Energía hidráulica

Energía hidráulica

Generadores eléctricos

Estos generadores de la presa Bonneville, en Oregón (Estados Unidos) producen electricidad mediante turbinas movidas por agua.

Energía hidráulica, energía que se obtiene de la caída del agua desde cierta altura hasta un nivel inferior, lo que provoca el movimiento de ruedas hidráulicas o turbinas. La hidroelectricidad es un recurso natural disponible en las zonas que presentan suficiente cantidad de agua. Su desarrollo requiere construir pantanos, presas, canales de derivación, y la instalación de grandes turbinas y equipamiento para generar electricidad (véase Generación y transporte de electricidad). Todo ello implica la inversión de grandes sumas de dinero, por lo que no resulta competitiva en regiones donde el carbón o el petróleo son baratos, aunque el coste de mantenimiento de una central térmica, debido al combustible, sea más caro que el de una central hidroeléctrica. Además, el peso de las consideraciones medioambientales, por los graves daños que ocasiona a los ríos y a los pueblos ribereños, centra la atención en esta fuente de energía renovable.

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HISTORIA

Los antiguos romanos y griegos aprovechaban ya la energía del agua; utilizaban ruedas hidráulicas para moler trigo. Sin embargo, la posibilidad de emplear esclavos y animales de carga retrasó su aplicación generalizada hasta el siglo XII. Durante la edad media, las grandes ruedas hidráulicas de madera desarrollaban una potencia máxima de cincuenta caballos (véase caballo de vapor). La energía hidroeléctrica debe su mayor desarrollo al ingeniero civil británico John Smeaton, que construyó por vez primera grandes ruedas hidráulicas de hierro colado.

La hidroelectricidad tuvo mucha importancia durante la Revolución Industrial. Impulsó las industrias textil y del cuero y los talleres de construcción de máquinas a principios del siglo XIX. Aunque las máquinas de vapor ya estaban perfeccionadas, el carbón era escaso y la madera poco satisfactoria como combustible. La energía hidráulica ayudó al crecimiento de las nuevas ciudades industriales que se crearon en Europa y América hasta la construcción de canales a mediados del siglo XIX, que proporcionaron carbón a bajo precio.

Las presas y los canales eran necesarios para la instalación de ruedas hidráulicas sucesivas cuando el desnivel era mayor de cinco metros. La construcción de grandes presas de contención todavía no era posible; el bajo caudal de agua durante el verano y el otoño, unido a las heladas en invierno, obligaron a sustituir las ruedas hidráulicas por máquinas de vapor en cuanto se pudo disponer de carbón.

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DESARROLLO DE LA ENERGÍA HIDROELÉCTRICA

Presa de Itaipú, Paraguay

En esta fotografía aérea puede observarse la presa de Itaipú, proyecto conjunto de Brasil y Paraguay sobre las aguas del río Paraná, y su central hidroeléctrica, la mayor del mundo, de la que se obtienen importantes recursos energéticos para ambos países y el conjunto regional. Con una altura de 196 m y 8 km de largo, cuenta con 14 vertederos que actúan como cataratas artificiales.

La primera central hidroeléctrica se construyó en 1880 en Northumberland, Gran Bretaña. El renacimiento de la energía hidráulica se produjo por el desarrollo del generador eléctrico, seguido del perfeccionamiento de la turbina hidráulica y debido al aumento de la demanda de electricidad a principios del siglo XX (véase Motores y generadores eléctricos). En 1920 las centrales hidroeléctricas generaban ya una parte importante de la producción total de electricidad.

La tecnología de las principales instalaciones se mantuvo igual durante el siglo XX. Las centrales dependen de un gran embalse de agua contenido por una presa. El caudal de agua se controla y se puede mantener casi constante. El agua se transporta por unos conductos o tuberías forzadas, controlados con válvulas y turbinas para adecuar el flujo de agua con respecto a la demanda de electricidad. El agua que entra en la turbina sale por los canales de descarga. Los generadores están situados justo encima de las turbinas y conectados con árboles verticales. El diseño de las turbinas depende del caudal de agua; las turbinas Francis se utilizan para caudales grandes y saltos medios y bajos, y las turbinas Pelton para grandes saltos y pequeños caudales.

Además de las centrales situadas en presas de contención, que dependen del embalse de grandes cantidades de agua, existen algunas centrales que se basan en la caída natural del agua, cuando el caudal es uniforme. Estas instalaciones se llaman de caudal fluyente. Una de ellas es la de las cataratas del Niágara, situada en la frontera entre Estados Unidos y Canadá.

Sección transversal de una presa

En las presas se genera electricidad liberando un flujo controlado de agua a alta presión a través de un conducto forzado. El agua impulsa unas turbinas que mueven los generadores y producen así una corriente eléctrica. A continuación, esta corriente elevada de baja tensión pasa por un elevador de tensión que la transforma en una corriente reducida de alta tensión. La corriente se transporta por cables de alta tensión hasta las subestaciones eléctricas donde se reduce la tensión para ser empleada por los usuarios. El agua sale de la presa por el desagüe.

A principios de la década de 1990, las primeras potencias productoras de hidroelectricidad eran Canadá y Estados Unidos. Canadá obtiene un 60% de su electricidad de centrales hidráulicas. En todo el mundo, la hidroelectricidad representa aproximadamente la cuarta parte de la producción total de electricidad, y su importancia sigue en aumento. Los países en los que constituye fuente de electricidad más importante son Noruega (99%), República Democrática del Congo (97%) y Brasil (96%). La central de Itaipú, en el río Paraná, está situada entre Brasil y Paraguay; se inauguró en 1982 y tiene la mayor capacidad generadora del mundo. Como referencia, la presa Grand Coulee, en Estados Unidos, genera unos 6.500 MW y es una de las más grandes.

En algunos países se han instalado centrales pequeñas, con capacidad para generar entre un kilovatio y un megavatio. En muchas regiones de China, por ejemplo, estas pequeñas presas son la principal fuente de electricidad. Otras naciones en vías de desarrollo están utilizando este sistema con buenos resultados.

Gato mecánico

Gato (herramienta)

Gato (herramienta), dispositivo mecánico que se utiliza para levantar o mover objetos pesados. El más común es el gato del automóvil, que se utiliza para elevar una parte del mismo; está compuesto por un sistema de trinquetes, engranajes y tornillos. El gato hidráulico utiliza pistones y fluidos para levantar los pesos.

Datos interesantes de la aviación

1903. Primer vuelo pilotado

Cerca de Kitty Hawk, en el estado de Carolina del Norte (Estados Unidos), los hermanos Wilbur y Orville Wright realizan el primer vuelo pilotado de una aeronave más pesada que el aire propulsada por motor.

1923. Juan de la Cierva diseña el autogiro

Autogiro

Autogiro

El autogiro, utilizado durante la década de 1930 con distintos fines (militares, agrícolas y de exploración, entre otros), es un avión con un motor y una hélice convencionales, y un rotor de gran tamaño. Este rotor no está conectado al motor, sino que gira automáticamente con el movimiento hacia delante del avión. En la imagen aparece el Cierva C-40, construido en 1939.

El ingeniero español Juan de la Cierva inventa el autogiro, una aeronave equipada con un motor y una hélice convencionales, y un rotor de gran tamaño que no está conectado al motor sino que gira automáticamente con el movimiento de avance.

1932. Amelia Earhart cruza el Atlántico en avión

La aviadora estadounidense Amelia Earhart se convierte en la primera mujer que cruza el océano Atlántico en solitario, estableciendo además una nueva marca para la travesía: 13 horas 30 minutos.

1852. Primer dirigible que consiguió volar

El ingeniero e inventor francés Henri Giffard construye el primer dirigible que consigue volar: una carena no rígida en forma de cigarro y llena de gas, con una longitud de 44 m, guiada por un propulsor de hélice. Sobrevoló París a una velocidad de unos 10 kilómetros por hora.

1919. Goddard propone el viaje a la Luna

El ingeniero espacial estadounidense Robert Hutchings Goddard publica un libro titulado Método para alcanzar alturas extremas, en el que describe un tipo de cohete que podría alcanzar la Luna.

1900. Dirigible de Zeppelin

El inventor alemán Ferdinand von Zeppelin construye el dirigible rígido, un vehículo más ligero que el aire llamado zepelín en su honor. En su primera prueba, el 2 de julio de 1900, el dirigible transporta a cinco personas, alcanza una altura de 396 m y recorre una distancia de 6 km en 17 minutos.

1783. Globo aerostático

Primer vuelo tripulado en globo

Primer vuelo tripulado en globo

Esta ilustración representa el primer vuelo de un globo de aire caliente con tripulantes humanos, en 1783. El globo, construido por los hermanos franceses Joseph y Étienne de Montgolfier, elevó a sus pasajeros a 91 m sobre el suelo.

Los hermanos franceses Joseph y Étienne de Montgolfier, fabricantes de papel, hacen volar un globo lleno de aire caliente, embarcando tres animales. El físico, químico y aeronauta francés Jacques Alexandre César Charles lanza un globo lleno de hidrógeno que vuela dos horas y recorre 43 km. El físico francés Jean-François Pilâtre de Rozier realiza los primeros vuelos cerca de París, primero en un globo cautivo y después en otro libre.

Órgano

El invento del Órgano

Sección de un órgano tradicional

Este dibujo de la sección de un órgano tradicional ilustra los principales elementos del mecanismo de este complejo instrumento. Arriba a la derecha tenemos un detalle del secreto, una especie de caja de madera rectangular donde se insertan los tubos y a la que llega el aire a través de unos conductos desde los fuelles.

Órgano, instrumento de teclado en el que el aire, insuflado por fuelles, vibra en tubos afinados para producir notas. El órgano consta de tubos de embocadura y/o tubos de lengüeta, un mecanismo de suministro de aire y un pupitre donde están el teclado y otros mandos.

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TUBOS

Tubos de órgano

Los tubos del órgano son de dos tipos: los de embocadura, que suenan por un principio parecido al de los silbatos, y los de lengüeta. Dependiendo de su mensuración (diámetro del tubo en relación a su longitud), armonización o de la forma del resonador, en el caso de los segundos, pueden emitir diferentes tipos de sonidos.

Los tubos de embocadura o boca están hechos de metal o madera y funcionan como silbatos. El aire entra por su base, se dirige contra un estrecho bisel o corte y vibra cuando atraviesa el fino labio situado encima del bisel. Esta vibración inicial hace que vibre todo el aire que hay en el tubo. La forma y material de éste influyen en el color y la calidad del sonido. Algunos tubos están ocluidos en su extremo superior (tubos tapados) y producen sonidos una octava más baja que los abiertos de la misma longitud.

En los tubos de lengüeta o estrangul ésta y el canal metálico contra el que golpea están fijados a un tubo dentro del que el aire circula impulsado por el mecanismo de suministro. El aire nuevo hace que el extremo curvado de la lengüeta golpee contra el canal y haga vibrar al resto del aire del tubo. La nota producida es grave con lengüetas largas y aguda con cortas. El canal está conectado a un resonador cuya forma afecta al color del sonido.

Un registro es un juego de tubos con las mismas características tímbricas. El sonido típico de órgano lo producen los registros agrupados en el juego principal. La extensión del instrumento se mide a partir de la nota más grave, en muchos órganos el do 2 producido por el tubo de 8' (1' = 1 pie = 30 cm aproximadamente). La octava inferior (do 1) la produce el tubo de 16', la superior (do 3) el de 4'. Los juegos de mutación son aquéllos en los que suenan notas por encima del diapasón normal de los registros de fondo, por ejemplo la docena, la quincena, etc. Las mixturas son conjuntos de tubos de diferente afinación que actúan como si fueran uno solo. Con frecuencia presentan juegos que suenan a varias octavas por encima de los 8' como los juegos de mutación. Los notas agudas de los juegos de mutación y de las mixturas se combinan juntas para producir el sonido incisivo y brillante asociado al órgano.

En los órganos grandes los juegos están agrupados en varias divisiones, cada una controlada por un teclado (o manual) distinto que tiene una o más cámaras de aire herméticas que actúan como reservas de aire. La sección principal se llama juego principal o gran órgano. Las otras secciones son juegos de fondo o llenos, juego superior, positivo de cadereta y juego de pedales. Los tubos de los juegos de fondo están dentro de un receptáculo con compuertas de madera parecidas a persianas. Éstas se pueden abrir y cerrar por medio de un pedal con lo que se producen variaciones en el volumen.

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PROVISIÓN DE AIRE

El aire es suministrado desde una cámara de aire o portaviento (que forma parte del secreto), sobre la que están montados los tubos. Este aire puede producirse por fuelles o con una bomba eléctrica que proporciona una presión constante.

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MANDOS

Cuando se pulsa una tecla se abren unas pequeñas válvulas para permitir al aire correr desde el portaviento a los tubos y que se produzca así el sonido. Las palancas o tiradores de registro situadas a los lados del teclado permiten seleccionar los registros que deben sonar.

Hasta el siglo XIX las conexiones entre las teclas y las válvulas de los tubos, incluso los mecanismos para doble teclado con lo que esos juegos podían ser controlados desde diversos mandos, se manejaban mecánicamente gracias a un sistema de varillas, palanquetas y rodillos. Los organeros posteriores emplearon la electricidad y la presión neumática para realizar estas conexiones. Como muchos organistas consideran que de esta forma los mecanismos son menos sensibles que los anteriores, en el siglo XX algunos órganos han sido construidos con el sistema tradicional.

Los teclados, secreto y tubos de los órganos pequeños se sitúan en una sola caja. En los grandes, los teclados y otros mandos se construyen en una parte separada denominada consola. Muchas tienen un número de tiradores que permite al organista variar dentro de una obra, con un solo movimiento, la combinación de juegos y registros.

Cada órgano es único ya que debe adaptarse a la acústica y la arquitectura de la sala que lo alberga. Ésta tiene una estrecha relación acústica con el instrumento e influye en su sonoridad según la reverberación que produzca.

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HISTORIA

El órgano más antiguo, el hydraulis, fue inventado por el griego Ktesibios (siglo III a.C.). Se servía de un gran depósito lleno en parte de agua. La amplia boca de otro depósito en forma de embudo que partía del depósito de aire estaba fijada en la superficie del agua; como la presión del aire en el depósito del aire disminuía, el agua ascendía en el embudo y lo comprimía, lo que le proporcionaba una presión constante. Este instrumento se utilizaba en los espectáculos públicos de Roma y Bizancio. Los órganos de fuelles también se conocieron en el mundo antiguo. Éste fue el órgano que reapareció en Europa en los siglos VIII y IX procedente del Imperio bizantino y de los árabes que lo habían descubierto en los antiguos tratados griegos. Aunque algunos instrumentos antiguos tenían mecanismo de tiradores, esta mejora se había perdido y en los primitivos órganos medievales todos los registros sonaban al mismo tiempo, con lo que se creaba un efecto formidable. En el siglo XV se reinventó el mecanismo de registros (secreto de correderas), los pedales se extendieron y los registros de lengüeta se desarrollaron. También aparecieron órganos más pequeños: el órgano portativo, que se llevaba sujeto al cuello por una correa, tenía solamente un registro de tubos y recibía el aire de unos pequeños fuelles accionados por el intérprete; el positivo, que se podía transportar; y el regal, un instrumento de reducido tamaño con un registro nasal de lengüetas libres.

Entre 1500 y 1800 aparecieron varios estilos nacionales de organería, cada uno caracterizado por los registros utilizados. Los órganos alemanes de los siglos XVII y XVIII eran de una calidad excepcional, con gran dulzura y calidad de sonido. Los españoles gustaron de los registros de lengüeta y situaron algunos en posición horizontal. Esto caracteriza la fachada del órgano ibérico.

Los organeros en el siglo XIX se esforzaron en conseguir tubos que imitaran los timbres de los instrumentos de la orquesta. En la misma época se generalizaron la caja expresiva y el crescendo. Estas innovaciones, que los mejores constructores integraron con los dispositivos tradicionales de los órganos antiguos, estimularon la composición de obras para órgano por músicos como Franz Liszt, César Franck, Max Reger y en el siglo XX, los franceses Charles Marie Widor y Olivier Messiaen. Muchos instrumentos del siglo XIX, sin embargo, se concentraron en registros que imitaran a la orquesta y fueron utilizados para interpretar música orquestal en su origen o concepción. En el siglo XX ha aparecido un movimiento que revitaliza los instrumentos del siglo XVIII e incorpora las mejores innovaciones del XIX.

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ÓRGANOS ELECTRÓNICOS

Los órganos electrónicos y eléctricos, aparecidos en el siglo XX, no son órganos en sentido estricto, ya que no producen sonidos mediante la vibración del aire en un tubo, más bien son instrumentos con personalidad propia. El inventado en Estados Unidos por Laurens Hammond utiliza circuitos eléctricos y amplificadores para producir y amplificar el sonido. Otros tipos incorporan dispositivos electrónicos. Aunque estos instrumentos están diseñados para imitar los timbres de los órganos de tubos, son criticados con frecuencia por su sonido artificial. Los órganos electrónicos fueron muy utilizados por los grupos de rock a partir de la década de 1960. En estas bandas que utilizan mucha manipulación y amplificación eléctrica, las cualidades distintivas del sonido del órgano eléctrico son explotadas por sí mismas.

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ÓRGANOS DE LENGÜETAS

Instrumentos de teclado en los que la corriente de aire se dirige hacia lengüetas metálicas libres. La armónica o el acordeón son órganos de lengüetas. Se incluye también el melodeón, inventado en Estados Unidos alrededor del año 1825 y el armonio, inventado hacia 1810 en Alemania.

Efecto piezoeléctrico

Efecto piezoeléctrico

Efecto piezoeléctrico, fenómeno físico por el cual aparece una diferencia de potencial eléctrico entre las caras de un cristal cuando éste se somete a una presión mecánica. El efecto funciona también a la inversa: cuando se aplica un campo eléctrico a ciertas caras de una formación cristalina, ésta experimenta distorsiones mecánicas. Pierre Curie y su hermano Jacques descubrieron este fenómeno en el cuarzo y la sal de Rochelle en 1880 y lo denominaron 'efecto piezoeléctrico' (del griego piezein, 'presionar').

El efecto piezoeléctrico se produce en varias sustancias cristalinas como el bario, el titanio o la turmalina. El efecto se explica por el desplazamiento de iones en cristales que tienen una celda unitaria asimétrica (la celda unitaria es el poliedro más simple que compone la estructura de un cristal). Cuando se comprime el cristal, los iones de las celdas se desplazan, provocando la polarización eléctrica de la misma. Debido a la regularidad de la estructura cristalina, estos efectos se acumulan, produciendo una diferencia de potencial eléctrico entre determinadas caras del cristal. Cuando se aplica al cristal un campo eléctrico externo, los iones de cada celda son desplazados por las fuerzas electrostáticas, produciendo una deformación mecánica. Dada su capacidad de convertir la deformación mecánica en voltaje eléctrico y un voltaje eléctrico en movimiento mecánico, los cristales piezoeléctricos se utilizan en dispositivos como los transductores, que se emplean en la reproducción de discos, y en los micrófonos. Los cristales piezoeléctricos también se usan como resonadores en osciladores electrónicos y amplificadores de alta frecuencia ya que, si se tallan estos cristales de una determinada manera, la frecuencia de resonancia es estable y bien definida.

Audífono

El invento del Audífono

Audífono

El esquema ilustra cómo se amplifica el sonido con un micrófono y un amplificador en miniatura, normalmente colocados por detrás del oído o dentro de éste. Un pequeño tubo dirige el sonido amplificado desde el receptor hasta el conducto auditivo del oyente.

Audífono, aparato electrónico para amplificar los sonidos en personas con defectos de audición. Los audífonos utilizan componentes similares a los de los sistemas de megafonía, pero miniaturizados. El sonido amplificado se dirige únicamente al oído del usuario del audífono. Los diferentes componentes del audífono —el micrófono, el amplificador (constituido por transistores y circuitos electrónicos integrados), el receptor miniaturizado y las baterías— están dentro de un chasis o cubierta que se coloca detrás del pabellón auricular, en el interior del oído, o en las patillas de las gafas o lentes. Un pequeño tubo dirige el sonido amplificado del receptor al canal auditivo. Estas unidades pueden colocarse en el interior del canal auditivo, sobresaliendo sólo una pequeña parte. Las personas con déficit auditivos más graves precisan amplificadores más potentes; de un tamaño algo menor al de un paquete de cigarrillos pueden llevarse cómodamente en el bolsillo de la camisa. Un cable conecta el amplificador con el receptor situado en el oído. La mayor parte de los audífonos se pueden regular y algunos poseen micrófonos direccionables. Si la causa del déficit auditivo es una malformación del canal auditivo o un trastorno de la función del oído medio, existen vibradores que se enganchan detrás del oído mediante una cinta en el hueso de la mastoides. El sonido se transmite desde el vibrador al oído interno a través de los huesos de la cabeza.

Existen implantes cocleares de reciente aparición que pueden emplearse en algunas personas con sordera profunda pero con un sistema nervioso auditivo indemne. El implante está constituido por unos electrodos que se insertan en la cóclea del oído interno para estimular al nervio auditivo, conectado a través del hueso mastoides con un receptor que se implanta quirúrgicamente debajo de la piel. Un micrófono situado cerca del oído envía señales a un microprocesador, que las transforma en impulsos eléctricos; éstos son enviados a un receptor situado detrás del oído, y desde allí al receptor y a los electrodos cocleares. Con los implantes cocleares sólo se consigue una basta reproducción de los sonidos reales, y no se ha conseguido la reproducción de la voz humana; son sobre todo una importante ayuda para leer los labios del interlocutor. Es posible que en el futuro los adelantos técnicos permitan reproducir con mayor fidelidad todo el espectro de frecuencias.

Escalera mecánica

Escalera mecánica

Escaleras mecánicas

Las escaleras mecánicas comenzaron a difundirse en la década de 1920. Las mejoras en su diseño las llevaron rápidamente a estaciones de tren y metro, y grandes almacenes.

Escalera mecánica, nombre aplicado a la escalera cuyos peldaños se mueven en sentido ascendente o descendente, y que transporta personas de un lugar a otro. El primer modelo de escalera mecánica, patentado en 1891, era una cinta transportadora inclinada. Por esos años se inventó un sistema similar pero con escalones horizontales, patentado con el nombre de escalator. En 1900, la compañía de ascensores Otis construyó en Estados Unidos la primera escalera mecánica útil, y en 1921 fabricaba ya una escalera como las actuales. Las mejoras introducidas en su diseño la llevaron a los grandes almacenes, bancos y estaciones metropolitanas de tren y suburbano.

Los escalones son unidades separadas pero montadas para que ajusten perfectamente. Cada uno tiene un eje acoplado a los ejes de los demás escalones mediante una pesada cadena. Una gran rueda dentada, conectada mediante engranajes a un motor eléctrico, mueve esta cadena. En las instalaciones más modernas se utilizan dos cadenas, una a cada lado de la escalera. Cada peldaño de la escalera tiene cuatro ruedas que se desplazan por unos rieles o raíles para que los escalones suban y bajen nivelados por la rampa. En la cabecera y al pie de la escalera los escalones forman una plataforma móvil nivelada con el suelo. En la rampa, la escalera tiene a los lados una barandilla, con una banda que se mueve a la misma velocidad que los peldaños y que se utiliza como pasamanos.

En los rellanos, la plataforma sirve de guía para que los pasajeros desciendan de la escalera. Un dispositivo de seguridad habitual es una plancha metálica fija con forma de peine colocada en el suelo, de manera que oculta los últimos peldaños de la escalera en el rellano. Unas acanaladuras en los escalones pasan entre los dientes del peine para hacer la transición de la parte móvil al rellano mucho más suave, por lo que el movimiento de la escalera transporta a los pasajeros directamente a la plancha fija. En todas las escaleras mecánicas el sentido del movimiento es reversible, es decir, las escaleras pueden funcionar en sentido ascendente unas veces y en sentido descendente otras.

Por consideraciones de seguridad y conveniencia, la velocidad de las escaleras mecánicas es baja, aunque podrían moverse con más rapidez. Una velocidad de 30 metros por minuto se ha demostrado segura y adecuada.

Aire comprimido

Aire comprimido

Aire comprimido, aire a presión superior a una atmósfera. Puede emplearse para empujar un pistón, como en una perforadora neumática; hacerse pasar por una pequeña turbina de aire para mover un eje, como en los instrumentos odontológicos o expandirse a través de una tobera para producir un chorro de alta velocidad, como en una pistola para pintar. El aire comprimido suministra fuerza a las herramientas llamadas neumáticas, como perforadoras, martillos, remachadoras o taladros de roca. El aire comprimido también se emplea en las minas de carbón para evitar que se produzcan explosiones por las chispas de las herramientas eléctricas que hacen detonar las bolsas de grisú. Véase también Compresor.

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HISTORIA

La primera transmisión neumática data de 1700, cuando el físico francés Denis Papin empleó la fuerza de un molino de agua para comprimir aire que después se transportaba por tubos. Aproximadamente un siglo después, el inventor británico George Medhurst obtuvo una patente para impulsar un motor mediante aire comprimido, aunque la primera aplicación práctica del método suele atribuirse al inventor británico George Law, quien en 1865 diseñó un taladro de roca en el que un pistón movido por aire hacía funcionar un martillo. El uso de este taladro se generalizó, y fue empleado en la perforación del túnel ferroviario del Mont Cenis, en los Alpes, que se inauguró en 1871, y en el túnel de Hossac, en Massachusetts (Estados Unidos), inaugurado en 1875. Otro avance significativo fue el freno de aire comprimido para trenes, diseñado hacia 1868 por el inventor, ingeniero e industrial estadounidense George Westinghouse.

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APLICACIONES

Los motores de aire comprimido se emplean en numerosas herramientas donde se requieren fuerzas intensas de carácter intermitente, como perforadoras neumáticas; en herramientas de mano donde la fuerza de un motor eléctrico podría ser demasiado grande, como por ejemplo las pistolas empleadas en los talleres para apretar o aflojar las tuercas en las ruedas (llantas)de los coches; por último, en pequeños sistemas rotativos de alta velocidad que requieren entre 10.000 y 30.000 revoluciones por minuto. La fuerza neumática también se emplea en numerosas máquinas automáticas para la producción industrial.

Puede conseguirse un movimiento oscilante o rotativo mediante un mecanismo de biela o trinquete, aunque para el movimiento rotativo de alta velocidad resulta más adecuado un motor de palas o similar. El motor actúa como una turbina de aire, haciendo girar el rotor al expandirse éste, y se emplea para taladros y trituradores de alta velocidad y para sirenas de aire comprimido.

Tras corrientes de aire comprimido son también útiles para transportar otros materiales y pulverizarlos a través de una tobera atomizadora. Por ejemplo, puede aspirarse pintura y mezclarse con una corriente de aire. El aire pasa a través de un estrechamiento en un tubo, donde aumenta su velocidad a la vez que disminuye su presión (véase Teorema de Bernoulli); la pintura se aspira en ese punto, se mezcla con el aire, se vuelve a comprimir dinámicamente y se lanza a través de la tobera. Las pulidoras de chorro de arena absorben y pulverizan arena de este mismo modo. Un aerosol también actúa como un pulverizador neumático.

Esmeril

Esmeril

Esmeril, variedad verde-grisácea del corindón, contiene hematites o magnetita. Se usa como abrasivo para engranajes. Proviene en su mayor parte de Turquía. El abrasivo se prepara moliendo esmeril hasta conseguir un polvo que se tamiza para su clasificación según el grosor del grano. Como el esmeril en polvo es muy duro (ningún otro abrasivo natural, excepto el diamante, lo supera en dureza), se utiliza en el pulido de muchos tipos de piedra. Se puede utilizar también como elemento antideslizante en suelos, pisos y escaleras. El esmeril turco se usa sobre todo en papel de lija y en telas abrasivas, un ejemplo común en los hogares es la lima de uñas que se fabrican espolvoreando esmeril molido sobre papel o cartón cubierto de pegamento.

Arqueología bíblica

Arqueología bíblica

Arqueología bíblica, estudio científico de la arqueología, de los restos y hallazgos históricos relativos a las religiones judía y cristiana y, específicamente, de los hechos narrados y los lugares descritos en la Biblia. Los relatos de peregrinaciones cristianas fechadas aproximadamente en el siglo IV constituyeron la única fuente de información sobre yacimientos bíblicos hasta el siglo XIX, cuando comenzó la moderna investigación en Palestina.

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ACTIVIDAD ARQUEOLÓGICA EN PALESTINA

Manuscritos del Mar Muerto

Los antiguos textos conocidos como los Manuscritos del Mar Muerto comenzaron a descubrirse a partir de 1947. Se hallaban en el valle de Qumran, al noroeste del mar Muerto, donde habían sido ocultados por los romanos. Fueron escritos en hebreo y arameo entre el 20 a.C. y el 70 d.C. Su descubrimiento ha tenido una gran relevancia para el estudio de los orígenes de la cristiandad.

El erudito estadounidense Edward Robinson pasó a ser considerado como el padre de la arqueología palestina con la publicación de su libro Investigaciones Bíblicas en Palestina (1841). Durante las siguientes décadas, la confección del mapa de Tierra Santa y la identificación de yacimientos bíblicos progresó rápidamente bajo el auspicio de instituciones como la Palestine Exploration Fund (1865), la Deutscher Palästina-Verein (1877), la École Biblique (1890), la American School of Oriental Research de Jerusalén (1900), y la British School of Archaeology de Jerusalén (1919). Sin embargo, en Palestina la excavación deliberada de yacimientos bíblicos concretos, diferenciada de un estudio geográfico, no comenzó hasta la década de 1890, cuando el arqueólogo y egiptólogo británico sir William Matthew Flinders Petrie desarrolló intuitivamente los que se convertirían en principios de una excavación sistemática para todos los arqueólogos posteriores: la estratigrafía, o el arte de desentrañar los distintos estratos superpuestos, y la tipología cerámica, o estudio de los estilos de la cerámica como indicadores cronológicos. Las primeras excavaciones en Palestina antes de la I Guerra Mundial se centraron en los grandes yacimientos bíblicos como Jerusalén, Guezer, Meguido, Jericó y Samaria.

Tras la I Guerra Mundial, una segunda etapa en la arqueología bíblica fue dirigida por el científico estadounidense William Foxwell Albright, quien, junto con sus colegas, transformó la arqueología de una actividad en gran medida intuitiva en una disciplina científica. El trabajo de campo pasó de la caza de tesoros a la datación de cerámica, arquitectura y manufacturas, y comenzó a emerger la historia política de Palestina, complementaria a los relatos bíblicos. Al final de la década de 1920 y durante la de 1930 continuaron las excavaciones en Meguido, Jericó y Samaria y se iniciaron en Tel Beit Mirsim y Betel (Bet-el). Tras la II Guerra Mundial se adoptaron innovaciones en el trabajo de campo, cuando la arqueóloga británica Kathleen Kenyon introdujo una nueva metodología en Jericó y Jerusalén. Excavó en cuadrículas más pequeñas de 5 por 5 metros, dejando testigos en los que se podían ver los niveles estratigráficos en sección. Procedió a excavar siguiendo la estratificación natural, separando los estratos naturales o loci (singular, locus). Este nuevo procedimiento de excavación permitió separar los distintos niveles de restos, y los objetos contenidos en ellos, con mayor precisión. A finales de la década de 1950 y en la de 1960, G. Ernest Wright, David Noel Freedman y otros científicos estadounidenses, junto con otros israelíes, como Yigael Yadin, Moshe Dotan, Benjamin Mazar y Nahman Avigad, excavaron en nuevos y viejos yacimientos, como Jatsor (actual Tel el-Qida), Siquem, Ashdod (nombre de la antigua Asdod), Taanak (o Tanak), Guezer y de nuevo Jerusalén, usando este método.

Durante la década de 1970 la arqueología estuvo influida por las ciencias naturales, las ciencias sociales y los estudios medioambientales. Informáticos, geólogos, antropólogos, climatólogos, edafólogos y zoólogos trabajaron junto con arqueólogos para obtener datos e interpretar la información. Estos y otros especialistas estuvieron trabajando en yacimientos como Tell el-Hesi, Cesarea, Afec, Akko (antigua Acre) y la Ciudad de David en Jerusalén.

Ruinas de Masada

Desde 1963 hasta 1965, el arqueólogo israelí Yigael Yadin realizó excavaciones en Masada, la antigua fortaleza hebrea construida en la cima de una montaña situada al sureste de Jerusalén y cuyas ruinas podemos observar en esta fotografía. La fortificación, que fue originalmente un lugar de retiro edificado durante el reinado de Herodes el Grande en el siglo I a.C., fue el último bastión de la resistencia de los judíos zelotes ante el poder romano, el cual tomó Masada en el 73 d.C.

Libros como el Atlas histórico de la Biblia Westminster (edición revisada, 1956) escrito por Wright y Floyd V. Filson o el Atlas bíblico Macmillan (edición revisada, 1977) de Yohanan Aharoni y Michael Avi-Yonah se basan en un siglo de intensas prospecciones y excavaciones. Se están publicando continuamente nuevos atlas y artículos e incorporando nuevos descubrimientos y nuevas teorías arqueológicas.

El continuo estudio y la nueva investigación de ciudades a lo largo y ancho de Palestina han contribuido a establecer las secuencias de poblamiento y destrucción, a refinar el conocimiento de la cultura urbana y de la arquitectura y a definir los patrones de asentamiento de los habitantes de la zona y las migraciones de nuevos pueblos en la región. Por ejemplo, pasadas investigaciones en Meguido y Jericó y las recientes en Bab al-Dira y Numeira han desvelado mucho acerca de la cultura del bronce antiguo del III milenio a.C. Nuevos datos procedentes de Akko (Acre) en la edad del bronce medio se pueden combinar con información de Siquem, Guezer y Afec para recuperar una cultura urbana que se desarrolló en Palestina hacia el 2000 a.C.; estas grandes ciudades estaban fortificadas con murallas de adobe, mampostería de revestimiento y enormes puertas de acceso. Se han propuesto nuevas teorías reconsiderando la conquista de Canaán por los israelitas bajo Josué debido a los conflictivos datos arqueológicos. Aparecen niveles de destrucción en el siglo XIII a.C. en Meguido, Jatsor, Afec, Betel (Bet-el), Ashdod (Asdod), Guezer y Dayr Alla (Deir Alla), pero no así en Arad, Heshbón, Jericó, Ai y Gibea (Gabaa). Todas las pruebas indican una extensa agitación y cierta ruptura sociopolítica en Palestina en esta época, pero no confirman inequívocamente el panorama bíblico de una total conquista israelita.

También se ha obtenido una importante información relativa al periodo de la monarquía unificada. Durante las excavaciones en la Ciudad Vieja de David en 1980, Yigal Shilo descubrió un palacio de la edad del hierro fechado en el siglo X a.C., un gran edificio de la época de David y Salomón. El trabajo llevado a cabo entre 1955 y 1958 en el inmenso yacimiento de Jatsor, en el sur de Galilea, sirvió para confirmar la importante actividad constructora de Salomón. Características de esta obra son las murallas de casamata (dos muros paralelos con un espacio entre ambos y unidos a intervalos por muros transversales) con cuatro puertas de acceso similares a los que también existen en Guezer y Meguido. La actividad realizada entre 1963 y 1965 en Masada, junto a la orilla occidental del mar Muerto, sacó a la luz la fortaleza-refugio construida por Herodes el Grande. Los elaborados y bien conservados restos de un triple palacio testifican el amplio programa constructor de este monarca oriental romanizado en los inicios de la era cristiana.

Entre los más importantes hallazgos arqueológicos destacan numerosos materiales epigráficos. En 1967, en Dayr Alla (en la actual Jordania) se encontraron numerosos fragmentos con inscripciones escritas en un templo de la edad del hierro. El más importante de éstos es el relativo a las tradiciones paganas sobre el profeta adivino Balaam (aparentemente la misma persona mencionada en Núm. 22-24). La fecha probable de estas inscripciones es la del siglo VIII a.C., quizá hacia el 700 a.C. Se han encontrado muchas ostraca (fragmentos de objetos de cerámica) con escritura hebrea en las excavaciones de Arad, Beersheva, Quntillet Ajrud e Izbet Sartah (la antigua Ebenezer). Recientemente se ha descubierto un fragmento de cerámica de gran tamaño que contenía un sumario del sistema numeral egipcio escrito en tinta, presumiblemente para el uso de escribas. El hallazgo de los rollos de Qumran y otros fragmentos manuscritos a lo largo de la orilla occidental del mar Muerto desde 1947 ha revolucionado la comprensión de la historia judía anterior y el trasfondo del Nuevo Testamento. Estos materiales, datados en el siglo III a.C., han aportado una valiosa información sobre el estado del texto bíblico anterior a su estabilización en el siglo I d.C. También han aportado importantes datos confirmando la versión griega del Pentateuco y de otros libros como un testimonio fidedigno al texto original hebreo, que era diferente al texto usado como fuente de los textos de la Biblia moderna.

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ACTIVIDAD ARQUEOLÓGICA EN OTRAS REGIONES

Puerta principal de Nínive

El yacimiento arqueológico de la antigua ciudad de Nínive muestra en la actualidad dos tells y los restos de las murallas. La imagen reproduce una reconstrucción de la puerta principal de las mismas.

Desde el siglo XIX se han llevado a cabo extensas investigaciones a lo largo de todo el Próximo Oriente, al igual que en Grecia e Italia, que han hecho que el mundo bíblico sea más amplio, vivo y real. Durante una serie de expediciones británicas a mediados del siglo XIX, el gran archivo fechado en el siglo VII a.C. del rey asirio Assurbanipal fue descubierto en el yacimiento de la antigua Nínive. En este archivo se encontraron tablillas con narraciones babilónicas acerca de la creación y del diluvio universal, un descubrimiento que sitúa los relatos bíblicos del Génesis bajo una luz completamente diferente. Documentos cuneiformes de la antigua Mari (en la actualidad Tell Hariri), en Siria occidental, han aclarado los orígenes de las profecías del Antiguo Testamento, la identificación de topónimos y el concepto del nomadismo tribal. Las tablillas de la antigua Nuzi (actualmente Yorgam Tepe), al norte de Irak, han ofrecido a los investigadores información relativa a costumbres legales del siglo XV a.C., que presentan paralelismos con la narrativa patriarcal. Cartas de los reyes de Canaán a sus señores egipcios, halladas en Tell el-Amarna, en Egipto, han arrojado luz sobre la situación política de Palestina unos cien años antes de la conquista israelita. Numerosos códigos legales procedentes de los archivos reales de los grandes monarcas asirios y babilonios han ofrecido semejanzas con los códigos legales del Antiguo Testamento.

Desde 1929 hasta el presente, las excavaciones francesas en Ra’s Samra (la antigua Ugarit), al oeste de Siria, han extraído cientos de tablillas correspondientes al periodo comprendido entre 1400 y 1200 a.C., escritas en ugarítico (véase Lenguas semíticas). Muchas de ellas tienen un carácter literario y narran las proezas de los dioses de la religión cananea, entre ellos el dios de las tormentas, Baal, mencionado frecuentemente en el Antiguo Testamento. Además, la poesía de Ugarit tiene estrechas afinidades con la bíblica. Ambas comparten en gran medida el vocabulario, la estructura y el uso de figuras lingüísticas y otros recursos literarios.

Escritura cuneiforme

La escritura cuneiforme, sistema que probablemente tuvo su origen en Sumer, la empleaban los antiguos pueblos de Mesopotamia y de Anatolia. Consta de 600 caracteres, cada uno de los cuales representa palabras o sílabas que se inscribían en tablas de arcilla o piedra.

En 1945, en la antigua Nag-Hammadi, en el Alto Egipto, fueron encontrados en torno a 50 textos gnósticos en escritura copta. Podrían ser datados en el siglo IV d.C., pero el estudio de sus características y de su contenido mostró que eran traducciones de textos griegos quizás del siglo II, lo que los situaría entre las fuentes más antiguas para el cristianismo gnóstico. Estos textos han aportado información muy valiosa para comprender la evolución del cristianismo en Egipto, especialmente para sus variantes no ortodoxas. La colección completa de los textos de Nag-Hammadi fue publicada en inglés en 1977.

Desde 1964, un equipo italiano bajo la dirección de Paolo Matthiae ha sacado a la luz en la antigua Ebla (la actual Tell Mardij), en Siria, palacios reales, una monumental puerta de acceso a la ciudad, un recinto amurallado, templos y casas particulares. Desde 1974 a 1976, han aparecido cientos de tablillas y fragmentos de éstas, datadas en la edad del bronce antiguo (quizás en torno al 2500 a.C.). Las tablillas están escritas en escritura cuneiforme y representan dos lenguas. La primera es sumeria, cultura que debió ser la inventora de la escritura cuneiforme, y la segunda es semítica, la verdadera lengua de los eblitas y de muchos otros pueblos dispersos a lo largo y ancho del Oriente Próximo. Estos textos han arrojado nueva luz sobre el comercio y la cultura en la Siria del III milenio y han aportado información considerable sobre ambas lenguas en esta fase de su evolución. En 1979 la estatua de un rey asirio fue hallada en Tell Fajariye, en la región del río Jabur, (Siria). La estatua, con una inscripción en asirio y en arameo y datada en torno al 1000 a.C., podría ser de un incalculable valor para los lingüistas, especialmente para los especialistas en arameo, ya que es una de las más largas y antiguas inscripciones en esa lengua. La existencia del texto paralelo en asirio realza aún más su valor.