DESARROLLO DE LA TECNOLOGIA

EL DESARROLLO DE LA TECNOLOGÍA

En la región que comprende Irán, lrak y Egipto y las zonas intermedias, la última glaciación produjo una zona fértil con grandes ríos y libre de prolongados inviernos. En un período que va desde 8,000 años hasta hace 4,000 años, los pueblos que la habitaban desarrollaron una gran civilización.

En la región comprendida entre los ríos Tigris y Éufrates, en la Mesopotamia, hubo agricultura hace más de 7,000 años -existen granos de esa época cuya edad ha sido medida por el método del carbono 14-. Se usaba el azadón de madera para cultivar la tierra y se había domesticado el borrego, al puerco, a la vaca y a la cabra. El surgimiento de la agricultura influyó notablemente en el desarrollo de la vivienda y de los pueblos y ciudades. Las piedras no talladas y los tabiques de barro secados al Sol se encuentran en los restos de las construcciones de esa época. La confección de recipientes para guardar líquidos, granos y cocinar los alimentos, condujo a hornear los objetos hechos de barro, o de una mezcla de barro y arena, para hacerlos más durables que los de barro secados al Sol. En Egipto se han encontrado diversos objetos de barro cocido pertenecientes a esa época.

A lo largo de los grandes ríos de la India y China, también nacieron civilizaciones similares a las del Oriente Medio.

Los pueblos que por esa época ocuparon numerosas islas del Pacífico, los esquimales que se diseminaron desde Asia hasta América y Groenlandia y los pueblos que habitaron las islas del Caribe, tuvieron que dar origen a la transportación marina.

Figura

Figura 1. Esquema de un torno mecánico para trabajar madera, tomado de un bajorrelieve egipcio

Los egipcios crearon hace 5,000 años una

gran tecnología pictórica y en sus

tumbas representaban Las actividades de la sociedad de esa época, Lo que dio origen a la escritura jeroglífica que cambió nuestro mundo al poder transmitir

información a otras personas

en el tiempo y en el espacio. Se han encontrado en Mesopotamia tabletas de arcilla con escritura cuneiforme,

que son de la misma época.

Las pinturas y los bajorrelieves

Las pinturas y los bajorrelieves egipcios nos muestran los grandes avances tecnológicos de la época. Empleaban el torno mecánico para trabajar madera; un operario lo hacía girar y otro realizaba el trabajo (Figura 1).

Usaban el torno de cerámica en el que el operario lo hacía girar con el pie. Tenían hornos de cerámica (Figura 2), y desarrollaron una tecnología que revolucionaría al mundo: la metalurgia.

En la figura 3, puede verse operarios que atizan el fuego con ayuda de dos fuelles colocados en sus pies y cómo, con ayuda de dos varas, remueven del fuego el crisol con el metal fundido.

En las pinturas egipcias puede observarse también el uso de la rueda, el taladro de arco, la balanza para pesar, el arado tirado por bueyes, los barcos de vela, el plano inclinado, etcétera.

Figura 3. Desarrollo de la metalurgia. Tomado de una pintura egipcia

LA EDAD DE BRONCE

El cobre, el oro y la plata aleada con oro, pueden encontrarse en forma metálica, por lo que no es de extrañar que estos metales fueran los primeros que usó el hombre, dándoles formas diversas con cinceles y martillos de piedra; también aprendió que, al martillarlos, se endurecen, pudiendo usarse como navajas o puntas de lanza, y que para que pierdan su dureza basta calentarlos al fuego y enfriarlos bruscamente y así poder continuar cambiándoles su forma.

El uso del fuego en los hornos de cerámica condujo al descubrimiento de que, al calentar ciertos minerales, se producía un líquido que escurría a la base de horno y que al enfriarse se transformaba en cobre metálico y que si estos minerales contenían algo de estaño lo que escurría era una aleación de cobre mucho más resistente: el posteriormente llamado bronce.

En la construcción de sus grandes monumentos, los egipcios tuvieron que transportar grandes bloques de piedra a grandes distancias, empleando barcos, el plano inclinado, la palanca y colocando troncos de árbol bajo los bloques, como rodamientos. Tuvieron así que desarrollar un sistema métrico que se basó en el codo, que era la distancia del codo al dedo central de la mano y que se dividía en siete palmas de la mano y ésta en cuatro dedos a lo ancho. En una pintura egipcia, se observan agrimensores portando una cuerda con nudos cada tres codos, y en la otra una balanza con pesas de diversos tamaños (Figura 4).

Figura 4. El sistema de medidas egipcio empleaba cuerdas divididas en nudos separados por una distancia de tres codos; el codo que se dividía en siete palmas y la palma de cuatro dedos.

Usaban también balanzas con pesas de diversos tamaños. Tomado de pinturas egipcias.

El tiempo se medía con relojes de Sol. La variación diurna de la sombra de los gigantescos obeliscos de Karnak, Egipto, nos indica tanto la hora del día como las variaciones anuales: entrada de las estaciones y duración del año.

En la Mesopotamia, el codo se dividía en dos pies, cada pie en tres palmas y cada palma en cuatro dedos.

Entre los grandes descubrimientos de esa época podemos mencionar los carros de transporte, con pesadas ruedas de madera construidas de tres piezas, los carros militares de dos ruedas con cuatro y seis rayos, el vidrio, los telares, y los instrumentos para trabajar la madera, la piedra y la cerámica, como el serrote, el martillo, el cincel, el taladro, el torno de cerámica, el torno mecánico en el que un hombre giraba el eje y otro hacía el trabajo y la sierra circular, adaptada al eje del torno.

En la agricultura empleaban el shaduf que consistía en una especie de balanza que tenía en un extremo un recipiente para agua y en el otro un contrapeso, en esa forma se podía elevar agua con menos esfuerzo.

Fabricaban cerveza y vinos de uva y de dátiles y desarrollaron prensas para extraer su jugo, empleando la palanca para aumentar la fuerza aplicada.

El hierro existe en la superficie terrestre en forma de compuestos: el óxido de hierro (que es un polvo rojo), se empleó desde hace mucho tiempo como pigmento, así como el sulfuro de hierro o pirita. En forma metálica existe en meteoritos, pero éstos son muy escasos. El desarrollo de la metalurgia del hierro no es del todo clara: se conocen algunos artículos de hierro fabricados hace unos 4,000 años, probablemente forjados a partir de meteoritos. El forjado del hierro debe hacerse en caliente, y se requiere emplear un pesado martillo con un largo mango, mientras que el forjado del oro, cobre y bronce puede hacerse en frío.

Los hititas, que hace 3,700 años ocupaban lo que actualmente es el este de Turquía, fabricaron armas de hierro y tuvieron el monopolio de ellas durante muchos siglos. Con la desaparición del poder hitita, hace 3,200 años, el uso del hierro se extendió a la región del Oriente Medio y Egipto.

A partir del momento en que el hombre produjo el bronce, tuvieron que pasar unos mil quinientos años para que descubriera que de ciertos minerales se podía extraer hierro. La metalurgia del hierro requiere una temperatura mucho mayor y esto sólo se logra soplando o inyectando aire continuamente en el horno.

En China, donde los hornos de cerámica se habían desarrollado notablemente, se diseñaron fuelles y pistones en los que el aire se comprimía al moverse el pistón de ida y vuelta, empleando un sistema novedoso de válvulas de paso, y así pudieron producir no sólo el hierro, sino fundiciones de hierro antes que en otros lugares en donde el hierro que fluía al fondo del horno tenía que trabajarse forjándolo con fuego y martillo.

Hace 2,500 años los griegos habían asimilado de los egipcios y de los pueblos del Oriente Medio gran parte de sus desarrollos tecnológicos y a su vez los mejoraron.

Para aumentar la fuerza aplicada en las prensas de aceitunas emplearon poleas e idearon el uso del tornillo y del engrane. La alfarería griega llegó a niveles sólo superados, tecnológicamente hablando, por la de China. Los barcos griegos eran superiores a los egipcios y asirios, y con su uso aumentó notablemente el comercio marítimo.

La escultura griega llegó a niveles que no han sido superados hasta la fecha. Produjeron objetos fundidos en bronce de gran belleza, como los caballos que se encuentran en Venecia.

Después que el rey Filipo de Macedonia conquistó Grecia, conducidos por Alejandro, hijo de Filipo, los griegos se lanzaron a conquistar Egipto y Asia. A la muerte de Alejandro, en 323 a.C., uno de sus generales, Ptolomeo, se proclamó rey de Egipto, y fundó el Museo de Alejandría, que en realidad era un instituto de investigación y cuya biblioteca llegaría a ser la más famosa del mundo.

LOS GRANDES MEDIDORES DEL TIEMPO Y DEL ESPACIO.

El Museo de Alejandría se transformó en el centro cultural del mundo antiguo y a él asistieron grandes científicos a enseñar y aprender.

Uno de los más notables fue Herón (aparentemente hubo en Alejandría dos científicos llamados así, uno vivió poco después de la fundación del Museo y otro 300 años después) quien o quienes construyeron relojes mecánicos movidos por agua. Uno de los grandes descubrimientos de Herón fue la primera máquina de vapor construida por el hombre. El vapor se produce al calentar una caldera con agua y de ahí pasa, por medio de un tubo, a una esfera metálica que puede girar y que contiene dos chiflones por los que sale el vapor como se muestra en la Figura 5.

Figura 5. Máquina de vapor ideada por Herón de Alejandría.

La esfera gira por el mismo principio por el que se mueven los cohetes o un globo al que se le escapa el aire, la ley de la acción y la reacción.

Herón construyó un mecanismo que abría las puertas de un templo al prender una hoguera, empleando el principio, por él descubierto, de que el aire al calentarse aumenta de volumen (Figura 6).

Figura 6. Mecanismo de Herón de Alejandría para abrir y cerrar las puertas de un templo por medio del fuego, empleando el principio descubierto por él, de que el aire, al calentarse, aumenta de volumen.

Al prender un fuego sobre el recipiente superior que contiene aire, éste se expande y pasa al recipiente inferior que contiene agua, a la que obliga a pasar por medio de un sifón, a otro recipiente que por su aumento de peso, abre las puertas. Al apagarse el fuego, el aire se enfría y se contrae, el líquido regresa a su recipiente original y el peso de la derecha cierra nuevamente las puertas. En sus libros describe una máquina que se empleaba para fabricar tornillos.

Otro gran científico fue Ctesibus, quien diseñó un órgano que trabajaba comprimiendo el aire de un tanque, inyectándolo en el agua por medio de un émbolo; una máquina que producía agua a presión y que se empleaba para apagar incendios, y un cañón que empleaba aire comprimido. También perfeccionó la clépsidra egipcia, o sea el reloj de agua (Figura 7), que consistía en un tanque alimentado por un flujo constante de agua en el que flotaba un cuerpo con un indicador que marcaba en un cilindro graduado la hora del día o de la noche; cada uno de ellos se dividía en 12 horas.

Figura 7. Clépsidra egipcia o reloj de agua de Ctesibus.

El cilindro se podía ajustar para el verano, haciendo más grandes las horas del día y más pequeñas las de la noche y lo contrario en el invierno. Tuvieron que pasar casi dos mil años para que se hicieran relojes más precisos al descubrir Galileo las leyes del péndulo y que Huygens las aplicara para construir relojes.

Grandes sabios que trabajaron en el Museo fueron los geómetras Euclides, Apolonio y Arquímedes, este último fue además un físico e ingeniero notable que estudió en el Museo y regresó a su ciudad natal Siracusa. Descubrió el llamado principio de Arquímedes, que nos dice que todo cuerpo sumergido en un líquido pierde tanto peso como el peso de líquido desalojado. Empleando este principio y una balanza pudo encontrar las cantidades de oro y plata que contenía la corona del rey Hierón de Siracusa. Diseñó el llamado tornillo de Arquímedes que permite subir agua al girar un tornillo colocado dentro de un tubo (Figura 8).

Figura 8. Tornillo de Arquímedes de Siracusa Se empleaba para subir agua.

Desarrolló las leyes de la flotación de los cuerpos y determinó con precisión la relación del perímetro de un círculo a su diámetro o sea el número π. Para calcular las áreas y volúmenes de diversos cuerpos geométricos, desarrolló el concepto de límite, que 2,000 años después fuera empleado por Newton y Leibniz en el cálculo diferencial e integral.

El astrónomo más notable de la antigüedad fue Aristarco, quien nació en la isla de Samos y fue a Alejandría a estudiar y trabajar. Consideraba que los planetas y la Tierra giraban alrededor del Sol. Observando los eclipses de Luna, en los que la Tierra proyecta su sombra en la Luna y midiendo el radio de esta sombra en relación con el radio de la Luna encontró que la Tierra era tres veces mayor que la Luna (en realidad, el diámetro de la Tierra es 3.7 veces mayor). También ideó un método para encontrar cuántas veces es mayor la distancia Luna-Sol que la distancia Tierra-Luna, aunque por no contar con instrumentos precisos para medir ángulos, su resultado no fue muy bueno, en todo caso encontró que el Sol está mucho más lejos de nosotros que la Luna (20 veces en vez de 389 que es el valor correcto. El método consistió en observar el ángulo que forma desde la Tierra, una visual al Sol con una visual a la Luna cuando la luz del Sol ilumina exactamente la mitad observable de ésta. En esta condición se forma un triángulo rectángulo, con vértice de 90 grados en la Luna, Como el Sol está mucho más lejos que la Luna, el ángulo a medir es cercano a los 90 grados y se necesitaría un anteojo que pudiera medir minutos de ángulo. De todos modos, el método es correcto y Aristarco encontró que el Sol está mucho más

lejos de nosotros que la Luna.

Otro gran astrónomo del Museo de Alejandría fue Erastóstenes, quien tuvo a su cargo la famosa Biblioteca. Hizo un mapa del mundo conocido, desde las Islas Británicas a Ceilán y del Mar Caspio a Etiopía. En astronomía fue el primer hombre que midió el perímetro de la Tierra, calculándole 250,000 estadios (Figura 9). No se conoce con precisión el equivalente de un estadio, pero es de 160 metros aproximadamente, de ahí se obtiene un perímetro de la Tierra cercano a los 40,000 kilómetros. Siena (hoy Asuán) se encuentra prácticamente sobre la línea del Trópico de Cáncer y por lo tanto, hay un día al año en que, al medio día, una varilla vertical no proyecta sombra, ese mismo día, a la misma hora, una varilla en Alejandría, que se encuentra 770 kilómetros al norte, proyectaba una sombra de manera que la línea que iba del extremo de la varilla al extremo de la sombra, formaba un ángulo de 7 grados, con la varilla: a cada grado corresponden 770 entre 7 igual a 110 kilómetros; a la circunferencia de la Tierra (360 grados) corresponderán: 360 grados por 110 kilómetros igual a 40,000 kilómetros.

Conocido el tamaño de la Tierra, por el método de Aristarco se calculó el de la Luna y sabiendo que su diámetro equivale a medio grado de ángulo, se puede determinar fácilmente su distancia a la Tierra.

Poco tiempo después, Roma conquistó los países del Mediterráneo, asimiló sus descubrimientos y su tecnología y los usó ampliamente, pero en los siglos que duró el Imperio Romano su contribución al desarrollo de la ciencia y la tecnología fue casi nulo y siguió la política de que si quería producir mayor cantidad de un artículo, bastaba con usar más esclavos. Por otro lado, los países sojuzgados perdieron su capacidad de inventiva, lo que produjo que durante más de mil años no se desarrollaran en Europa nuevos materiales ni se hicieran descubrimientos importantes.

Figura 9. Método de Erastóstenes de Alejandría para determinar las dimensiones de la Tierra, observando la sombra de una varilla en Siena (hoy Asuán) y en Alejandría.

Los romanos fueron grandes ingenieros. Empleando la tecnología que adquirieron de otros pueblos construyeron imponentes acueductos, caminos, barcos, edificios, monumentos, teatros, estadios, circos y puentes. Muchas de estas construcciones pueden aún admirarse.

De los griegos copiaron, para usos militares, sus barcos, la catapulta y la ballesta. Para la agricultura emplearon el tornillo de Arquímedes y la rueda de agua. En escritos de esa época, se habla de un barco movido por animales, pero que probablemente nunca se construyó (Figura 10). También emplearon la rueda o turbina movida por una corriente de agua.

Figura 10. Esquema de un barco movido por animales, citado en escritos de época

En la construcción de sus edificios, los romanos empleaban la grúa mecánica. De una escultura de piedra se hizo el esquema que se muestra en la Figura 11

Figura 11. Esquema de una grúa romana tomado de una escultura de piedra

DESARROLLO TECNOLÓGICO EN OTRAS CIVILIZACIONES

Europa. Julio César reconoció que los barcos de los galos eran superiores

a los romanos para navegar en el Atlántico.

En un bajorrelieve belga puede verse una cosechadora de trigo movida por un caballo, pero su uso no se generalizó a otras partes del Imperio Romano.

En Dinamarca se han encontrado restos de una carreta de hace 2,100 años que usaba baleros o rodamientos hecho de madera y bronce. En nuestro mundo moderno los baleros son una componente indispensable para reducir la fricción y se usan en casi todas las máquinas que empleamos. Es notable el hecho de que a un carpintero danés se le ocurriera usarlo con el mismo objeto hace tanto tiempo (Figura 12).

India. Paralelamente al desarrollo de las civilizaciones de Mesopotamia y Egipto, existieron otras a lo largo del río Indus y de los grandes ríos de China.

Figura 12. Esquema de un rodamiento o balero, tomado de los restos de una carreta de hace 12 000 años, encontrado en Dinamarca.

Hace 5,000 años en la India fundían el cobre y el bronce y empleaban como medidas de longitud el codo y el pie, como en Mesopotamia. Cultivaban algodón desarrollaron una escritura totalmente diferente a la de Mesopotamia o Egipcia y habían domesticado al búfalo de agua y al elefante.

Es posible que existiera alguna comunicación entre la India y las otras civilizaciones, pero ésta tuvo que ser débil.

China En China, hace 4,000 años disponían de hornos de cerámica donde fabricaban objetos maquinados en tornos y trabajaban el jade. Hace 3,500 años fundían objetos de cobre y bronce de gran complejidad empleando moldes complicados y también mediante el método de la cera perdida que consiste en fabricar el objeto de cera y sumergirlo en una pasta con la que se fabricará el molde. Al calentar la pasta, se extrae la cera y el molde contiene la forma del objeto que se quiere fundir.

También fundían objetos de hierro –2,500 años atrás- usando moldes como en el caso del bronce, adelantándose mucho a los griegos que producían objetos de hierro forjado. Para lograrlo, necesitaron producir una abundante corriente de aire a presión en el horno a fin de obtener una mayor temperatura. Esto lo lograron empleando fuelles con válvulas de paso, de manera que se presionaba el aire al comprimir y expander el fuelle.

Posteriormente emplearon la rueda de agua, movida por la corriente de un río, para comprimir el aire por medio de turbinas o ventiladores y producir un flujo más uniforme en la industria del hierro.

Hace 1,500 años los chinos fabricaban papel y construían complicados aparatos, como por ejemplo un disco de esmeril montado en un eje rotatorio para trabajar el jade.

Construyeron sismógrafos, que daban indicación de la magnitud y dirección del temblor. En la Figura 13 se muestra el esquema de un sismógrafo que se usó probablemente en el siglo VII, que fue construido en bronce y que tenía 12 caritas de rana con balines en la boca a lo largo de su perímetro y un pesado péndulo con un disco en la parte central.

Figura 13. Sismógrafo chino para determinar la intensidad y dirección de un temblor.

Supongamos que tuviéramos lo de estos sismógrafos con distintas distancias entre el disco y las quijadas inferiores de las ranitas. Un temblor mediano tiraría todos los balines de los sismógrafos en los que las distancias fueron pequeñas y ninguno cuando la distancia fuera grande, además, en uno de los sismógrafos sólo caerían los balines orientados en la dirección del sismo. Este sistema de sismógrafos daría indicación de la magnitud del sismo y de la dirección del epicentro.

Los sismógrafos modernos se basan en el mismo principio de una gran masa suspendida, que es en realidad la que menos se mueve durante un sismo, siendo lo que más se mueve las paredes y las personas. El registro de las oscilaciones se hace por medio de dos plumillas que marcan los movimientos en dos tiras de papel que se mueven en direcciones perpendiculares.

Los chinos descubrieron la brújula, la imprenta, la tecnología de la seda, empleaban el asbesto como aislante y el carbón de piedra. También descubrieron un nuevo energético químico que cambiaría al mundo, la pólvora.

El Nuevo Mundo. Cuando los cazadores de Asia pasaron a América persiguiendo animales traían una tecnología que les permitía matar al mamut y otros grandes animales. Tenían lanzas, arcos y flechas, fuego, etcétera.

Por el aislamiento en que vivieron los pobladores de América, su desarrollo fue más lento. Hace 3,500 años, en la costa del Golfo de México, se desarrolló la cultura olmeca. Los integrantes de ella cultivaban la tierra de la que obtenían maíz y frijol y eran grandes escultores de enormes cabezas de piedra. De esta cultura derivó la gran cultura maya.

Los mayas eran grandes alfareros, pintores, escultores, arquitectos y astrónomos. Entre sus contribuciones se encuentran palacios, pirámides y observatorios. Desarrollaron una escritura jeroglífica, aún no descifrada. Para fijar las fechas, emplearon un sistema numérico con base en el 20 (en vez de la base en el 10 que usamos actualmente) y lo notable es que usaron el cero antes que en Europa o Asia.

Un códice maya del siglo XII nos muestra las fechas en que el planeta Venus aparece y desaparece como estrella vespertina.

En Perú el desarrollo metalurgia del del oro hace 2,800 años, forjando las piezas por medio del martillo. Hace 2,000 años, el oro se fundía para emplearlo en moldes abiertos o por el método de la cera perdida, que consiste en hacer una figura de cera, forrarla de arcilla, excepto en una pequeña región sirve para extraer la cera por medio del calor, y para introducir el oro fundido. Con el tiempo, esta tecnología pasó al Ecuador, Colombia, Centroamérica y México en donde los zapotecas realizaron obras maestras en cera perdida.

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