Juanelo Turriano: ¿Magia o ingenio? El "Artificio" de Juanelo

Quien sea de Toledo o conozca bien la cuidad sabrá de la existencia de una calle, mas conocida por la leyenda que por su importancia, llamada Hombre de Palo, que hace referencia al supuesto homúnculo creado por el cremonés Juanelo Turriano:

           

“Tenía el autómata dos varas de alto y miembros correspondientes, salía de casa de Juanelo y llegaba hasta la despensa del arzobispo por la ración de su amo que era dos libras de carne y pan. Unas veces vestía a la figura de corto y otras de golilla. Hacia su cortesía, demudaba el rostro y los muchachos le llamaban Don Antonio. Constan estas minuciosas en antiguos escritos que he visto.” ¹

 

Juanelo Turriano nació en las proximidades de Cremona en el año 1501. Turriano aprendió a reparar y construir instrumentos mecánicos en el taller de su padre, habilidad que perfeccionó más tarde en un taller relojero de Cremona y más tarde en Milán, donde se ganaba la vida como maestro relojero. En esta época de juventud Juanelo ya empieza a destacar por sus ingenios, tales como una grúa para elevar pesados cañones o una dragadora para la laguna veneciana entre otras.

Pero la relación del ingeniero con España empieza cuando Carlos V, rey de España, fue coronado emperador en Bolonia y por dicho motivo le fue entregado un reloj astronómico reparado por Juanelo como regalo, y más tarde fabricó otro con una tecnología nunca vista hasta entonces. El rey Carlos V no quería prescindir de sus servicios por lo que lo que fue contratado para el servicio de la corona. Más tarde pasó  al servicio de Felipe II como matemático e ingeniero.

Está  constatada su gran amistad con el arquitecto Juan de Herrera, con el que nace el estilo Herreriano. Entre sus obras destacael Monasterio de San Lorenzo del Escorial, en el que intervino Juanelo con sus ingenios, y la Catedral de Valladolid. Tanta es la admiración por este gran arquitecto hacia Juanelo Turriano que en su casa tan sólo tenía tres pinturas: un retrato de LLull, otro del artista Miguel Ángel, y el de Juanelo, “de medio cuerpo, en lienzo al óleo, vestido de negro, con gorra de paño, en marco de madera blanca.“ ²

Tanto es así que Felipe II nombró  a Juan de Herrera como encargado de la custodia de los inventos de Juanelo y la recompensa por éstos a sus herederos. Pero todo despareció sin dejar rastro. Cinco baúles llenos de inventos de Juanelo entre los que se encontraban: “relojes astronómicos, canalizaciones de agua, útiles mecánicos, proyectos hidrotecnológicos, autómatas, maquinas voladoras y estudios de geometría y matemáticas.” ³

La más fanática y dura  mano de la Inquisición que reinó  la cuidad de Toledo en los años posteriores a su muerte se lo llevó  todo por delante y cayó sobre Juanelo y sus inventos una maldición. El cremonés fue tachado de mago y maestro de las fuerzas oscuras por los que en aquella época, con miras cortas, no comprendían el valor y el ingenio de Turriano.

El artificio de Juanelo, un monumento mal pagado:

Bien es sabido por el transcurso de la historia el problema del abastecimiento de agua a la cuidad de Toledo. He aquí algunos intentos de abastecer agua desde el río hasta el alcázar de la ciudad:

·      El bombeo germano: A petición del Marqués de Zenete, en 1526, unos ingenieros alemanes instalaron un sistema de bombeo para llevar el agua hasta el alcázar, pero se reventó por la presión aplicada.

·      El molino flamenco: En 1562 los ingenieros flamencos Juan de Coten y Jorge Ulrique, a instancia del Marqués de Falces, emplearon sin éxito tras 865 días un molino que, aprovechando la corriente del Tajo, debía propiciar el movimiento de las bombas hidráulicas.

·      La maqueta francesa: Siguiendo la estela de fracasos, el ingeniero francés Louis de Foix pergeñó una maqueta que se quedó  en eso: un mero esbozo.

Pero a pesar de todos lo problemas que esto ha supuesto a la cuidad a lo largo de la historia, después de estudiarlo a fondo, en 1565 el cremonés firmó un acuerdo con la Corona y los mandatarios de Toledo en que se comprometía a diseñar un ingenio mediante el cual pudiera abastecer al palacio de 12.400 litros diarios de agua fluvial. ¡Y vaya  si lo consiguió! El 23 de febrero de 1569, el conocido como “Artificio de Juanelo” estaba funcionando a pleno rendimiento.

Debido a que este blog es un blog de ingeniería, tu blog de ingeniería, no nos vamos a quedar en la historia y vamos a explicar a grandes rasgos en que consistía este “artificio”.

El invento, situado cerca del puente de Alcántara, usaba la energía hidráulica del Tajo para activar un descomunal sistema de “cucharas” de madera engranadas de modo que el agua pasaba de unas a otras a distintas alturas, como podemos apreciar en el boceto. Este colosal artefacto de madera estaba compuesto por 1 presa y 2 ruedas motrices a pie de río, 6 estaciones intermedias y 192 cangilones agrupados en 24 torres. Para construirlo, se utilizaron más de 200 carros de madera y 500 quintales de metal.

Este monumento a la ingeniería mecánica e hidráulica elevaba un caudal de 11,8 litros por minuto sobre un desnivel de 100 metros y un recorrido horizontal de 300 con una pendiente media del 33%.

Fue un rotundo éxito. Juanelo no sólo cumplió todo lo acordado en el contrato sino que incluso su “Artificio” abastecía al alcázar con cerca de 18.000 litros diarios, cantidad muy superior a la contratada.

Pero la maldición vuelve a caer sobre este gran ingeniero. Una vez que el artificio estaba en funcionamiento, él no llegó a percibir ni un solo real. Sólo él cumplió lo acordado. El agua llegaba hasta el alcázar y éste, que era del ejército real, no repartía agua ni le pagaba al ingeniero, basándose en que ellos no habían firmado nada con el cremonés. El ayuntamiento de la cuidad, que era el que sí  había llegado a un acuerdo con el ingeniero no percibía ni una gota del agua, por lo que se negó a pagarle. Así Juanelo fue el responsable del mantenimiento del colosal invento durante seis años, y no tardó en arruinarse.

Felipe II, al enterarse de este entuerto no tardó  en solucionarlo, pero claro está, a su manera, porque  este monarca no daba puntada sin hilo. Así costeo un segundo invento, aún mas colosal que el anterior para abastecer de agua a la cuidad y fuesen Juanelo y su familia quienes vendiesen esta agua, y así poder devolverle el favor de mantener el primer invento durante 6 años. Pensaréis que es un chollo, pero como dije, Felipe II, lo hizo a su manera: él se quedo con la primera obra y puso en el contrato una cláusula según la cual el rey se quedaría con el agua del segundo ingenio “si yo hubiese menester poder tomarla”. Y así fue, el primer ingenio quedó  obsoleto por falta de mantenimiento y el alcázar se apropió  del segundo basándose en la cláusula del contrato, y  Toledo se quedó  sin agua y Juanelo sin invento ni dinero.

A pesar de todas estos desafortunados acontecimientos y maldiciones que marcaron la vida de Juanelo, en la actualidad el cremonés es admirado por muchos, como el presente, por su capacidad para crear e ingeniar cosas jamás vistas y que aún nos fascinan después de casi 500 años.

Hoy podemos ver en el museo de Santa Cruz de Toledo un busto de Juanelo, hecho en mármol de Carrara en perfecto estado. En El Escorial un retrato del mismo de autor anónimo^4. En las orillas del Tajo las ruinas de sus artificios, jamás reconstruidas. Y la más llamativa representación, un busto del cremonés de gran tamaño tallado en los años 60, situado en el balcón de Osiris del Palacio Real de Madrid⁵ desde donde observa el paso de las autoridades recibidas por Francisco Franco y el rey Juan Carlos I.

1.- Artículo de N. Magán en los números 29 y 30 de “Seminario Pintoresco Español” de 1839.  

2.- Inventario de los bienes de Juan de Herrera, asiento 139, Albatros. Madrid-Valencia, 1977.

3.- Apéndice de la novela “En el corazón de la cuidad levítica”. Baltasar Magro.

4.- Catálogo de los cuadros del Real Monasterio de San Lorenzo, de Vicente Poleró y Toledo en 1857

5.- Semblanza iconográfica de Juanelo Turriano, de Ángel del Campo y Francés. Editado por la fundación Juanelo Turriano, en 1997.

La biografía de Steve Jobs: la muerte que conmocionó a mundo.

Porque la gente que está lo suficientemente loca como para pensar que pueden cambiar el mundo, son los que logran hacerlo.

Slogan “Think Different” Apple 1997.

Muchos piensan que fue un genio, otros un loco, otros un tipo listo y espabilado y otros (y aquí entra la gente que trabajó para él) un tremendo capullo. ¿Qué opinión tenemos los que nos hemos leído su biografía? Una mezcla de ambas, por lo menos yo. Pero aunque tengamos claro que fue un capullo después de leer las setecientas y pico paginas de ese tocho blanco y pesado encima de tu escritorio, desde el que el amenazante Steve Jobs te sigue con la mirada mientras se toca la barbilla y tú buscas las malditas llaves de coche, le miras y piensas:”¡Maldita sea!, fue un genio”. Pero no uno de esos genios del pasado como puedan serlo Beethoven o Tesla que hacían cosas increíbles. Steve, sin embargo, conseguía que las personas que trabajan con las hicieran.

Para Steve sólo existían dos tipos de personas: los iluminados y los gilipollas. La ideas de los primeros eran “lo mejor que había oído”, aunque luego no la llevase a la práctica, y las ideas de los segundos eran “una mierda absoluta”. Había una característica de Jobs que verdaderamente te hacía sentir impotente y era su capacidad de convertir tus ideas absurdas tras unas semanas en suyas y anúncialas como fabulosas. Otra particularidad de la personalidad de Jobs era su campo de distorsión de la realidad: cuando un ingeniero le enseñaba una aplicación, él decía que era una basura y que tenía que hacer cosas que para el ingeniero eran técnicamente imposibles. Le decía que era un inútil y que le largaría si no lo conseguía, el ingeniero no sólo conseguía lo que le pedía Jobs, sino más. El equipo del primer Mac que se encontraba a cargo de Steve decidió empelar un “filtro de paso bajo” para los juicios emitidos por Jobs. Algunos os preguntareis qué es eso, pues bien, se trata de un concepto electrónico que reduce la amplitud de las señales de alta frecuencia y así conseguían no alborotarse si algún día estaba más capullo de la cuenta. Todo esto y mucho más hizo que un grupo de ingenieros dirigidos por este sujeto lograran una computadora como el primer Mac en el que se fijaron y del que nacieron los ordenadores que ahora tenemos con esta interfaz gráfica a base de ventanas e iconos tan intuitiva.

En esta entrada no quiero hablar ni se su vida ni de su pasado, porque para eso ya esta Wikipedia y demás medios de comunicación. Yo lo quiero es plasmar la personalidad de Steve Jobs, que no tanta gente la conoce y que, sin embargo, me parece que es lo que realmente hace interesante este libro. Os invito a  leerlo y analizarlo desde este punto de vista y os prometo que os será muy provechoso.

Por ultimo os dejo dos vídeos, uno de el que posiblemente sea el spot publicitario más famoso del mundo, y el otro de la presentación del primer Mac en 1984.

“¡Hasta el infinito y más allá!”

(Película Toy Story, Pixar)

La complejidad del morro del Concorde.

En noviembre del año 2003 un desconocido coleccionista pagó 480.099 euros en la casa de subastas Christie’s (París) por el morro de uno de los Concordes que estuvo surcando el cielo entre las décadas de los setenta y noventa. ¿Creen ustedes que puede valer tanto sólo el morro de una de las dos únicas aeronaves supersónicas comerciales, y uno de los aviones mas emblemáticos y  a su vez más conflictivos de la historia? Pues si les digo la verdad, lo dudo mucho, pero el coleccionismo es el coleccionismo y yo, personalmente, pagaría antes ese precio por el morro del Concorde que por los calzoncillos de Bob Dylan.                                                                                                                                                            

Pero de lo que sí estoy seguro es de que ese dichoso morro, que tan pronto lo vemos recto como un águila, o agachado como si fuera a atarse “los cordones” del tren de aterrizaje delantero, ha creado miles de problemas a los ingenieros del Concorde.

El primero es que, dado que es un avión supersónico, la mejor configuración alar para este tipo de aronaves es la configuración tipo delta. Esta configuración, además de ser la que da mejores prestaciones en vuelo, también retrasa la onda de choque al pasar del Mach unidad. Pues bien, esta conjugación para generar sustentación requiere o grandes velocidades o un ángulo de ataque muy elevado a velocidades bajas, y eso es lo que hacía el Concorde: elevaba el morro en vuelo como si estuviera orgulloso de si mismo, y así conseguía elevar el ángulo de ataque.

Pero claro, para esa posición de cabina, tan orgullosa, la visibilidad de los pilotos era totalmente nula. Por lo que los ingenieros se las tuvieron que ingeniar, nunca mejor dicho, para fabricar un complejo morro que fuese abatible y así a la hora de aterrizar y despegar éste se inclinaría para mejorar la visibilidad de los pilotos. 

Este curioso morro tiene tres posiciones distintas. Para el rodaje, aproximación y despegue se baja 5 grados. Para el vuelo se sube el morro a 0 grados quedando en su posición más horizontal. Y para la aproximación final y el aterrizaje se baja completamente hasta los 12,5 grados, quedando su imagen más característica y la que permite la mayor visibilidad al piloto. 

Por cierto, hay quien decía que el Concorde podría volver a los cielos para las Olimpiadas de Londres 2012. La verdad es que es una pena, pero creo que no ha podido ser.

Os dejo un vídeo donde podéis ver estas diferentes configuraciones del morro del Concorde, concretamente en el minuto 6:55 se puede ver perfectamente como pasa de la posición de aterrizaje (12º) a la posición de rodaje (5º).

Aviones Supersónicos: ¿por qué desaparacieron? ¿por qué no una segunda generación?

La tecnología avanza, la mecánica avanza, se dedican millones y millones, y se emplean años y años en conseguirlo. Todo avanza menos la aeronáutica comercial, que parece que retrocediese. Hace ya más de 40 años que despegó la primera aeronave supersónica comercial, el Tu-144. Se llevó a cabo el 31 de diciembre de 1968 cerca de Moscú, dos meses antes que el Concorde al que superaba en velocidad y en capacidad, pero no en autonomía. La aeronave francesa despegó el 2 de marzo de 1969. Esta euforia de nuevas tecnologías en la aviación, avances que en la II Guerra Mundial se creían inalcanzables, duró hasta el 10 de abril de 2003 cuando Air France y British Airways anunciaron al mismo tiempo que retirarían el Concorde a finales de año. ¿Las razones? El bajo número de pasajeros tras el accidente del 25 de julio de 2000, el aumento de los costos del mantenimiento y la caída de los viajes en avión tras el 11 de septiembre de 2001. Así, el último vuelo de este tipo de “súper”aviones fue en Toulouse el 30 de mayo de 2003 entre París y Nueva York en el que Air France realizó su último vuelo comercial.

Sin embargo algunas líneas supersónicas resultaron ser rentables. Claro ejemplo es British Airways, que sacaba veinte millones de libras con sus vueltos Londres-Nueva York y Londres-Barbados. Se dice que el Concorde rompió la barrera del beneficio recuperando mil setecientos millones frente a los mil de inversión. Claro que de esto Air France no se enteraba mucho.  

Este veloz aparato fascinaba a todo aquel que lo veía y volaba en él. Todo el mundo quería romper la barrera del sonido. Todo el mundo hablaba del Concorde. Claro está que esta euforia colectiva que rodeaba a la aeronave supersónica produjo cuantiosos beneficios y prestigio a las compañías y países que operaban con ella. Pero a la espera de una segunda generación de aviones supersónicos de carácter comercial que pudiera solventar las deficiencias y limitaciones de la anterior, ésta no sólo no vino, sino que la URSS retiró el TU-144 del servicio debido a sus deficiencias. La vieja y reducida flota de Concordes de las compañías francesa e inglesa seguía activa, pero ya como una reliquia de las grandezas pasadas. No permitía reducir el coste por economía de escala y producía unos gastos inimaginables debido al mantenimiento que estos aparatos necesitaban por sus ya bien cumplidas horas de vuelo, sabiendo que estas veloces aeronaves tienen menos vida que una subsónica debido al desgaste que produce el vuelo supersónico. Con todos estos gastos e inconvenientes no existían beneficios que pudieran ser reinvertidos en I+D para la expectante segunda generación.

A todo esto en EE.UU. no consiguieron construir un transporte civil supersónico de ninguna clase tras años de trabajo e inversiones que casi acaban con Boeing.

En el estancado estado actual económico y tecnológico hay temas más importantes a tratar que cómo construir una aeronave que vuele a un Mach superior a la unidad. Ésto, sumado a la labor constructiva de este tipo de aviones, que exige importantes inversiones económicas y un plazo de tiempo muy grande para cometer errores y que éstos sean corregidos para prometer rentabilidad, el riesgo empresarial a correr es altísimo.

Así, tal cual estamos, ninguna empresa privada se metería a realizar semejantes inversiones, correr tales riesgos y además sin una plazo determinado de rentabilización. A menos, claro, que disponga del dinero de todos garantizado por el Estado. 
También hay que tener en cuenta que el desarrollo de un motor supersónico y económicamente competitivo (es decir, que gaste poco, su mantenimiento sea moderado y ya que estamos, no contamine mucho) representa un desafío colosal.

Aunque gastan más que un motor subsónico podríamos pensar que son más eficientes por kilómetro recorrido, ya que, como todo el mundo sabe, pueden recorrer más distancia en mucho menos tiempo. Pero en la práctica esto no ocurre así. El gran problema de estos motores radica en dónde se tienen que mover, o mejor dicho, a lo que se tienen que enfrentar: “el aire”. De una forma más técnica: la aerodinámica y el rendimiento aerodinámico. Todo aquello que se mueva por un medio fluido, como puede ser aire, la fuerza de resistencia aerodinámica se opone a su avance. Ésta es directamente proporcional al coeficiente de resistencia aerodinámica Cd, a la densidad del aire y al cuadrado de la velocidad. Esto significa que en cuanto la velocidad aumenta, la resistencia aerodinámica aumenta mucho más, lo que tiene el efecto de frenar el aparato y, con ello, reducir la sustentación. Lo cual nos lleva a volar lo más alto posible para reducir la densidad del aire y diseñar el aparato con un coeficiente de resistencia aerodinámico lo más bajo posible. A esto hay que sumar el paso por la zona transónica, es decir, que entre un Mach 0,8 y 1,2 nuestro Cd puede llegara a ser hasta cuatro veces mayor. Menos mal que luego durante el vuelo supersónico es del orden de un 30% mayor que el Cd del subsónico. Esto nos conduce a diseñar motores con la potencia suficiente para traspasar esta zona transónica, lo que complica aún más el diseño.

Si pensáis que no puede haber más inconvenientes aún quedan un par de ellos, sólo físicos. La temperatura que podía llegar a alcanzar la punta del Concorde en vuelo supersónico era de 127º C y las alas 105º debido al rozamiento del aire y a la compresión del aire. Cosa curiosa es que, debido a esto el Concorde se llegaba a alargar 25 cm en vuelo. Esto nos va restringir los materiales utilizados en su construcción, teniendo que utilizar titanio y aleaciones. El Condorde, además de grande, era pesado y esto significaba que la masa por asiento era de casi el triple que la de otro avión subsónico cualquiera.

El precio por asiento en el Concorde Londres-Nueva York en lo años 90 era de diez mil dólares. Esta cantidad es lo que cobra ahora mismo British Airways por un billete en primera clase en el Boeing 747 .

¿Cuál puede ser la mejor combinación de soluciones a estos problemas? Pues entre muchas otras, lo primero es un cambio de motor  y combustible, y segundo un nuevo diseño aerodinámico. Claro ejemplo es el proyecto liderado por la empresa británica Reaction Engines que pretende construir un avión llamado A2 con un nuevo tipo de motor propulsado con hidrógeno líquido alcanzando una velocidad de 5 veces la del sonido. 

A falta de pegas, existe otro problema a mayores en las aeronaves supersónicas: el estampido sónico, es decir al pasar de subsónico a supersónico. Este fenómeno obligaba al Concorde a acelerar únicamente cuando ya se hallaba sobre el océano, con la consiguiente ralentización de las operaciones y también su encarecimiento, pues los aviones supersónicos vuelan poco eficientemente por debajo de la velocidad del sonido. Por suerte la NASA ya ha logrado reducir este problema a la mitad, y se sabe que ciertas formas del fuselaje producen ondas sonoras que tienden a cancelarse entre sí, con el resultado de ocasionar un estampido mucho más leve o ninguno en absoluto.

Y lo siento mucho, pero no me puedo creer que en mundo como en el que estamos donde se gastan millones y millones de euros en chorradas, como pueden ser los huertos de paneles solares fotovoltaicos (ya haré una entra sobre este tema en un futuro), no haya un mercado, aunque sea a medio largo plazo para reducir la duración de estos larguísimos viajes como son el Londres-Nueva York, Nueva York-Tokyo, Los Angeles-Seúl, San Francisco-Tokio o Hongkong-Seúl y muchos mas que son algunas de las rutas intercontinentales más transitadas y más largas del mundo, que podrían ser mejoradas con una nueva generación de aviones supersónicos.

Pero lo mejor de todo, y atención a esto por favor, es que ni siquiera supone una aventura revolucionaria en el campo de la tecnología y la ingeniería, sino simplemente actualizar, rentabilizar y hacer ecológicamente sostenible algo que ya existía hace décadas y que se usa con normalidad en el ámbito militar.

Datos técnicos y curiosidades:

Los aviones supersónicos son los capaces de viajar a una velocidad mayor que la del sonido. Es fácil reconocer cuando un avión ha pasado de la velocidad del sonido, ya que al momento de pasarla, todas las ondas de sonido que emite en el tiempo se juntan en una onda de choque produciendo un sonido parecido a una explosión o un trueno. La velocidad del sonido en el aire es de 343 m/s (1234.8 km/h). Al pasar de esta velocidad todas las ondas de sonido que sean producidas serán dejadas atrás ya que el avión se mueve a mayor velocidad que éstas, por lo tanto no podrán ser escuchadas por el piloto o cualquier sistema de grabación de sonido.

Durante la segunda guerra mundial, los aviones que volaban a más velocidad se encontraban con que la resistencia del aire era mucho mayor a una velocidad cercana a la del sonido y que crecía conforme se acercaban, por lo que muchos pensaron que era imposible llegar a la velocidad del sonido y que ésta era como una barrera que impediría a cualquier objeto de gran masa (como un avión) volar a mayor velocidad aun con motores de gran potencia. Sin embargo, con la construcción de aviones mas aerodinámicos y el uso combustibles y turbinas mas eficientes se consiguió atravesar la velocidad del sonido muchas veces, por lo que el término “barrera del sonido” dejó de tener mucho sentido.

Después de servir durante la Segunda Guerra Mundial en las Fuerzas Aéreas norteamericanas, Charles Elwood, "Chuck Yeager", se convirtió en piloto de pruebas del ejército, convirtiéndose en el primer piloto en viajar por encima de la velocidad del sonido. Seleccionado para volar en el avión experimental X-1, al que, como a todos los aviones que se le asignaron bautizó como "Glamorous Glennis" en honor a su esposa, Yeager rompió la barrera del sonido el 14 de octubre de 1947, a pesar de volar con dos costillas rotas tras un accidente a caballo, lo que le obligó a usar el palo de una escoba para cerrar la escotilla del avión el día de aquél vuelo que se convertiría en histórico, pero como el mismo piloto aún dice, él nunca tuvo miedo a nada. Esta hazaña es narrada en la película "Elegidos para la gloria", en que se cuenta la historia de los primeros hombres norteamericanos en viajar al espacio.