también dividieron el día, y lo hicieron siguiendo el mismo patrón de divisiones. Su año constaba de 12 meses y cada uno de ellos de 30 días. Sus días constaban de doce danna (cada danna duraría dos de nuestras horas) de 30 ges cada uno (cada ges duraría 4 de nuestros minutos).

• Los relojes solares que reproducimos, denominados de faltriquera (de bolsillo), datan del siglo XVI, encontrándose los originales en muchos museos de Europa.

• FUNCIONAMIENTO: 1) Sabemos la colatitud del lugar así 90 grados – latitud lugar (Barcelona 90º - 41º = 49º). 2) Hacemos coincidir esfera horas con 49º 3) Levantamos gnomon y orientamos brújula a 6º oeste. 44) La sombra a la derecha de 12 marca la tarde

La brújulaLa brújula

• La antigua crónica china Poei-wen-yun, escrita en el año 2600 a. C., citaba un aparato llamado Fse-nam, o sea, «indicador del sur». Probablemente procedía de un «país oriental», y se sabe que estaba instalado sobre un carruaje de dos ruedas.

• Se dice en la crónica citada que únicamente con la ayuda de tal aparato les era posible a los chinos penetrar en las extensas estepas donde no existía detalle alguno que pudiera servir de orientación.

• Muchos años más tarde, en 1160 a. C., la antigua enciclopedia china T'oung-Pao, incluía una detallada descripción de este «indicador del sur»: «Durante el buen tiempo —señala— se coloca una tabla entre las varas de tiro del carro, una vez puestas en posición completamente horizontal, con el fin de que sirva de soporte a una caja de cuyo centro sobresale una varilla, sobre la cual se monta una figura.

El ábacoEl ábaco

• Es un instrumento de cálculo que utiliza cuentas que se deslizan a lo largo de una serie de alambres o barras de metal o madera fijadas a un marco para representar las unidades, decenas, centenas, unidades de millar, decenas de millar, centenas de millar, etcétera.

• Fue inventado en Asia menor en época indeterminada, y es considerado el precursor de la calculadora digital moderna.

• Utilizado por mercaderes en la Edad Media a través de toda Europa y el mundo árabe, fue reemplazado en forma gradual por la aritmética basada en los números indo-árabes. Aunque poco usado en Europa después del siglo XVIII, todavía se emplea en Medio Oriente, Rusia, China, Japón y Corea.

• Fila de abajo del todo: las bolas tienen un valor de 1

• Segunda fila desde abajo: las bolas valen 10 cada una• Tercer fila desde abajo: cada bola vale 100• Cuarta fila desde abajo: las bolas tienen un valor de 1000

• EJEMPLO: Si al número 150 queremos sumarle 1000, tan solo tendremos que mover una bola a la izquierda de la cuarta fila y así, las bolas que se van acumulando a la izquierda irán conteniendo el total de lo que vamos sumando.

Abaco romano

Tornillo de Arquímedes

• Un Tornillo de Arquímedes es una máquina gravimétrica helicoidal utilizada para elevación de agua, harina, cereales o material excavado. Fue inventado en el siglo III a. C. por Arquímedes, del que recibe su nombre, aunque existen hipótesis de que ya era utilizado en el Antiguo Egipto.

• Se basa en un tornillo que se hace girar dentro de un cilindro hueco, situado sobre un plano inclinado, y que permite elevar el cuerpo o fluido situado por debajo del eje de giro.

• Desde su invención hasta ahora se ha utilizado para el bombeo. También es llamado Tornillo Sin fin por su circuito en infinito.

Pila de Pila de BagdadBagdad• Batería de Bagdad es el nombre dado a diversos jarrones

fabricados durante el periodo parto (antes del año 226 d. C.), que algunos suponen que funcionaban como una pila eléctrica.

• En 1936, durante unas excavaciones en una colina de Kujut Rabua, una aldea al sureste de Bagdad (Irak), los trabajadores del Departamento Estatal Iraquí del Ferrocarril descubrieron una vieja tumba cubierta con una losa de piedra en cuyo interior había unas extrañas vasijas.

• El recipiente medía 14 cm de alto por 4 cm de diámetro, mientras que el cilindro de cobre medía 9 cm de alto por 2,6 cm de diámetro La vara de hierro sobresalía 1 centímetro y daba la impresión de haber estado revestida de una fina capa de plomo.

• En ese año (1939), el arqueólogo alemán Wilhelm König, entonces a cargo del Laboratorio del Museo Estatal de Bagdad, lo identificó como una probable pila eléctrica. Describió su hallazgo en el 9 Jahre Irak, publicado en Austria en 1940. El primer análisis de este objeto consistió en introducir en su interior un electrolito, y conectarle una lámpara, que se encendió muy débilmente. El informe oficial que se redactó después decía que este objeto se comportaba exactamente igual que una pila eléctrica moderna.

PlanetarioPlanetario

• Un planetario es un lugar dedicado a la presentación de espectáculos astronómicos y en el cual es posible observar recreaciones del cielo nocturno de diversos lugares de la Tierra y en diferentes momentos del año.

• Normalmente un planetario consta de una pantalla de proyección en forma de cúpula y un proyector planetario móvil capaz de proyectar las posiciones de estrellas y planetas.

• Se atribuye a Arquímedes el mérito de haber poseído un primitivo planetario con el que podía predecir el movimiento del Sol, la Luna y los planetas.

• En 1919 Walther Bauersfeld, un constructor de la fábrica Carl Zeiss en Jena (Alemania) empieza a investigar en la idea de proyectar un cielo estrellado en el techo de una cúpula. Cinco años después, en 1923 se realiza en la cúpula de la fábrica el primer espectáculo planetario del mundo.

Mecanismo de Anticitera

• El mecanismo de Anticitera es una calculadora mecánica antigua diseñada para el cálculo de la posición del Sol, la Luna, y algunos planetas, permitiendo predecir eclipses. Fue descubierto en los restos de un naufragio cerca de la isla griega de Anticitera, entre Citera y Creta, y se cree que data del 150 a.C.

• Es uno de los primeros mecanismos de engranajes conocido, y se diseñó para seguir el movimiento de los cuerpos celestes. De acuerdo con las reconstrucciones realizadas, se trata de un mecanismo que usa engranajes diferenciales, lo cual es sorprendente dado que los primeros casos conocidos hasta su descubrimiento datan del siglo XVI.

• Empleando técnicas de tomografía lineal, Michael Wright, especialista en ingeniería mecánica del Museo de Ciencia de Londres, ha realizado un nuevo estudio del artefacto. Wright ha encontrado pruebas de que el mecanismo de Anticitera podía reproducir los movimientos del Sol y la Luna con exactitud, empleando un modelo epicíclico ideado por Hiparco, y de planetas como Mercurio y Venus, empleando un modelo también epicíclico derivado de Apolonio de Pergamo.

• No obstante, se sospecha que parte del mecanismo podría haberse perdido, y que estos engranajes adicionales podrían haber representado los movimientos de los otros tres planetas conocidos en la época: Marte, Júpiter y Saturno. Es decir, que habría predicho, con un grado apreciable de precisión, las posiciones de todos los cuerpos celestes conocidos en la época.

Clepsidra, el reloj de agua

• Los primeros relojes de agua fueron creados por los egipcios. Se trataba de vasijas que se iban vaciando a un ritmo constante a través de un orificio en la base.

• Mediante unas marcas en la vasija, bastaba mirar el nivel del agua para conocer el tiempo transcurrido desde su puesta en marcha. Los griegos y los romanos lo siguieron utilizando y su uso se extendió hasta los tiempos de Bizancio. También fue desarrollado de forma paralela por los chinos.

El sismómetro de Zhang Heng

• En el año 132 d. C., el inventor chino Zhang Heng diseñó un dispositivo capaz de detectar los terremotos a cientos de kilómetros de distancia. Se trataba de un gran jarrón con varios sapos de bronce dispuestos a su alrededor. Si la tierra temblaba, una bola metálica se soltaba en su interior y caía sobre la boca de uno de los sapos, indicando la dirección del terremoto.

• La leyenda dice que llegó a detectar seísmos a 600 Kilómetros de distancia.

La primera máquina expendedora

• Como otros muchos artefactos, esta máquina fue creada por el matemático Herón de Alejandría en el siglo I dC. El dispositivo, situado a la entrada de los templos, dispensaba una pequeña cantidad de agua sagrada a cambio de una moneda.

• El sistema era muy sencillo: al caer, la moneda accionaba una palanca que se elevaba y dejaba salir el líquido durante unos segundos. Un primer esbozo de lo que muchos siglos después serían las máquinas expendedoras.

Puertas automáticas para templos

• La creatividad de Herón de Alejandría llegó a tal extremo que casi se convirtió en un maestro de los efectos especiales. Ideó un mecanismo para hacer sonar las trompetas cuando se encendía el altar de un templo egipcio, e incluso un sistema para expulsar niebla artificial.

• Pero lo que más sorprende es el esbozo un sistema de puertas automáticas para templos, un dispositivo que funcionaba tras el encendido de un fuego, que provocaba la apertura de las puertas en el momento deseado.

La eolípila

• Otra de las creaciones de Herón. Aunque durante mucho tiempo se consideró un juguete, se trata de la primera máquina de vapor de la historia.

• El mecanismo consistía en un recipiente metálico lleno de agua y diseñado para rotar sobre su eje. Una vez que se ponía al fuego, el vapor era expelido por dos tubos dispuestos en los laterales, de forma que la fuerza de la propulsión hace girar el mecanismo. Los principios que le llevaron a crear este juguete, permitieron a Heron diseñar artilugios más complejos, como las puertas automáticas.

AstrolabioAstrolabio

• El astrolabio es un antiguo instrumento del siglo I que permite determinar la posición de las estrellas sobre la bóveda celeste.

• La palabra astrolabio procede etimológicamente del griego στρολάβιον, que puede traducirse como ἀ«buscador de estrellas».

• El astrolabio era usado por los navegantes, astrónomos y científicos en general para localizar los astros y observar su movimiento, para determinar la hora local a partir de la latitud o, viceversa, para averiguar la latitud conociendo la hora. También sirve para medir distancias por triangulación.

• Los marineros musulmanes a menudo lo usaban también para calcular el horario de oración y localizar la dirección de la Meca.

• Durante los siglos XVI a XVIII, fue utilizado como el principal instrumento de navegación, hasta la invención del sextante, en 1750.

• FUNCIONAMIENTO: 1) Mediante alidada posterior buscamos orientar al Sol. 2) Nos da la latitude en la escala. 3) La regla frontal rota hasta cruzar la eclíptica en la posición actual del Sol. 4) La araña rota hasta que el Sol está en altitud. 4) La regla señala la hora.

Astrolabio andalusí,Toledo, 1067

Helicóptero Helicóptero Leonardo Da VinciLeonardo Da Vinci

• Hacia el año 1490, Leonardo da Vinci fue la primera persona que diseñó y dibujó en unos bocetos un artefacto volador con un rotor helicoidal, pero hasta la invención del avión motorizado en el siglo XX no se iniciaron los esfuerzos dirigidos a lograr una aeronave de este tipo.

• Da Vinci usa engranajes de tipo jaula, descritos en el Códice Madrid: dos discos alrededor de un perno, con espigas cilíndricas que se enganchan.

• Fascinado por los pájaros y soñando con volar, Leonardo diseñó este ingenio precursor del moderno helicóptero. Construido a base de ligeras fibras vegetales, tela y cables, medía más de 4,57m de diámetro y necesitaba la fuerza de cuatro hombres para accionarlo.

Linterna mágicaLinterna mágica

• La linterna mágica es un aparato óptico, precursor del cinematógrafo. Se basaba en el diseño de la cámara oscura, la cual recibía imágenes del exterior haciéndolas visibles en el interior de la misma, invirtiendo este proceso, y proyectando las imágenes hacia el exterior. Durante un tiempo se había considerado a Athanasius Kircher como inventor del aparato, en 1646 publicó Ars Magna Lucis et Umbrae (La gran ciencia de la luz y la oscuridad) pero parece que hasta la segunda edición de 1671 no hay ninguna descripción del aparato. La primera referencia a un aparato capaz de proyectar imágenes sería un manuscrito de Christiaan Huygens de 1659.

• El artefacto consistía en una cámara oscura con un juego de lentes y un soporte corredizo en el que se colocaban transparencias pintadas sobre placas de vidrio. Estas imágenes se iluminaban con una lámpara de aceite –aún faltaba mucho para el invento de la luz eléctrica–, y para que el humo pudiera tener salida se dotaba al conjunto de una vistosa chimenea.

La Pascalina

• La Pascalina es una de las primeras calculadoras mecánicas, que funcionaba a base de ruedas y engranes.Fue inventada por Blaise Pascal en 1645, tras tres años de trabajo sobre la misma. Se fabricaron varias versiones y Pascal en persona construyó al menos cincuenta ejemplares.

• Fué desarrollada por Pascal con la idea de ayudar a sumar, largas columnas de números en la oficina de recaudación de impuestos a cargo de su padre.

• La maquina estaba formada por una serie de ruedas que representaban las unidades, decenas, centenas etc., y cada rueda tiene sobre su circunferencia los números del 0-9; estas ruedas tienen una relación de 10-1, es decir la rotación completa de una rueda; avanza a una unidad que esta a la izquierda de ésta.

SextanteSextante

• El sextante es un instrumento que permite medir ángulos entre dos objetos tales como dos puntos de una costa o un astro, generalmente en el Sol, y el horizonte. Conociendo la elevación del Sol y la hora del día se puede determinar la latitud a la que se encuentra el observador.

• El nombre sextante proviene de la escala del instrumento, que abarca un ángulo de 60 grados, o sea, un sexto de un círculo completo.

• Sir Isaac Newton (1643-1727) inventó un instrumento de navegación de doble reflejo, pero nunca se publicó. Más tarde, dos hombres desarrollaron de manera independiente el octante alrededor de 1730: el matemático inglés John Hadley (1682-1744) y el vidriero de Filadelfia Thomas Godfrey (1704-1749). El octante, y el sextante más tarde, sustituyeron el cuadrante de Davis como el principal instrumento para la navegación.

• 1. Mira mediante el ojo del sextante al mediodía.

• 2. Mueve el brazo del sextante hacia adelante y atrás hasta que el sol reflejado en el espejo esté justo bajo el horizonte. Lee la escala.

• 3. Mueve el instrumento de lado a lado mientras miras el cuerpo celeste en el espejo y ajusta el brazo como sea necesario. Esto se hace para garantizar que el sextante esté sostenido verticalmente.

• 4. Consulta los mapas para encontrar dónde en el planeta y en esa fecha el sol estará en ese ángulo. Esto te dará la latitud, una posición vertical sobre la superficie de la Tierra.

Motor Stirling

• El Motor Stirling fue inventado 1816 por Robert Stirling, reverendo de origen escocés. El objetivo era tener un motor menos peligroso que la máquina de vapor.

• El principio de funcionamiento es el trabajo realizado por la expansión y contracción de un gas (normalmente helio, hidrógeno, nitrógeno o simplemente aire) al ser obligado a seguir un ciclo de enfriamiento en un foco frío, con lo cual se contrae, y de calentamiento en un foco caliente, con lo cual se expande. Es decir, es necesaria la presencia de una diferencia de temperaturas entre dos focos y se trata de un motor térmico.

• Este motor continúa en investigación debido a la versatilidad de fuentes de energía utilizables para su funcionamiento, ya que al necesitar solamente una fuente de calor externa al cilindro, es posible usar una gran variedad de fuentes energéticas (energía solar térmica, todo tipo de combustibles, uso de la biomasa, energía geotérmica, etcétera).

Bobina Bobina TeslaTesla

• Una bobina de Tesla (también simplemente: bobina Tesla) es un tipo de transformador resonante, llamado así en honor a su inventor, Nikola Tesla, el cual la patentó en 1891 a la edad de 35 años. Las bobinas de Tesla están compuestas por una serie de circuitos eléctricos resonantes acoplados. En realidad Nikola Tesla experimentó con una gran variedad de bobinas y configuraciones, así que es difícil describir un modo específico de construcción que satisfaga a aquellos que hablan sobre bobinas de Tesla.

• Las primeras bobinas y las bobinas posteriores varían en configuraciones y montajes. Generalmente las bobinas de Tesla crean descargas eléctricas de alcances del orden de metros, lo que las hace muy espectaculares.

• Se trataría de un sistema wifi eléctrico, por buscar un símil.• No es un generador de energía libre, sólo un transmisor de electricidad.

Más información:

http://www.planetainsolito.es