Puertas automaticas

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Imagine por un momento a una multitud de egipcios agrupándose frente a las puertas de un templo, para ver y escuchar a un sacerdote mientras dirige una ceremonia. En el momento indicado el sacerdote se vuelve hacia las puertas del templo y hace algo inusual: ¡les ordena abrirse!. Acto seguido, sin que ninguna fuerza humana estuviera operando, las puertas de abren de par en par, provocando el asombro de todos los presentes. Pero esto no es todo: simultáneamente se escucha el sonido de una trompeta que resuena al abrirse la puerta; la cuál al cabo de un espacio de tiempo se cerrará por sí misma. Espontáneamente brotan uno y mil comentarios: “¡Las puertas del templo obedecen la palabra de sacerdote!” “¡Cuánta sabiduría hay en Egipto!” “¿En qué otro lugar se pueden ver cosas así?.”



No sabemos con certeza si esta singular escena tuvo lugar finalmente, pero sí que figuró entre los proyectos de un notable inventor greco-egipcio, Herón de Alejandría, quien aprovechó inteligentemente los conocimientos acumulados en su época creando mecanismos que aún hoy asombran. Sus experiencias nos servirán de punto de partida para abordar uno de los temas más apasionantes y menos estudiados de la historia de Egipto, el de su CIENCIA y su TECNOLOGÍA. En este capítulo analizaremos una ingeniosa creación de Herón, las puertas automáticas, destacando especialmente la vinculación de sus procedimientos con los de la tradición tecnológica egipcia.



I.



¿Quién fue Herón? Poco se sabe de su vida con seguridad. Se ha discutido largamente sobre el siglo en que vivió, ubicándosele entre el siglo II a.C. (lo que estimamos más probable) y el I d.C. Sus orígenes fueron muy humildes. Nació en Alejandría, y en su juventud trabajó como zapatero. Como todo artesano (hemet en egipcio) aprendió a dominar el proceso de producción del calzado, desde la elección de la materia prima hasta la presentación de la pieza elaborada. En su vida profesional parece haber sido formado en la escuela del sabio Ctesibio [i], ampliamente reconocida en el mundo helenístico. Se piensa que ejerció la docencia, debido a la naturaleza didáctica de sus obras, especie de manuales en los que se recopilaban datos, experiencias e instrucciones para la construcción de diferentes autómatas y máquinas [ii].



Entre sus obras se destacan la “Neumática” [iii] (de “pneuma”, “viento”, que trata científicamente el tema del vacío y presenta los diseños de más de cien máquinas); el “Autómata” (que estudia los mecanismos movidos por acción del aire o el vapor), la “Dioptra” (que contiene indicaciones para el uso de un aparato de nivelación empleado en las observaciones terrestres y astronómicas); y la “Catóptrica” (que trata sobre las leyes de la reflexión). Como inventor se atribuyen a Herón, además de otros ingenios, una máquina de vapor (llamada “aeolípile”) y un órgano que aprovechaba los movimientos de un molino de viento (“aneumorion”) para producir música. Y como matemático se le reputan una serie de ejercicios de física y mecánica, soluciones algebraicas a las ecuaciones de primer y segundo grado, el cálculo de raíces cuadradas, cúbicas y del área del triángulo en función de la longitud de sus lados.



Los trabajos de Herón recibieron el reconocimiento de autores antiguos como el romano Lucio Columela (siglo I d.C.) y Papus de Alejandría (siglo IV d.C.) Columela (autor de un tratado sobre agricultura llamado “De Re Rustica”) lo cita expresamente, en referencia a la cuestión de las:



“... medidas de figuras planas que están de acuerdo con las fórmulas usadas por Herón notablemente éstas por el triángulo equilátero, el hexágono regular (en este caso no sólo la fórmula sino las figuras reales están de acuerdo con Herón), y el segmento de un círculo (...)”[iv].



Papus (ca. 320) describe las contribuciones de Herón, haciendo referencia a la “Neumática” y la “Autómata”. En el libro VIII de su “Colección Matemática” (una recopilación del saber científico), Papus comenta que:



“... los mecánicos de la escuela de Herón dicen que la mecánica puede ser dividida en una parte teórica y una parte manual; la parte teórica está formada por geometría, aritmética, astronomía y física, la manual del trabajo en metal, arquitectura, carpintería y pintura, y cualquier cosa que pudiera hacerse con las manos (...) como dice Herón en su Pneumática (...) pensando imitar el movimiento de las cosas vivas, como Herón dice en su Autómata”[v].



De esto podemos concluir que Herón no era un desconocido imitador, que manifestaba preocupación por los aspectos teóricos de su “ciencia”, y por la organización y aplicación del conocimiento a fines prácticos (lo que hoy llamamos tecnología), tal como el trabajo del metal, la arquitectura, la carpintería y la pintura; además de revelarse imitador del “movimiento de las cosas vivas”. En la introducción de su "Neumática", Herón manifestó que el propósito de sus escritos era poner en orden los descubrimientos de sus predecesores y agregarles los suyos propios (con el fin de facilitar la tarea de quienes se dedicaran a estudiar “tecnología” en el futuro):



“... también hemos pensado propio conciliar en orden lo qué se ha transmitido por escritores anteriores, y agregar allí nuestros descubrimientos propios: una tarea que resultará de mucha ventaja a quienes se consagrarán más adelante al estudio de las matemáticas” (incluida la mecánica)[vi].



II.



¿En qué marco histórico y cultural desarrolló Herón sus inventos? Notablemente, la Biblioteca de Alejandría (paradigma de las instituciones culturales de todos los tiempos) fue el foro intelectual donde se reunió por primera vez de modo sistemático todo el saber acumulado durante siglos de experiencia humana. Los Ptolomeos dedicaron gran parte de sus riquezas a la adquisición o copia de los libros producidos en Grecia, Persia, India, Israel y Mesopotamia. En las bibliotecas de Menfis, cercana a Alejandría, así como en otras ciudades del Delta, obtuvieron gran cantidad de papiros en los que se reunía el saber egipcio, sus cosmogonías racionales y sus tradiciones técnicas. Al tiempo que los Ptolomeos animaban y financiaban la investigación científica y la creación de cuerpos de investigadores.



En aquellos tiempos de ebullición cultural, consecuencia final del contacto prolongado entre Grecia y las otras civilizaciones del mundo mediterráneo, la ciudad de Alejandro Magno emergió como el mejor de los puntos de encuentro[vii]. Si bien la cultura griega superó en muchos planos a sus modelos orientales, siempre se sintió deudora de ellos, y sobre todo de Egipto, como sus sabios lo reconocieron expresamente en innumerables oportunidades. De hecho, la formación de un sabio griego no podía estar completa si no había visitado Egipto alguna vez y entrado en contacto con sus “entendidos” (generalmente los sacerdotes).



¿Qué hizo de Egipto el referente privilegiado de Grecia? Su ciencia y su tecnología milenarias. Pero, ¿en qué sentido es posible hablar de ciencia y tecnología en esta civilización antigua? Una definición actual de ciencia nos la mostrará como un cuerpo de conocimientos con una actividad destinada a constituirlo, que se realiza mediante la sujeción al conjunto de reglas del método científico (básicamente observación, hipótesis, experimentación, conclusión)". A priori, vista la definición anterior, muchos descartarían cualquier posibilidad de "ciencia" en Egipto, porque no había algo como el método científico. Pero un análisis detallado (que emprenderemos a lo largo de varios artículos) puede llevarnos a una conclusión bastante diferente. Adelantemos algo.



Por ejemplo, en algunos textos egipcios encontramos el reflejo de una actitud destinada a constituir cuerpos de conocimientos obtenidos con base a la experiencia y la observación. Durante generaciones hubo quienes se dedicaron a medir el tiempo, diseñar y confeccionar calendarios, y a construir edificaciones alineándolas con respecto a ciertos eventos astronómicos. Al observar el cielo nocturno a través de sus merketh (una simple rama de palmera con una hendidura en la parte superior) el astrólogo-astrónomo registraba la conducta aparente de las estrellas y calculaba su posición en una u otra época del año. La observación directa llevaba al “investigador” a una conclusión que la experiencia verificaba anualmente. Dicha verificación le daba la certeza de la validez del conocimiento adquirido y podía adelantar lo que sucedería al año siguiente. Este factor de predicción es muy importante dentro de cualquier campo de interés científico.



Relacionado con esto, no hay que olvidar que tanto las matemáticas como la astronomía se desarrollaron con vistas a calcular los periodos de las inundaciones del Nilo (medidas por “nilómetros” y registradas anualmente), a confeccionar planos de pirámides y templos, a desarrollar un calendario solar, trazar mapas de la esfera celeste, dar solución a los inconvenientes del sistema de irrigación y controlar la economía en general. Tal como la tecnología actual, la egipcia tenía la intención de resolver los problemas prácticos que le presentaba la vida cotidiana y el dominio de la naturaleza[viii].



Con el extraordinario crecimiento técnico del que era partícipe, es natural que desde sus orígenes el hombre egipcio se haya preguntado por su relación con el mundo natural. Para dar solución a sus interrogantes elaboró, por una parte, varias cosmogonías “racionales” con conceptos “explicativos” como el de “nun” (proveniente de la teología de Menfis) un agua inerte, carente de vida activa que contenía en sí todos los gérmenes de la creación y de la cuál emanó todo; y hasta pensó en el concepto del vacío total (originado por la cosmogonía de la ciudad de Heliópolis). Y por otra parte, imaginó ciclos de acontecimientos renovables, así como causas y efectos naturales. Aunque muchas de sus ideas se originaban en creencias religiosas sin un fundamento factual, revelaban en los egipcios la necesidad de explicar la realidad, a la vez que de ordenar y estructurar sus conceptos; lo que en el fondo sí pone de manifiesto una actitud “científica” verificable en variados documentos.



El bajorrelieve del monumento del sacerdote egipcio Uresh-Nefer contiene un círculo de oro, en el que se representa la idea del tiempo moviéndose según reglas precisas y variadas, que articulaba en un mismo sistema todo el campo del pensamiento cosmológico egipcio. Era a la vez la manifestación de la idea de tiempo circular (ciclos) y de la necesidad de organizar los conocimientos en un sistema [ix]. La obra de este sabio, su Gran Círculo es una creación “mecánica”, una especie de mapa del “tiempo”, un reloj conceptual. No resulta difícil, parafraseando a Lewis Munford, imaginar a la entera civilización egipcia como un gran mecanismo colectivo, porque esta es la idea que se aprecia en sus pinturas y bajorrelieves; donde las cosas parecen funcionar con precisión y eficiencia mecánica. Es cierto que no se experimentó una necesidad imperiosa de disponer de máquinas: casi cualquier trabajo se podía realizar por medio de animales o personas. Sin embargo, según lo atestiguara Heródoto (siglo V a.C.) la construcción de las pirámides requirió de algo más que fuerza muscular: fueron imprescindibles las máquinas.[x] Por estas y otras razones, podemos sostener que la “idea mecánica” estuvo viva en la cultura egipcia desde sus primeros tiempos.



¿Sorprende entonces que en su arquitectura también comprobemos un desarrollo sistemático y ordenado (absolutamente necesario para que las pirámides fueran posibles) que va de acuerdo a un proceso o sistema metodológico que responde a la planificación de un arquitecto?. La técnica significa eficacia, desechar lo inútil, desarrollar procedimientos, obtener recursos y mantener una organización, todo ello para la realización de un objetivo. Y como a cada paso la capacidad de decisión y ejecución se depositaba en el arquitecto (dueño del saber) está claro que éste operó sobre elementos teóricos predefinidos, que mantuvo en secreto [xi].



Con el tiempo, los cambios en las instituciones y las modificaciones ocurridas en la estructura del mundo laboral (hay que investigar por qué ocurrieron) implicaron transformaciones en las tipologías arquitectónicas; lo que en sí puede atribuirse a las modificaciones en el pensamiento teórico. Desde los tiempos de Imhotep (arquitecto y astrónomo de la III Dinastía) los egipcios idealizaron la figura social del sabio y la producción de conocimientos estuvo dominada por "círculos especializados" (arquitectos, astrólogos-astrónomos, escribas, metalúrgicos, matemáticos, etc.)



En base a este panorama (que dista de estar completo) vemos que la ciencia egipcia se valía del saber acumulado, definía campos de interés práctico y construía “explicaciones” para el fenómeno observado, además de organizar sistemáticamente sus conocimientos. De modo similar a los griegos, los técnicos egipcios buscaron la mayor eficacia en sus inventos, lo que implicaba establecer hipótesis sobre cuál era el mejor modo de conocer la naturaleza de algo, que se sometería a la verificación diaria de la experiencia para lograr cumplir los objetivos propuestos. Esto pone en paralelo la experiencia egipcia con la griega.



III.



Herón (ante todo un artesano) debió aprovechar las ideas e invenciones greco-egipcias que le precedieron ampliándolas desde su favorecida perspectiva histórica y técnica. Sabemos que previamente a él, artesanos egipcios habían construido algunos autómatas (como las marionetas que vio Heródoto en el siglo V a.C.) [xii]; y que las máquinas elevadoras y la prensadora heronianas tenían antecedentes egipcios [xiii]. Estas invenciones eran el resultado del desarrollo de las artes y los oficios, producto a su vez de la experiencia y el ingenio nativos.



De este modo, Herón representa la culminación de un largo proceso de acumulación de descubrimientos, que desemboca en una época de cierto auge mecánico (no teórico) con la proliferación de máquinas y autómatas empleados para divertir o asombrar, más bien que para producir. En especial la “Neumática” de Herón lleva hacia cuestiones tanto históricas y técnicas relativas a la aplicación del saber como a las posibles vinculaciones entre ciencia y religión en el periodo ptolemaico.



La Neumática es un trabajo extraño, en algunos aspectos muy actual, escrito en dos tomos, el primero con 43 capítulos y el segundo con 37. Al iniciar su obra el sabio greco-egipcio presenta una consideración teórica sobre la presión en los fluidos, basada en algunas ideas correctas pero otras sorprendentemente erróneas. La base, de la cuál partió para el logro de sus conceptos, fue la ya mencionada máquina de vapor (o turbina) conocida como "aeolipile" (posiblemente por Eolo, dios del viento). Consistía básicamente de un recipiente con dos tubos curvados montados en el ecuador de una esfera. Cuando el agua hervía, el vapor que venía del recipiente (o caldera) pasaba a través de los dos tubos que apoyaban la esfera y la hacía rotar. Antepasada de la turbina de vapor, se emplea hasta hoy en el funcionamiento de los aspersores en los que los chorros de agua actúan de fuerza motriz.






Basado en esta máquina (que aprovechaba la energía inorgánica del vapor de agua) y en otros elementos secundarios (cuerdas, poleas, cadenas, bisagras, recipientes) Herón puso en movimiento a varios autómatas y a las primeras puertas automáticas de que tenemos noticia. En la sección 17 de la Neumática describe la operación que tenía lugar para hacer posible que sonaran varias trompetas al abrirse las puertas de un templo, sin necesidad de la intervención humana. De la traducción al inglés hecha por Bennet Woodcroft, (profesor de Maquinaria del University College de Londres en 1851) vertimos al español el texto de Herón:

“Sonidos que se producen al abrirse la puerta del templo:



Se puede producir el sonido de una trompeta al abrirse las puertas de un templo. El modo de construcción es el siguiente. Imagine que detrás de la puerta hay un recipiente, A B C D, que contiene agua. En este ponga otro recipiente invertido de cuello angosto, formado por un extintor, F, que en su extremidad más baja comunica con una trompeta, H K, provista de una campanilla y una boquilla. Paralelo con el tubo de la trompeta, y conectado a él, imagine que una barra abrochada, L M, se extiende por debajo del recipiente F, mientras mantiene el otro extremo atado a M: por este lugar haga pasar una barra N X, que así sostendrá el recipiente F a una altura suficiente sobre el agua. La barra N X debe estar sujeta al eje 0, y una cadena o cuerda conectada a la extremidad X, se atará por medio de la polea, P, a la parte trasera de la puerta. Cuando se abra la puerta, la cuerda se estirará y halará hacia arriba la extremidad X de la barra, para que la barra N X sin apoyos más largos haga girar el (eje) M; y cuando en consecuencia el lazo cambie su posición, el recipiente F descenderá en el agua, y producirá el sonido de una trompeta por la expulsión del aire contenido en él por la boquilla y la campana”.


Detallando el procedimiento más adelante, ahora en la sección 37, Herón pasa a describir la apertura automática de las puertas de un pequeño templo, simultáneamente con el sonido de la trompeta, tal como la describíamos al principio del artículo:



"La construcción de un altar en un templo pequeño de tales características que, al encender un fuego las puertas se abren espontáneamente y vuelven a cerrarse cuando el fuego se extingue".



§ Imagine que en el templo propuesto hay un pedestal, A B C D, en el que se ubica un pequeño altar, E D. A través del altar inserte un tubo, F G, cuya extremo F entre en el altar y el extremo G en un globo, H, que alcanza casi a su centro; el tubo debe soldarse dentro del globo en el que también se pone un sifón curvado, K L M. Haga que las bisagras de las puertas se enganchen hacia afuera y los ejes giren libremente en la base A B C D; y desde las bisagras haga que partan dos cadenas que corran juntas, atadas, por medio de una polea a un recipiente hueco, N X, que se halla suspendido (de una polea); mientras otras cadenas, giran juntas alrededor de las bisagras en la dirección opuesta a las anteriores, atadas por medio de una polea a un peso de plomo, que al descender cerrará las puertas. Imagine que la pierna exterior del sifón K L M lleva un recipiente suspendido; a través de un agujero, P, que debe cerrarse cuidadosamente después que haya suficiente agua dentro del globo para llenar la mitad de él. Se encontrará que, cuando el fuego aumenta el calor, el aire caliente en el altar se expande hacia espacios más grandes; y, pasando por el tubo F G dentro del globo, expulsa el líquido contenido en el sifón K L M dentro del recipiente, el cuál descenderá por su peso, halará las cadenas y abrirá las puertas. De nuevo, cuando el fuego se extingue, el aire rarificado escapará a través de los agujeros en el costado del globo, y el sifón curvado, (cuya extremo estará sumergido en el agua del recipiente suspendido) depositará el líquido en el recipiente llenando el vacío creado (...). Cuando el recipiente aligere su peso la puerta se cerrará”.



Complementa la descripción del método empleado en la sección 38, presentando otro modo similar de realizar la operación sugerida pero con el empleo de bolsas de aire:



§ “Hay otra manera en que, al encender un fuego, las puertas se abrirán. Como antes imagine (...) la base, A B C D de un altar E. Imagine un tubo, F G H, atravesando el altar y ate una bolsa K, llena de aire: y bajo ésta un peso pequeño, L, del cual sale una cadena atada alrededor de las poleas (...), para que, cuando la bolsa se pliegue junto al peso de L, se cierren las puertas, y cuando se encienda el fuego en el altar ellas se abran. (...) De este modo cuando el aire en el altar se ponga caliente, y se expanda, atravesará el tubo F G H en la bolsa, y la levantará con el peso L; y entonces las puertas se abrirán. (...) Cuando el sacrificio (en el altar) se extinga, y el aire haya salido de la bolsa, el peso, descendiendo con la bolsa, halará las cadenas y cerrará las puertas”.



El lenguaje de Herón es seco, puramente técnico, de modo similar al de un manual actual de tecnología aplicada. Su forma de expresión tiene como antecedente, y no es casual, el lenguaje preciso, concreto, de algunos textos egipcios como el papiro matemático del escriba Ahmés (llamado de Rhind) del siglo XVII a.C., que era sumamente puntual en sus planteos [xiv]



En el primer caso (sección 17) Herón describe la apertura de la puerta por medio de cuerdas, cadenas y poleas; en el segundo caso (sección 37) muestra cómo lograr que una puerta se abra empleando el aeolípile (su máquina de vapor); y en el tercero (sección 38) usando el aire y el vapor. La alternancia de movimientos era obtenida mediante rupturas en el equilibrio mecánico, producidas por el progresivo vertido de líquido de un recipiente a otro, o por el empleo del vapor. Es obvio que entre los descubrimientos de Herón, confirmados por la práctica, estaba la idea de que el aire era una sustancia, al probarse que el agua no entraría en un recipiente lleno de aire cuándo éste fuera desalojado.



Las puertas automáticas eran una verdadera máquina a la que se asignaba una función muy particular, la de operar en una situación específica en un templo pequeño (donde las puertas a mover no fueran muy pesadas). Su independencia de acción es notable ya que, si bien se activaba a partir del encendido del fuego debajo del altar (donde intervenía la mano humana) continuaba su marcha independientemente, incluso hasta el cierre automático de las puertas (cosa que tenía lugar cuando se apagaba el fuego). Casi no hay que decir que aquella era una operación completa en sí misma, y asombra sobre todo por su concepción en una época tan alejada.



¿Llegó a concretarse este proyecto de Herón? ¿Hubo una asociación de ciencia y religión para causar un efecto psicológico en los egipcios devotos? No tenemos prueba directa alguna de que finalmente la escena haya tenido lugar en algún templo egipcio. Pero la memoria literaria de los pueblos de la región pudiera sugerirnos una respuesta. Siempre nos hemos preguntado si el episodio del viejo cuento de Alí Baba y los Cuarenta Ladrones en el que una puerta se abre ante la sola orden de Alí (“Sésamo, ábrete”), es o no un recuerdo lejano de la puesta en escena del astuto ingenio que Herón se propuso aplicar en un templo egipcio.



Tampoco podemos estar seguros de la intencionalidad del creador de las puertas automáticas y si realmente se quiso realizar un engaño. ¿Por qué pensó Herón en aplicar su invento a un templo, y no a un palacio u otro edificio público, en el que sin duda habría tenido un gran suceso? ¿Trabajaba para el clero egipcio? De ser así, esto indicaría que Herón se hallaba vinculado a los guardianes más celosos del saber egipcio y posiblemente a los secretos profesionales más custodiados de los círculos de artesanos (o técnicos) como él. No es difícil darse cuenta que la percepción de Herón es en todo momento la de un artesano aunque bien instruido; quien se hallaba consciente de su tarea como recopilador de conocimientos, de la importancia de ordenarlos y conservarlos (una inquietud muy egipcia) y que estaba además imbuido de la idea mecánica heredada por partida doble de la civilización egipcia y de la griega.



Todo lo planteado en este artículo no es más que una descripción inicial de un largo proceso que todavía hay que explicar y documentar. Nos bastará, por ahora, con haber expuesto algunas ideas, generado interrogantes y despertado expectativas que motiven reflexiones y críticas.