Desarrollo Tecnológico, Desarrollo Económico 2. Desarrollo Tecnológico, Desarrollo Económico En los tiempos de la prehistoria, el desarrollo tecnológico era mínimo, así como el desarrollo económico. El hombre cazaba o recolectaba alimentos para cubrir sus necesidades más básicas. Posteriormente, distintos avances en el conocimiento y en la técnica han ido modificando el entorno de trabajo del hombre pasando a dedicarse al comercio una vez resueltos los problemas que planteaba el transporte. En la Edad Media, la invención de los molinos de agua y viento fue el primer paso para aumentar la eficacia en el trabajo. El trabajo que hacía un molino equivalía al que podían desarrollar un gran número de esclavos. En este entorno, en Holanda, incluso se crean compañías que poseían el control de los molinos, y que los prestaban para su uso por otros. La técnica de la guerra siempre ha impulsado adelantos que se aplican a la paz. Por ejemplo la necesidad de construir cañones mejora el arte de la metalurgia y se elaboran campanas y otros elementos distintos. Otro invento que cambia las técnicas de la navegación marítima es la brújula y a finales del siglo XX el GPS. El Renacimiento comporta una verdadera revolución económica, política, religiosa, artística, filosófica, científica y tecnológica. Nuevos mundos abren nuevos mercados, llegan nuevos productos, y nuevas culturas. Los metales preciosos se hacen cada vez más abundantes y cambian las bases de la economía monetaria. Tanto en los tiempos prehistóricos como en los modernos, el transporte, el comercio y la industria se han influido mutuamente. El desarrollo del transporte ha permitido que la sociedad se especializara, exportando sus excedentes de alimentos, materias primas y productos manufacturados. La tecnología, poco a poco ha ido rompiendo barreras, desde el acceso a superficies terrestres inhóspitas como los desiertos, los polos, o los trópicos. La posibilidad de realizar los trabajos mediante máquinas además de aumentar la eficiencia en cuanto a trabajo desarrollado también ha hecho que este aumente en calidad y con una menor mano de obra. 1 Introducción a la Ingeniería Audiovisual 2.1. La tecnología como profesión No sólo los descubrimientos en sí, sino su causalidad están muchas veces fuera de nuestro control. Todavía hay muchas dudas de como los diferentes tipos de sociedad influyeron en la transmisión de técnicas y en la creación de nuevas tecnologías. No existe por ejemplo información de como los capataces de la Edad Antigua obtenían los conocimientos técnicos necesarios para organizar el trabajo de grandes obras civiles, que normalmente era desempeñado por esclavos. El aprendizaje por el cual un padre transmitía a su hijo el oficio consta ya en el Código de Hammurabi, que fue rey de Babilonia en el año 1800 a. de C. Sin embargo, en Europa no hay constancia de ello hasta los gremios de artesanos medievales. Con la utilización de los molinos de agua y viento, los habitantes de los núcleos urbanos aprenden a vivir del trabajo y del comercio, y no de la guerra, desarrollandose la artesanía. Al principio, el inventor trabajaba casi a escondidas y sólo transmitía sus secretos dentro de su propia familia. Posteriormente aparece la figura del aprendiz. El hecho de que un artesano experimentado hubiera servido durante un tiempo como aprendiz explica cómo se transmitían esos conocimientos posteriormente de generación en generación. Durante el siglo XIX es difícil de evaluar en que momento empieza a depender la tecnología de la ciencia. En Gran Bretaña se establece el primer laboratorio de investigación industrial en 1873. En Alemania, los mayores logros de sus industrias químicas y eléctricas se basaron en los departamentos de investigación de las universidades y en la preparación de técnicos con mentalidad científica. En America el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) se fundó en 1865, pero antes ya se habían construido escuelas universitarias en terrenos del estado para promocionar la agricultura y las artes mecánicas. 2.2. La era Litotécnica (30.000 - 3.000 a de C) La existencia del hombre, según los yacimientos arqueológicos descubiertos se remonta a hace varios millones de años, los primeros útiles encontrados están fechados hace 2,5 millones de años y se cree que el hombre ya los utilizaba con anterioridad. A todo este periodo hasta el año 3.000 antes de Cristo aproximadamente, se le viene llamando Edad de Piedra, ya que éste era el material usado para la elaboración de útiles utilizados en la caza, en la agricultura, etc. Este periodo, a su vez se divide en dos. Una parte es anterior al año 30.000 a de C y se viene denominado paleolítico (paleo - antiguo, lithos - piedra) y destaca por que la piedra se utilizaba sin tallar. Los primeros útiles de piedra tallada dan paso, según los historiadores, al neolítico (neo 2 Desarrollo Tecnológico, Desarrollo Económico - nuevo). Este periodo neolítico, según las épocas de la técnica se hace corresponder a la llamada Era Litotécnica. De esta época, no hay mucho que contar en cuanto a realizaciones técnicas. Estamos dentro de la llamada prehistoria, en la que no existen documentos escritos mediante los que poder conocer detalles de la vida de esta época. Todo lo que se sabe es a través de los utensilios encontrados en las excavaciones arqueológicas. Esta falta de tradición escrita no hace posible conocer como comenzó el proceso de invención. El hombre, debido a sus pocas defensas naturales, se encontraba prácticamente indefenso respecto del medio natural. Tiene la piel fina, no tiene garras para defenderse, no puede correr rápidamente para atacar o huir, no puede volar, ni camuflarse, etc. Sin embargo, la verdadera superioridad del hombre residía en tres grandes facultades notablemente desarrolladas que son, la imaginación, la habilidad manual y el lenguaje. La imaginación le permitió concebir y crear mentalmente sus proyectos, y la habilidad manual le permitió poner en práctica las creaciones que tenía en mente. Esta capacidad del hombre de hacer cosas le permitió adaptar el medio que le rodea transformándolo, en lugar de adaptarse ciegamente a él como hacen los animales. El hombre no solo realiza con su trabajo bienes materiales, instrumentos, útiles y herramientas, sino que también puede conservar sus conocimientos y depositarlos en sus sucesores. El lenguaje le permitió transmitir información, de manera que cada generación no tuvo que reiniciar el proceso de invención. Los logros no se ciñen al individuo, sino que los asume al especie humana. Se puede hablar de una actividad dirigida a resolver los problemas vitales, del esfuerzo por vivir cada día mejor, de la habilidad para crear herramientas e instrumentos, y de la continuidad de la transmisión del conocimiento a las futuras generaciones. En el periodo neolítico, con los comienzos de inventos fundamentales como el telar, la navegación la rueda y el horno entre otros, se transformó al barbarie en la primera civilización. Esto no sólo sucedió en periodos donde no existen documentos escritos, sino también hay dudas en cuanto a los orígenes de las dos primeras fuentes de energía como fueron el agua y el viento, o del arte de soplar el vidrio. Lo mismo sucede con la mayor parte de los inventos procedentes de China y que llegaron al resto del mundo en los primeros quince siglos de nuestra era. 3 Introducción a la Ingeniería Audiovisual Los conocimientos científicos son nulos. El pensamiento es predominantemente mágico y ejercido por los brujos, a los que podíamos denominar los sabios de la prehistoria y que fueron sin duda los que a través de la tradición oral e instrucción práctica hicieron posible el que fueran surgiendo algunos conocimientos. Las materias primas o recursos naturales usados para la construcción de un utillaje primitivo y armas elementales eran la piedra, principalmente silex, los huesos y cornamentas, pieles de animales y maderas. La economía es de subsistencia con un intercambio muy limitado y productividad muy escasa. La caza ocupa toda su actividad aunque al final del neolítico surge la agricultura y las ciudades. No puede hablarse de ningún tipo de organización social técnica ni de utilización de los hombres como realizadores de obras técnicas Los pocos restos de construcciones, megalitos, menhires o piedras hincadas verticalmente en el suelo, y los alineamientos dolménicos, responden a ritos funerarios, mágicos, y quizá, a primitivas formas de señalar y medir observaciones astronómicas. En resumen, nos encontramos en los que Ortega y Gasset denomina técnica del azar, en una sociedad arcaica cuyo entorno es el medio natural en estado puro. 2.3. La era antropotécnica (3.000 a de C - 1.000) Esta es una época heterogénea, en la que si bien desde el punto de vista histórico resulta disparatado agrupar a civilizaciones tales como la egipcia, la griega, la romana, y la árabe, desde el punto de vista técnico, sobretodo de utilización de las fuentes de energía y materiales, el denominador común de esta era es el empleo de los metales para el utillaje y la utilización masiva de hombres y mujeres, bajo la forma de esclavitud, como fuentes de energía mecánica. Este es el hecho que da el nombre a esta era que comienza en las civilizaciones de Oriente Medio y Próximo y que pasa posteriormente a Europa. La existencia de una mano de obra poco costosa y disponible en abundancia posibilita el nacimiento y desarrollo de la agricultura así como de grandes obras públicas. Surge y crece un comercio gracias a la aparición de medios de transporte como el carro y la nave. Las ciudades surgen a orillas de los ríos y del mar y la sociedad se organiza políticamente. 4 Desarrollo Tecnológico, Desarrollo Económico El pensamiento racional hace su aparición, sobretodo bajo su forma filosófica, aún cuando la mentalidad predominante sigue siendo religiosa y mágica y no se tiene conciencia de la técnica como instrumento para la reforma de la naturaleza. A continuación destacaremos algunas diferencias entre las distintas civilizaciones existentes a lo largo de esta época. Básicamente, las tres civilizaciones más destacadas son los árabes de Egipto, los griegos y los romanos. Los romanos y los egipcios fueron los más prácticos, los más utilitaristas. Además en el caso de Roma se cuenta con abundante mano de obra, los esclavos, lo que hizo que desarrollaran grandes obras civiles. Los griegos sin embargo no tenían la técnica como algo propio del hombre sino más bien de esclavos. Al griego le preocupó más saber el porqué que el cómo. Por ello construyo más ciencia que técnica. La técnica no se avenía bien con la mentalidad de Platón y Aristóteles, no adecuada a las aplicaciones de los conocimientos científicos. 2.3.1. La técnica en las antiguas civilizaciones El hombre civilizado nació como agricultor en Mesopotamia al lado de la desembocadura de los ríos Tigris y Eúfrates, en Egipto al lado del Nilo; y en la India junto al río Indo, por el año 3000 a de C. Desde allí se difundió su cultura y sus técnicas de forma lenta pero firme llegando a las tierras occidentales donde surgió una población numerosa y sedentaria Las obras de ingeniería más notables de estas civilizaciones tratan de satisfacer dos necesidades fundamentales: por un lado las básicas de alimentación y vivienda, y por otro las de naturaleza religiosa para honrar a sus dioses y reyes. De aquí el desarrollo de obras hidráulicas para la regulación de los grandes ríos y la mejora de la agricultura y la construcción de casas, ciudades y grandes monumentos. Así en el valle del Indo destaca la construcción de las ciudades de Mohenjo-Daro y Harappa planificadas con criterios urbanísticos que sorprenden por su anticipación, con trazados de calles perpendiculares orientadas de Norte a Sur y de Este a Oeste, con alcantarillados, vertederos de basura, pozos, baños y casas de varios pisos. 2.3.2. Egipto En Egipto fueron maestros en trabajos hidráulicos para aprovechar al máximo las periódicas crecidas del Nilo. Construyeron un sistema completo de diques y canales con lo que lograron ganar terreno al desierto. Recientemente se ha descubierto lo que hoy llamaríamos un proyecto de ingeniería en el que se detallaba la construcción de un sistema de diques a lo largo 5 Introducción a la Ingeniería Audiovisual de 80 Km. sobre el río. Asimismo construyeron artefactos para sacar de forma continua agua del río, de los cuales el más conocido es el “tornillo hidráulico” cuya invención se atribuye a Arquímedes, aunque parece que éste lo copió de los que vio en un viaje a Egipto. Las obras de ingeniería más notables de Egipto son las pirámides. Mucho se ha escrito respecto a coincidencias de dimensiones con distancias astronómicas o curiosos sistemas de iluminación. Fantasías aparte, lo que sí es cierto es que la construcción de las pirámides así como de templos y monumentos, tanto en Egipto como en Mesopotamia, exigía conocimientos de geometría y calculo de áreas, volúmenes y técnicas de medida. Por ejemplo, la base de la gran pirámide es cuadrada, existiendo en sus lados solamente un error de unos 3 cm. sobre 227 m. de lado, y los ángulos de 90º tienen un error de unos pocos minutos. Se ha calculado que se emplearon en la construcción unos 2.600.000 bloques de piedra de 1 m3 de volumen, lo que equivale a 2,5 Tm. de peso, durando la construcción unos 20 años de los cuales 10 fueron para la construcción de la rampa de acceso desde el Nilo hasta el lugar del emplazamiento a 1 km. de distancia. Para ello utilizaron únicamente miles de esclavos como única forma de tracción, desplazamiento y elevación. Junto con la geometría, los egipcios también desarrollaron otra rama de las matemáticas, la aritmética, con sistemas de numeración decimales y reglas de las cuatro operaciones básicas. Si en la medida del espacio demostraron conocer técnicas avanzadas, también desarrollaron esquemas de medida del tiempo, basados en la observación de los astros, y en la estacionalidad de las cosechas, estableciendo calendarios de 12 meses, de 30 días y 5 días más. Seguramente no podríamos denominar a estos conocimientos como científicos, al menos en el sentido moderno del concepto. Habría explicaciones prácticas de las cosas, resolución de problemas, pero faltaban leyes, métodos, y pruebas. Sí que podemos decir que había técnica, una ingeniería, que hoy denominaríamos ingeniería civil o de obras públicas. Platón considera el utilitarismo como una de las características más genéricas del pueblo egipcio, en contraposición al “amor helénico a la ciencia”. Sin embargo esto no fue obstáculo para que los griegos copiaran de los egipcios todas las técnicas que estos desarrollaron. El realizar tan grandes construcciones con el acopio de materiales que ello significaba y con el gran número de hombres que intervenían supone que también habían desarrollado un aspecto importante de la ingeniería, la planificación, la organización, y la dirección de proyectos que se plasmaban en planos, y cálculos sobre papiros. La economía de estas civilizaciones es productiva y de acumulación entorno a la agricultura con una actividad comercial de intercambio poco desarrollada. No existe ninguna 6 Desarrollo Tecnológico, Desarrollo Económico prueba de organización fabril, ni gremios, sino sólo artesanos inteligentes que sirven a la clase dominante, faraones, sacerdotes, jefes, guerreros, etc. para desarrollar técnicas de construcción y regadíos usando los esclavos como fuente de energía. 2.3.3. Grecia En Grecia, se consideraba, más bien poco a los técnicos. Incluso llegan a hablar de dos clases sociales, la esclavitud que manejaba la técnica, y la libertad que poseía la sabiduría. Por esta razón, en el aspecto técnico, la civilización griega no brilló a la altura que lo hicieron la filosofía, la literatura, o las artes plásticas. La mayor parte de las obras de ingeniería de los griegos fueron copias de las de Egipto y Oriente Medio que pasarán a través de Creta y Micenas a Esparta y Atenas. Era una sociedad en la que predominaba el pensamiento frente a la acción y a la resolución de las necesidades de alimentación, de vivienda, de transporte, de honrar a los dioses y otras ya existentes en civilizaciones anteriores, añadieron quizás las derivadas del culto a la belleza y a la educación que derivaban más hacia el arte que hacia la técnica. Incluso el inicio de la construcción de algunos artefactos mecánicos derivaba del sentido lúdico de juego y recreo pero sin buscar utilidad práctica alguna. La contribución de los griegos a la moderna ingeniería hay que buscarla por la iniciación del pensamiento racional, y el esbozo del método científico, con el descubrimiento de que la naturaleza tiene leyes generales de comportamiento, que pueden ser descritas por medio del lenguaje matemático. Sin embargo, cometeríamos una injusticia si no mencionasemos a un prototipo de ingeniero griego en el sentido moderno de la palabra. Este es Arquímedes de Siracusa (250 a de C.) Conocido más como científico por sus leyes y trabajos de hidrostática, como el principio de Arquímedes, que como constructor de artefactos mecánicos casi todos usados para fines militares en las guerras con los romanos; poleas, palanca, sistemas de espejos, catapulta, etc. Arquímedes poseía conocimientos científicos físico-matemáticos como el cálculo de volúmenes y técnicas de medida, y ante la necesidad de defenderse de una invasión, diseña y construye máquinas bélicas. Esta situación de Arquímedes se repetirá en épocas posteriores, y es característica de los trabajos de ingeniería que darán lugar. en el siglo XVIII, a la aparición de los primeros cuerpos de ingenieros militares. No obstante, el propio Arquímedes apreciaba poco la técnica en sí misma, considerando sus trabajos como subproductos de una geometría infantil, y diciendo que la construcción de instrumentos y, en general, toda actividad que se dirige a fines prácticos es baja y plebeya. 7 Introducción a la Ingeniería Audiovisual Como trabajo notable de ingeniería de los griegos, además de proseguir y perfeccionar las obras hidráulicas, de construcción y urbanismo tomadas de Oriente Medio, puede citarse la construcción del Túnel de Samos, planeado por Eupalino de Megara. El túnel tenía aproximadamente1 km. de longitud, la altura de un hombre y se usaba para suministro de agua. Su horadación se hizo desde los dos extremos a la vez, coincidiendo los dos tramos en el centro con una diferencia de pocos metros de altura. La determinación de alturas indica que la trigonometría ya estaba muy desarrollada (Pitágoras (500 a de C.) y Tales de Mileto (600 a de C.)). La construcción de este túnel fue descrita por Herón de Alejandría (20 a de C), a quién conviene recordar como constructor de algunos autómatas para juegos, precursores de los del siglo XVII en Europa, y varias máquinas de aire comprimido, instrumentos geodésicos de medidas de la tierra, y sobretodo la Eolípila o máquina de reacción de vapor que sería después conocida y mejorada por Leonardo da Vinci, y que probablemente su conocimiento inspirara el desarrollo de la máquina de vapor que daría lugar al comienzo de la era Paleotécnica, o primera revolución industrial, en el siglo XVIII. 2.3.4. Roma Al contrario que los griegos, los romanos demostraron su gran pericia para la resolución de los problemas prácticos y pueden considerarse sin lugar a dudas como los mejores ingenieros civiles del mundo antiguo. Pueblo conquistador y colonizador, comprendió que el mantenimiento de un imperio tan amplio como el suyo, necesitaba, al mismo tiempo que un código de normas y leyes unificado, una vasta red de comunicaciones y de obras públicas, a la vez que la necesidad de honrar a los dioses y un sentido lúdico de la vida, les llevaron a continuar las obras griegas de templos, circos y anfiteatros. Los conocimientos científicos fueron los mismos que los de los griegos y egipcios pero en su aplicación se mostraron mucho más prácticos e interesados. Las carreteras romanas fueron un modelo de perfección. Vitruvio, en su tratado “De Architectura” (25-23 a de C.), describe la construcción de dichas carreteras, que constaban de un sustrato profundo de piedras sobre el que se depositaba una capa de grava mezclada con cal, luego una argamasa de polvo de ladrillo y cal, y finalmente el adoquinado o empedrado. La anchura de estas vías variaba entre 5,5 y 8 m. y en los tiempos esplendorosos del imperio, la longitud de la red de carreteras era de unos 200.000 km., algunas de las cuales todavía subsisten en nuestros días. Entre las obras más sobresalientes de los romanos figuran los grandes establecimientos de baños o termas, las conducciones de agua y los puentes. Las termas de Caracalla, las más 8 Desarrollo Tecnológico, Desarrollo Económico famosas, tenían una capacidad para 2.300 bañistas. La calefacción se realizaba por medio de los llamados hipocaustos, que son conducciones de aire caliente a través de las paredes y el suelo. Las conducciones de agua-acueductos fueron obra donde brilló el genio técnico de los romanos, usando a veces conducciones de agua abierta y a veces mediante tuberías de plomo sin presión. En España tenemos ejemplos notables en Segovia, Mérida, y Tarragona. Una característica importante de estas obras es que añaden a la resolución del problema la belleza estética en la construcción, de manera que además de una obra de ingeniería es una obra de arte. Los puentes son asimismo obras monumentales, prácticas, seguras, y bellas, muchos de los cuales todavía siguen utilizándose hoy en día para el tráfico rodado y peatonal. Un puente sobresaliente es el Pont du Gard cerca de Nimes, en Francia que tiene 50 m. de altura y unos 300 m de longitud. En España hay también muchos e importantes puentes romanos de los cuales el más conocido por su belleza es el de Alcántara en Cáceres. Con los romanos comienza también la explotación sistemática de las minas de plata, hierro, cobre, estaño, plomo y mercurio, metales que necesitaban para su armamento bélico sobre todo. Así pues, a la ingeniería civil y agronómica, los romanos añaden la ingeniería de minas. En cuanto a las fuentes de energía, aunque se conocían algunas máquinas como las prensas de aceite movidas por animales de tiro, la rueda de agua y el molino hidráulico, se servían preferentemente de la fuerza muscular de numerosos esclavos, al igual que en Grecia y Oriente. Respecto a la estima en que se tenía al técnico, al final del imperio el concepto de técnico era muy cotizado. Los aprendices de oficios mecánicos recibían un salario y ni ellos ni sus padres tenían que pagar tributo. Más adelante, también los maestros de estos también quedaron exentos de toda contribución. El imperio romano cayó, por causas que no son de nuestro estudio, pero su civilización perdura, y entre otras cosas de esta civilización aún quedan muchas muestras de sus grandes obras de ingeniería. 9 Introducción a la Ingeniería Audiovisual 2.4. Era Eotécnica (s. X - XVIII) Siguiendo la clasificación de Lewis Mumford, la era Eotécnica se inicia en Occidente hacia el siglo X, y se extiende hasta mediados del siglo XVIII. Desde otros puntos de vista de clasificación histórica esta era es también heterogénea y comprende la baja Edad Media, el Renacimiento y el Barroco. Sin embargo, con el criterio de utilización de fuentes de energía todo el periodo está marcado por la utilización a gran escala del agua y el viento como agentes motores para la conversión en energía mecánica rotativa a través del uso de los molinos y el empleo eficaz y extendido de los animales como los caballos, bueyes, etc., que sustituyen a los esclavos. Con la utilización de los molinos, se desarrollo la tecnología de los ejes y las ruedas, que se aplicaron después a la relojería y a desarrollar nuevas máquinas. Otro de los inventos de finales del siglo XV es la imprenta, que afectará al desarrollo de la cultura y a la evolución del pensamiento, incluyendo los planteamientos religiosos Si desde el punto de vista científico la Edad Media, sobretodo entre los siglo V y X, constituye un retroceso notable en el Occidente europeo respecto a la civilización helénica, la Era Eotécnica brilló con esplendor propio en cuanto a inventos técnicos que tendrían después una extraordinaria importancia. Cierto es que buena parte de los inventos fueron tomados de Oriente llegando a Europa por la doble vía de los árabes a través de España y de los bizantinos y el contacto producido durante Las Cruzadas. Así la rueda hidráulica, en su forma de noria, era usada por los egipcios para elevar agua y los molinos de agua eran usados en Roma. El molino de viento procede de Persia donde se usaba en el siglo VIII. Asimismo, el papel, la brújula y la pólvora llegaron de China a través de los árabes y la geometría, la aritmética y la medicina procedían también de los árabes, de los griegos y de los romanos. Pero desde el punto de vista de la ingeniería, tan importante o más que la invención es la aplicación de los inventos a procesos que sean útiles a la sociedad. En este sentido fue la Europa Eotécnica la que supo hacer un uso extensivo de técnicas ya conocidas e inventos anteriores. A ello contribuyó sin duda la abolición de la esclavitud debida a la difusión del cristianismo, que obligó al hombre a buscar fuentes de energía sustitutivas de los esclavos. Aunque el molino de agua es descrito por Vitrubio, es en la Edad Media cuando comienza a utilizarse a gran escala. La importancia de esta forma de energía mecánica, rueda hidráulica moviendo piedras de moler, puede apreciarse considerando que un esclavo trabajando diez horas diarias podría moler 40 kg. de maíz, mientras que un molino de agua primitivo podía moler hasta 10 Desarrollo Tecnológico, Desarrollo Económico 28.000 kg. en el mismo tiempo, suministrando harina de forma regular para unas 80.000 personas. Naturalmente, la energía hidráulica fue muy aprovechada en el norte y centro de Europa, y en el norte de Italia, al lado de caudalosos ríos o torrentes rápidos. Si la primera utilización del molino hidráulico fue para moler el grano para la alimentación, pronto fue aplicado a otras funciones tales como: hacer pasta de papel de trapos, mover martillos y sierras en carpinterías, fuelles en herrerías y fundiciones, hiladoras y tejedoras en telares, y antes que la bomba de vapor atmosférico, para extraer agua de las minas. En algunos ríos de Inglaterra había dos molinos por kilómetro de acuerdo con el catastro de Dunesday, hacia el año 1090 había unos 5.600 molinos hidráulicos en 34 condados de Inglaterra. Karl Marx observó que en el año 1836, en plena revolución industrial, subsistían en Holanda 12.000 molinos que producían más de 6.000 caballos de fuerza. La experiencia de los molinos de agua llevó a la utilización de los molinos de viento que, procedentes de Oriente, se extendieron rápidamente por Europa a partir del siglo XII, especialmente en los Países Bajos, donde se formaron compañías propietarias de molinos que gerenciaban el trabajo realizado por otros en los molinos, comenzando así la separación de la propiedad del medio de producción del artesano-trabajador. Junto con el agua y el viento, la utilización racional de los animales de tiro y la mejora de los métodos de aparejo incrementó la energía motriz de tracción. Así en tiempos del emperador Teodosio en el 438 antes de Cristo, su código establecía que lo máximo permitido para ser arrastrado por un caballo eran 500 kg., mientras que en la Edad Media podría arrastrar hasta unos 3.000 kg. En cualquier caso, donde tuvo mayor importancia el caballo fue en las tareas agrícolas, que junto con otros perfeccionamientos de herramientas e instrumentos produjeron un notable incremento en la producción agrícola, necesaria por otra parte para el crecimiento de la población. Si el viento y el agua fueron las fuentes de energía por excelencia del periodo Eotécnico, la madera fue la materia prima más importante usada tanto para la construcción de edificios como en la maquinaria de los molinos hidráulicos y de viento: ruedas, paletas, álabes, ejes, levas, todo era de madera. Los carromatos, los yugos, los cubos, los telares, los tornos, las prensas de aceite y de vino, las herramientas de los artesanos, etc. eran en todo o en parte de madera. La madera fue en esta época materia prima, producto final, obra y combustible. 11 Introducción a la Ingeniería Audiovisual En el medio urbano, sus habitantes aprenden a vivir del trabajo y del comercio, y no de la guerra, desarrollandose la artesanía. Surgen los gremios que, como veremos, se protegen y concentran en zonas o calles de la ciudad, apareciendo una nueva clase social, la de los artesanos, distinta de la nobleza y el clero. 2.4.1. Los gremios y las factorías Si atendemos a las formas de organización del trabajo, también esta época marca una profunda modificación respecto a periodos anteriores. “Lo que llamamos fábrica nació de la aplicación de la energía hidráulica a los procedimientos industriales, y fue la existencia de un edificio central, separado de la casa-taller del artesano, en el que se podían reunir los grupos de hombres para realizar las varias operaciones especializadas con el beneficio de una cooperación a gran escala, lo que diferencia la factoría del taller.” La factoría conlleva un cambio en el modo en que se hacen las cosas. Da paso a la agrupación de artesanos especializados que constituirán la forma de organización laboral típica de la era Eotécnica: los gremios. Son agentes de regimentación y control del trabajo que protegen el mercado, imponen un horario y una medida del tiempo, cosas que no se habían podido realizar de manera cómoda de no ser por el invento del reloj mecánico, exponente máximo junto con la imprenta de la Era Eotécnica, que libera al hombre de la dependencia de la naturaleza en la medida del tiempo. A su vez, cada gremio se hacía responsable de las técnicas empleadas en cada oficio, guardándolas y transmitiéndolas. Se establecen tres categorías dentro del taller del artesano que son: el aprendiz, el oficial, y el maestro. La economía de este periodo sigue siendo primordialmente agraria pero hace ya su aparición el capitalismo comercial propiciado por el desarrollo de la navegación a vela, y los viajes que dan lugar al descubrimiento y colonización de nuevos mundos. La Era Eotécnica es también la que marca un proceso gradual de cambio de la organización política de tipo feudal a los estados monárquicos absolutos. En este proceso tuvo mucho que ver el cambio del concepto y forma de los ejércitos así como las tácticas militares, ambos deudores del advenimiento de la utilización de armas de fuego, merced a la utilización para estos fines de un invento prestado de Oriente: la pólvora. 12 Desarrollo Tecnológico, Desarrollo Económico 2.4.2. La pólvora y el cañon Parece que la pólvora la utilizaron por primera vez los chinos y consistía en una mezcla de salitre, azufre y carbón mineral. Su invención arranca del siglo VII, y en una crónica de 1232 sobre la defensa de la ciudad de Kai-fung-fu, se habla de dos nuevas armas: “el trueno que sacude los cielos” y “la flecha de fuego volante”, clara alusión a las bombas y a los cohetes. El descubrimiento chino fue traído a Occidente por los árabes, quienes no la utilizaron extensivamente. En Europa se encuentran recetas de pólvora en escritos de Alberto Magno, Roger Bacon y Bertoldo el Negro, a partir de 1250. El cañón si parece, en cambio, un invento europeo, aunque no está claro quién o quienes fueron los primeros artífices que lo construyeron, pues en la primera mitad del siglo XIV, tanto ingleses como alemanes y daneses registran su uso en crónicas y a principios del siglo XV ya aparecen representaciones gráficas de cañones en tratados sobre los que volveremos posteriormente. La pólvora junto con el cañón, primero, y los mosquetes después, revolucionan las tácticas militares y tienen una gran influencia en el nacimiento de la ingeniería militar. Por un lado, obliga a un nuevo tipo de fortalezas y construcciones; por otro a la construcción de artefactos cada vez más precisos que requieren cálculos detallados; artefactos que usan metales en lugar de madera y que requieren a su vez la explotación sistemática de minas y el desarrollo de técnicas de fundición. Metales y fundición que se utilizan no solo para fabricar armas, cada vez más en serie, sino también para piezas de los uniformes de los ejércitos. Piezas y armas que, con los uniformes proporcionados por la incipiente industria textil, son, junto con los tipos móviles de la imprenta, los primeros ejemplos de la producción en serie. La guerra, el arte militar, la defensa, de cualquier forma que se las quiera denominar, van unidas una vez más al desarrollo de la técnica y de la ingeniería, y no deja de ser curioso que el ingeniero arquetipo del Renacimiento, Leonardo da Vinci, fuera además de un artista, principalmente un ingeniero militar 2.4.3. El papel y la imprenta Fue la necesidad de comunicarse para saber, para estudiar, para enseñar, lo que condujo a la más importante de las innovaciones de la era Eotécnica, que tuvo lugar al final de la Edad Media y principios del Renacimiento. Nos estamos refiriendo a la conjunción de un medio y soporte de la comunicación escrita, el papel, y una técnica de impresión nueva, la imprenta. 13 Introducción a la Ingeniería Audiovisual En la antigüedad vimos que se usaba el papiro como soporte de la escritura y el grabado. Posteriormente fue el pergamino, originario de Pérgamo, fabricado a partir de pieles de animales. El pergamino fue muy utilizado en la Edad Madia pero a finales de ésta, comenzó a sustituirse progresivamente por el papel. Como en el caso de la pólvora, la fabricación de papel a partir de fibras vegetales es originaria de los chinos, que ya la conocían en el año 150, pero no se difundió hasta que lo conocieron los árabes en el siglo VIII y lo propagaron por Europa a través de España. Hacia mediados del siglo XII, Játiva mantenía una importante industria de papel, y hacia 1260, bajo el reinado de Alfonso X el Sabio comenzó la preparación de papel en la España cristiana. También debemos rendir el tributo que la ciencia y la técnica deben a la Escuela de Traductores de Toledo, verdadera universidad europea donde árabes, judíos y cristianos, todos españoles, junto con numerosos estudiosos europeos, tradujeron al latín los trabajos de griegos y árabes que tanta influencia habrían de tener en el Renacimiento. El papel es un medio de soporte y transmisión de la información escrita, fácil de producir en grandes cantidades y formatos variados, barato, manejable, fácil de transportar y almacenar. Junto a él, la imprenta de tipos móviles proporciona la forma de traducir mecánicamente la información a caracteres impresos y reproducirla de forma rápida y barata al papel tantas veces como sea necesario. Poco se sabe de la vida de Johannes Gütemberg, quién inventó los tipos móviles de aleación de metales como plomo, antimonio, y estaño, el método de fundición de los mismos y la máquina para componerlos e imprimir. En 1448 imprimió Gütemberg el primer libro, un calendario, al que siguió en 1456 la maravillosa Biblia de 42 líneas, y al que seguiría pronto, en 1472 el primer libro de ingeniería: El tratado de Valturio “Elencux et index rerum militarium”. La imprenta y el papel constituyeron lo que, en el lenguaje actual podríamos denominar el comienzo de la primera revolución de las tecnologías de la información. La ciencia, la técnica, la filosofía, la literatura, en fin, la información almacenada sale por fin de los monasterios, de los palacios de los príncipes y se va difundiendo por capas sociales cada vez más amplias, contribuyendo así a la democratización de la cultura. Altera el sentido de la realidad, y la costumbre, la tradición, la palabra, el contrato oral, dan paso al escrito como documento, como prueba. Aumenta la velocidad de transmisión del conocimiento y el desarrollo de la ciencia y la técnica experimentales. Sin duda, el conocimiento y la nueva forma de estudiar la naturaleza son anteriores a la imprenta, pero podemos preguntarnos si el desarrollo humanístico y técnico del Renacimiento y el nacimiento de la nueva ciencia, con sus enormes consecuencias posteriores para la ingeniería y la civilización, habrían sido posibles sin esta tecnología de la información. Sucedió, como en 14 Desarrollo Tecnológico, Desarrollo Económico tantas otras ocasiones que el invento llegó cuando se necesitaba, encontrando el caldo de cultivo adecuado, y de ahí el éxito, la importancia y la transcendencia de esta innovación técnica. 2.4.4. Los tratados de ingeniería y los primitivos ingenieros Una consecuencia práctica de la imprenta para el desarrollo de la técnica y el nacimiento de la ingeniería es la publicación de los primeros libros técnicos. Aunque previamente a la imprenta ya existían manuscritos con ilustraciones y explicaciones de artefactos técnicos, su número y consecuentemente su utilización era escasa, por lo que el libro impreso supuso una mayor difusión. Si ya señalamos que las artes militares jugaron un papel importante en el desarrollo de las nuevas técnicas, no puede sorprender que los primeros tratados lo fueran precisamente sobre temas de construcciones militares y armamento. Un manuscrito célebre es “Bellifortis”, sobre técnicas guerreras, de Konrad Kyeser en 1405 a quien algunos historiadores calificaban como el primer ingeniero militar. En 1472 fue impreso en Verona el tratado de Valturio nombrado anteriormente, y en 1476 se imprimió “De re militari” escrito hacia el año 390 por un estratega romano. A caballo entre los siglos XV y XVI, en el centro de la era Eoténica, en pleno Renacimiento, brilla con luz propia un adelantado de la técnica, un ingeniero moderno, un genio que observa la naturaleza, estudia, calcula, proyecta y construye, para comprenderla y dominarla. Nos estamos refiriendo a Leonardo da Vinci (1452 - 1519). Los biógrafos de Leonardo han destacado la atracción que éste sintió siempre por la obra de Arquímedes, por lo que es lógico que, en cierto modo, siguiera una de sus actividades principales: la de ingeniero militar. Producto de la época, la faceta más ingenieril de Leonardo es la de ingeniero de armamento y construcción. Trabajando, primero para Ludovico Sforza, y, después, para César Borgia, diseño y construyo numerosas fortificaciones aplicando, antes que Durero, el principio de la fortificación poligonal. Construyó puentes móviles transportables, y diseñó y proyectó cañones rotatorios de varias bocas, carros armados de hoces, granadas de mano, campos minados, bombas y máscaras de gas y otros artefactos bélicos. Junto a las funciones de diseño y proyecto, Leonardo ejerce la función de dirección de la construcción y en tal sentido se ofreció en 1498 a César Borgia como general de ingenieros, no simplemente para proyectar máquinas de guerra sino para dirigir todas las operaciones ingenieriles, llevando una contabilidad rigurosa de materiales, sueldos, costes y beneficios, es decir, cuidando el aspecto económico de un proyecto 15 Introducción a la Ingeniería Audiovisual Sus estudios sobre el movimiento y el vuelo son comparables a cualquier estudio moderno de ingeniería. Fruto de la reflexión profunda y del cálculo exacto, Leonardo diseña y modifica sus conclusiones. No se sabe con certeza si llegó a ensayar el vuelo humano y si llegó a obtener algún éxito. Hoy podemos saber que con los materiales y medios energéticos que había entonces era imposible el vuelo sostenido. Pero en este aspecto, como en algunos otros de las muchas invenciones que figuran en sus bocetos, Leonardo fue un precursor, un adelantado a las necesidades de su época. Otra faceta que le acerca al ingeniero moderno es que publicó casi todos sus estudios y experimentos con gran profusión de dibujos, croquis, planos e ilustraciones. Sus manuscritos más notables son: “Codex Atlanticus” , el ”Tratado sobre el vuelo de las aves”, el “Tratado sobre armas de guerra” , el “Tratado de Arquitectura” y su libro del movimiento, donde adelanta el principio de la inercia. Este libro se ha perdido. Si bien existe un paralelismo, entre Arquímedes y Leonardo hay una diferencia profunda; la concepción que cada uno tiene de lo que hace, concepción no solo, ni principalmente, individual, sino de la sociedad en la que vivían. Mientras que Arquímedes despreciaba la actividad técnica, Leonardo la valora mucho, sobretodo en conjunción con el conocimiento científico y así rezan varios aforismos suyos tales como: “Quien prefiere la práctica sin la teoría, es como el marino que se encuentra en su buque sin timón y sin brújula, y no sabe donde irá a parar”; o “la ciencia es hija de la experiencia; la teoría es el capitán; la práctica, los soldados”; o considerar la técnica como “el paraíso del matemático, donde toda la fruta madura.”. Durante el siglo XVI se dio en el ramo de la ingeniería un paso decisivo para su desarrollo posterior: la construcción de máquinas se separó por completo de la técnica militar y asistimos a un gran florecimiento de máquinas motrices en que se usaba sobretodo energía hidráulica y los animales de tiro. Se publican numerosos tratados técnicos de descripción de máquinas y su aplicación a fines civiles. Otro aspecto que se desarrolla y se sistematiza durante los siglos XVI y XVII es la minería. Tan antigua como la vida del hombre, y por supuesto muy necesaria para el desarrollo de la técnica, los minerales habían sido explotados muy rudimentariamente. Fue en Alemania, región rica en minerales, donde se desarrollo una importante técnica minera durante la Edad Media, pero los conocimientos y recursos de esta técnica se mantuvieron durante largo tiempo en secreto. Es en el siglo XVI, concretamente en el año 1556, cuando aparece el más importante tratado de minaría, el titulado “De re metallica libri XII” de Georguis Agricola. En los doce libros de que consta el tratado se hace una descripción detallada de la construcción de las galerías, los instrumentos y máquinas de minería, del lavado, desmenuzamiento y fusión de los minerales, y 16 Desarrollo Tecnológico, Desarrollo Económico de la preparación de numerosos compuestos. De la importancia de esta obra da idea el hecho de que durante los dos siglos siguientes fue el libro de texto básico usado por los profesionales de la minería y su autor es considerado como padre de la minería y fundador de la mineralogía. 2.4.5. La ciencia experimental En el Renacimiento se hace común un nuevo modo de pensar, un nuevo modo de sentir la naturaleza. Esta existía para ser explorada, conquistada, imitada y finalmente entendida. Este cambio de actitud hacia la naturaleza se manifestó ya lentamente desde el siglo XIII con pensadores ilustres como Roger Bacon y Alberto Magno. Roger Bacon (1214 - 1294), franciscano y profesor de la Universidad de Oxford, señala que hay dos caminos para el conocimiento: el argumento, o teoría en el lenguaje moderno, y la experiencia, entendida esta como comprobación de la teoría mediante experimentos. Con grandes resistencias, el humanismo fue ganando terreno a la filosofía escolástica y la enseñanza en las universidades dejo de estar basada en la teología. La experimentación como medio válido para probar una hipótesis fue reemplazando la norma medieval y cristiana de que todo debía probarse mediante la argumentación. Pero si bien es cierto que hubo notables escolásticos a los que quizás algunos consideran fundadores de la ciencia experimental, debemos señalar que la ciencia experimental que se inicia a caballo entre los siglos XVI y XVII es deudora de los artesanos, de los hombres de la mina, de los constructores de máquinas, de los arquitectos, de los primitivos ingenieros, de los inventores, cuyo paradigma es Leonardo. Junto con el nuevo modo de pensar, con el conocimiento de la ciencia aristotélica y árabe, está el gusto por observar y por medir gracias a los nuevos instrumentos: por explicar las relaciones de fuerzas y movimientos de las nuevas máquinas. Estos instrumentos, máquinas y actitudes se desarrollaron técnicamente con poco conocimiento científico. La nueva forma de pensar, la nueva forma de hacer, culminan en el siglo XVII y la primera mitad del siglo XVIII con el nacimiento de la ciencia experimetal que tanta importancia habría de tener para el posterior nacimiento de la moderna ingeniería. Época en la que sobresalen una generación de científicos tales como Francisco Bacon, Galileo Galilei, Blas Pascal, Otto von Guerike, Christian Huygens, Wilhelm Leibnitz e Isaac Newton. 17 Introducción a la Ingeniería Audiovisual Francisco Bacon (1561 - 1626) fue canciller de los lores de Inglaterra en tiempo de Jacobo I. Desarrolló en su tratado “Novum Organum” una nueva teoría sobre el método de las ciencias: “El hombre, servidor e intérprete de la naturaleza, sólo predice y conoce cuanto ha observado experimentalmente o mentalmente en el orden de la naturaleza, pero por encima de esto, no sabe ni puede nada.” Bacon conoce la creciente importancia de la mecánica e intenta estructurarla dentro de su sistema de ciencia, dejando en su utopía “Nova Atlantis” un programa ambicioso para la técnica en su calidad de ciencia aplicada, previendo el vuelo de los aviones, la construcción de buques, el diseño de autómatas y numerosos instrumentos y máquinas. Pero es sin duda Galileo Galilei (1564 - 1642), el que al nuevo pensamiento científico, expresado en su “tratado de la ciencia mecánica” une sus trabajos como físico experimental, estableciendo los fundamentos de la Astronomía, Óptica, Estática y Dinámica, por lo que con toda razón se le tiene como el fundador de la Física Aplicada. Galileo observó los mares y montañas de la luna, estudió el movimiento libre de los cuerpos, y mediante el péndulo y el plano inclinado midió la caída de los cuerpos. Según Galileo, sólo debían plantearsele a la naturaleza, por medio de la experimentación, aquellos problemas que fuesen susceptibles de una representación única, clara, decisiva, medible y repetible. La subjetividad debe quedar fuera del experimentador y sólo deben importar las cualidades primarias de los objetos que nos rodean, tales como tamaño, peso, cantidad, forma y movimiento. Otro investigador aplicado es el alemán Otto von Guerike (1602 - 1686), quien sintetiza las teorías de Galileo y Bacon en frases tales como “una prueba que se apoya en la experimentación debe preferirse a la tomada sólo del raciocinio,” o “donde se pueda aportar un hecho, no hacen falta elaboradas hipótesis”. Demostró que era falso el que la naturaleza no consintiera el vacío, y logró hacerlo e incluso efectuar medidas de la presión atmosférica con una precisión similar a la que lograría Torricelli en 1643. El experimento más celebrado de Otto von Guerike fue el de los “hemisferios de Maydeburgo” en el cual veinte caballos no consiguieron separar dos semiesferas en cuyo interior se había hecho el vacío. Descubrió la ley de la repulsión de los polos eléctricos en sus experimentos de frotación sobre una esfera de azufre giratoria. Construyó bombas neumáticas y fue además un buen ingeniero constructor, pues como burgomaestre de Maydeburgo tuvo que reconstruir la cuidad asolada por la Guerra de los Treinta Años. Conocido y admirador de Guerike fue Wilhelm Leibniz (1646 - 1716) que se distinguió como matemático, filósofo, físico, historiador y técnico. Independientemente de Newton creó el cálculo infinitesimal, que pronto se convertiría en instrumento imprescindible de las ciencias y la técnica. Basándose en especulaciones filosóficas, imaginó el sistema numérico binario, que tanta importancia tendría posteriormente en los ordenadores. Perfeccionó la máquina de calcular 18 Desarrollo Tecnológico, Desarrollo Económico inventada por Blas Pascal (1623 - 1662), quien impresionado por los complicados cálculos que debían realizar los empleados de los tributos franceses, cuyo director era su padre, construyó en 1643 una máquina que podía sumar y restar. Isaac Newton (1643 - 1727) en su “Philosophiae naturalis principia matematica” (1687) consiguió con su ley de la gravedad una explicación dinámica del movimiento de los planetas, al mismo tiempo que contribuyó al nacimiento del calculo diferencial. Sus tres célebres principios de la dinámica ya habían sido anticipados por Galileo, pero fue Newton gracias a su poder de cálculo quién lo formuló tal y como lo conocemos. A Newton se debe también la enunciación de la teoría corpuscular de la luz, según la cual un rayo de luz era una corriente de corpúsculos emitidos por el cuerpo luminoso. Radicalmente opuesta a la Teoría de la Luz de Newton fue la de Christian Huygens (1629 - 1681) que en sus “Traité de la Lumiére” (1690) expuso su teoría ondulatoria de la luz, según la cual la luz se propaga en forma de ondas, explicando así los fenómenos de reflexión y refracción, que la teoría de Newton no era capaz de explicar. Habría que esperar a Maxwell y después a Einstein para que ambas teorías quedaran completamente explicadas y fueran compatibles. Huygens descubrió y explicó la ley del péndulo, también anticipada en sus últimos años por Galileo, que tan decisiva importancia tendría en la medición exacta del tiempo; perfeccionó el telescopio de Galileo y contribuyó sensiblemente a desbrozar el camino para el desarrollo de la máquina de vapor. 2.4.6. Universidades y academias Junto a invenciones mecánicas como el reloj, y la prensa de imprenta, surgen en la Edad Media otras invenciones sociales importantes: las universidades, entre las que sobresalen las de Bolonia (1100), París (1150), Salamanca (1223), Cambridge (1229). Las enseñanzas que se impartían eran las tradicionales, constituidas por el Trívium, gramática, dialéctica y retórica; y el Cuadrívium, aritmética, geometría, astronomía y música. No puede decirse que la influencia que estas, y otras universidades posteriores en la era Eotécnica, fuera significativa para el desarrollo de la técnica y la ingeniería. En 1600, en las, aproximadamente, cincuenta universidades que existían en el mundo occidental seguían explicando las materias mencionadas anteriormente y proporcionando preparación profesional para la Iglesia, para la Administración Pública y posteriormente para la medicina. 19 Introducción a la Ingeniería Audiovisual Francisco Bacon, en su “Nova Atlantis” postula por una “Casa de Salomón” donde se enseñara y se investigara sobre artificios, máquinas, técnica, agricultura y ciencia experimental. Habría que esperar hasta el siglo XVIII, como vimos al tratar el concepto de tecnología, para que las enseñanzas de la ingeniería fueran entrando en las universidades. Algo distinto es lo que ocurre con las academias y sociedades científicas surgidas en los siglos XVI y XVII, y que junto con el avance del conocimiento científico, se preocupaban de las aplicaciones técnicas. Entre las precursoras podemos citar la “Academia Secretorum Naturae” de Nápoles en 1560 cuyo título es suficientemente expresivo de sus propósitos, y la “Accademia dei Lincei” de Roma en 1603 a la que perteneció Galileo. Inspirada en la “Casa de Salomón” de Bacon, una asociación de científicos británicos que desde 1645 se reunía de manera informal en una taberna inglesa, toma carta de naturaleza y se constituye en 1662 como la “Royal Society of London for Improving Natural Knowledge”. Esta sociedad se componía de ocho comités, el primero de los cuales debía considerar y mejorar todos los inventos mecánicos. En 1662, al otro lado del Canal de la Mancha, el ministro francés Jean-Batiste Colbert, muy interesado en las cuestiones de la técnica y de la industria fundó también la Academia de Ciencias y hacia final de siglo, Leibnitz fundó la Academia de las Ciencias de Berlín. Aunque el nombre vaya ligado a la ciencia, en las citadas Academias y Sociedades no se discutía sólo de lo que hoy llamaríamos ciencias básicas sino también sobre problemas de ingeniería en relación con los artefactos, máquinas motrices, relojes y fuentes de energía y las disputas de los científicos de la época eran tanto sobre quién era el padre del cálculo infinitesimal, como sobre la autoría del mecanismo del muelle espiral para el reloj o perfeccionamientos del telescopio. Sin embargo, el principal medio de aprendizaje y entrenamiento de la técnica seguía siendo la experiencia pasada de maestros a aprendices en los talleres y factorías de los gremios, reforzada por el estudio de los libros técnicos que surgieron a final del siglo XV y que con tanta profusión se publicaron en los siglos XVI y XVII. 2.4.7. Máquinas y energía El nuevo modo de pensar del Renacimiento tuvo gran importancia para la ciencia y para la técnica. Los constructores de máquinas, los inventores, los primitivos ingenieros, tanto militares como civiles, son protegidos y buscados por los príncipes y los grandes señores de las florecientes ciudades comerciales. El ansia de poder, de aumentar sus producciones mineras y 20 Desarrollo Tecnológico, Desarrollo Económico agrícolas y el florecimiento del comercio hacían que los príncipes llamaran a su lado a los técnicos y les otorgaran “privilegios de invención” que son los precursores de las patentes. En Alemania se concedieron ya en 1502 dos privilegios de invención a máquinas destinadas a extraer aguas de las minas. Entre 1561 y 1570 se concedieron en Inglaterra doce privilegios por productos químicos y seis por máquinas y, siguiendo las recomendaciones dadas por Francis Bacon, en 1624 se reguló por el “Status of Monopolies” el derecho de la invención, algo así como la primera ley de patentes. Se incentivaba a aquellos cuyo ingenio mecánico suplantaba los reglamentos económicos y sociales de los gremios que iban perdiendo fuerza a favor del incipiente capitalismo ligado a la factoría y a la máquina. El artesano evoluciona entonces, por un lado hacia el técnico y por el otro hacia el trabajador asalariado. La Era Eotécnica alumbro la ingeniería militar y los precedentes de las ingenierías mecánica y minera, además de la agrícola que ya existía antes; supuso el nacimiento, desarrollo y posterior muerte de un sistema de organización del trabajo, los gremios, y de la factoría o molino y vio nacer el método científico. Su misma fuerza produjo su debilidad. La fuerza motriz por excelencia en este periodo fue la hidráulica. Dos obras de ingeniería hidráulica citadas como paradigmas de la era son: el sistema construido en 1569 en Toledo por Juanelo Turriano y que consistía en un complicado sistema de ruedas hidráulicas y norias para elevar el agua desde el río Tajo hasta el Alcázar salvando un desnivel de 90 m. y la estación elevadora de agua construida cerca de Versalles. Esta instalación fue construida en Mazly entre 1681 y 1685 para proporcionar agua a los jardines de Versalles salvando 162 m. de altura, con catorce ruedas hidráulicas gigantes movidas por el Sena y con 221 bombas hidráulicas. Esta obra, maravilla de la ingeniería de la época, suministraba una potencia cercana a los 100 caballos de vapor. Medidas en términos de rendimiento, las energías hidráulica y eólica eran poco eficientes, pese a lo cual, hasta bien entrado el siglo XVIII la fuerza motriz de la industria textil era la hidráulica. Pero la principal debilidad de esta energía no estaba en el escaso rendimiento sino en su irregularidad y en su excesiva dependencia de la naturaleza. Salvo en los ríos de caudal constante, el suministro de agua y viento era irregular. Además, la instalación de las factorías estaba limitada por la misma razón a zonas geográficas determinadas. Una nueva fuerza motriz era necesaria para satisfacer lo requerimientos, cada vez mayores de la extracción de agua de las minas, y hacerlo sin estar sometido tanto a circunstancias estacionales y geográficas. Esta nueva fuerza motriz se obtendría a partir del vapor de agua y marcaría el paso a la era Paleotécnica. Denis Papin (1647 - 1712) publicó en 1681 su ensayo sobre la marmita de vapor. Huygens y Papin trabajaron también con un motor de pólvora, pero era peligroso y poco 21 Introducción a la Ingeniería Audiovisual útil. Por su parte Thomas Newcomen (1663 - 1729) perfeccionó la máquina de Papin que se utilizó en minería. 2.5. Era Paleotécnica (1750 - 1870) A mitad del siglo XVIII, ya había tenido lugar la revolución intelectual e industrial fundamental que transformó el modo de pensar, los medios de producción, la forma de vivir de la sociedad. Había llegado el momento de consolidar los grandes avances conseguidos en el ocaso de la era Eotécnica. A partir de 1750, la industria llegó a una nueva fase. Esta segunda revolución supuso un incremento y extensión de los métodos y técnicas anteriores. A pesar de los muchos progresos conseguidos en los siglos anteriores y a veces, por la supuesta e inexplicable explosión de los inventos a partir de 1760, los 700 años anteriores se han considerado como un periodo estancado de poca producción, pobres recursos energéticos y sin realizaciones significativas. Puede ser que apareciera esta idea por el gran cambio que supuso el siglo XVIII, dejando olvidados los métodos técnicos más antiguos. Inglaterra había sido uno de los países más atrasados de Europa durante la Edad Media. No fue hasta el siglo XVI cuando se empezó el desarrollo de la minería y de las fábricas. Pocos de los inventos decisivos o perfeccionamientos de la era Eotécnica tuvieron su origen allí. La primera gran contribución de Inglaterra a los nuevos procesos de pensamiento y trabajo fue la generación de grandes hombres de la ciencia en el siglo XVIII, de la que formaba parte Newton. Como la fase Eotécnica apenas se había desarrollado en Inglaterra, allí se opuso menos resistencia a la utilización de los nuevos métodos y procedimientos. El atraso original ayudó a establecer su liderazgo en la Era Paleotécnica. El desarrollo técnico no suponía una ruptura con el pasado. Al contrario, se apoderó de las innovaciones técnicas, tanto de la era anterior como de otras culturas, algunas muy antiguas. La industria paleotécnica surgió del derrumbamiento de la sociedad europea tras el periodo anterior. Se pasó de un interés por la resolución de las necesidades vitales a un interés por el dinero. Esta característica, que antes era algo típico de los mercaderes, pasó a extenderse a todos los ámbitos sociales. 22 Desarrollo Tecnológico, Desarrollo Económico La industria se trasladó de las ciudades a los suburbios y a los distritos rurales de Inglaterra. La población agrícola, sin tierra que cultivar, se desplazó a las nuevas zonas y a trabajar en las nuevas industrias. Los salarios, a pesar de estar muy cerca del mínimo de subsistencia se rebajaron todavía más, en competencia con la máquina. Por ello se retrasó la introducción del telar mecánico en la industria textil hasta los primeros años del siglo XIX. En Inglaterra, esta fase alcanzó su punto culminante a mediados del siglo XIX. Pero el inicio de la Era Paleotécnica no fue en todos los países por igual. En Estados Unidos, esta etapa no comenzó hasta 1850, casi un siglo después que en Inglaterra y alcanzó su punto culminante en los primeros años de siglo XX. En Alemania, dominó entre 1870 y 1914. Y otros países como Holanda y Dinamarca pasaron directamente de una economía Eotécnica a una Neotécnica, excepto las zonas mineras, o portuarias como Rotterdam. Con la aplicación de la ciencia experimental del siglo XVII en la transformación de los medios de producción, la ciencia se va a convertir en el agente principal del progreso técnico, característica imprescindible para la civilización industrial. Se produjo una transición de la ciencia matemática, astronómica y médica del siglo XVII hasta la ciencia química, térmica, y eléctrica de los siglos XVIII y XIX, que por ello van a suponer el gran periodo de formación del mundo moderno. A finales del siglo XVII se habían creado las condiciones para el desarrollo del nuevo modo de producción, sobretodo en el triángulo formado por Inglaterra, Países Bajos, y Francia. La producción entonces era escasa y casi artesanal. A comienzos del siglo XVIII, el crecimiento del mercado y de la industria fueron un buen incentivo para la utilización de maquinaria, reduciendo costes y aumentando la producción y los beneficios. Podríamos definir la revolución industrial como el conjunto de transformaciones económicas políticas y técnicas que se inician en Inglaterra a mediados del siglo XVIII y que después se extienden a Europa y el resto del mundo. No ha habido otra revolución similar desde el neolítico. Es una revolución porque aparecen unas estructuras sociales completamente distintas: desaparecen los estamentos, siendo el dinero lo que clasifica a la población, cambian las estructuras políticas. En este momento se produce un proceso continuo de crecimiento a la par que grandes innovaciones técnicas. La aparición del sistema de fábricas como mejora de la organización del trabajo y la introducción de la maquinaria supone el inicio del capitalismo, con un aumento de la producción y de los beneficios. Se produce un gran crecimiento demográfico desde finales del siglo XVIII acompañado por el incremento de la producción. En Inglaterra se pasa de 6 a 10 millones de 23 Introducción a la Ingeniería Audiovisual habitantes entre 1800 y 1825. Las causas de este crecimiento fueron el descenso de la mortalidad, una alta natalidad, las mejoras en la agricultura y la ganadería, los descubrimientos en medicina como la vacuna de la viruela en 1796, el aumento de la higiene en las ciudades, etc. Es una reacción en cadena; un incremento de la población supone un aumento de la mano de obra, lo que lleva a una mayor producción y un aumento del comercio. La seguridad de un trabajo llevó a que los matrimonios se produjeran más jóvenes y esto supuso un aumento del número de hijos. En contra hubo un aumento de la mortalidad hasta finales del siglo XIX y comienzos del XX por las guerras, las epidemias, el hambre debido a malas cosechas, y el descenso de la natalidad en algunos lugares. Mientras que en Inglaterra se necesitaba enviar población a las colonias, en Francia se limitó la natalidad, debido a no querer repartir los campesinos sus tierras entre sus muchos hijos. Se produjo también una revolución agrícola, se emplearon nuevas técnicas como la rotación de cultivos, los nuevos aperos de labranza, las máquinas de sembrar con animales, etc, y los agricultores comenzaron a tener ganado. Además se incrementó el comercio, tanto el interior como el exterior, al crearse ferias, crecer las ciudades con el aumento directo de la demanda, mejorar los medios de transporte, etc. La revolución industrial tuvo su desarrollo diferente en Europa dependiendo de los países. En Francia, con la Revolución Francesa y las guerras napoleónicas, se produjo un crecimiento de la industria artesana de calidad, sin utilizar maquinaria a gran escala, y careciendo de algunas materias primas como el carbón que tenía una calidad baja, y hierro que era escaso. En Alemania, comienza la industrialización desde el norte, donde estaban la mayor parte de los ferrocarriles. Tras la unificación alemana en 1870, el proceso de industrialización es muy rápido y la industria es apoyada por el estado. Además tienen grandes reservas de carbón y hierro. En España no hay revolución industrial. Hay escasa técnica y no se desarrolla la ciencia. Existe poco carbón, su explotación es costosa y es más barato importarlo. En la zona de Vizcaya había altos hornos, pero ocurría lo mismo que con el carbón. Había poca industria textil, la mayoría en Cataluña. 24 Desarrollo Tecnológico, Desarrollo Económico 2.5.1. El carbón y el hierro La nueva sociedad Paleotécnica surgió de la utilización del complejo carbón - hierro, de la misma manera que en la era Eotécnica era un complejo madera - agua y viento. El gran cambio en la población y la industria que tuvo lugar en el siglo XVIII se debió a la introducción del carbón como fuente de energía mecánica, para el empleo de los nuevos medios de hacer efectiva dicha energía: la máquina de vapor, y de nuevos métodos de fundir y de trabajar el hierro. El carbón se empezó a usar tanto para la calefacción como para el alumbrado, sustituyendo a los materiales usados anteriormente, la madera y la cera. La llegada del capital en forma de yacimientos de carbón supuso una fiebre de explotación para la humanidad: el carbón y el hierro eran los elementos alrededor de los que se movía la sociedad. En el siglo XIX vendrían después la fiebre del oro, cobre, petróleo y los diamantes. En los aspectos más generales, la industria Paleotécnica dependía de la mina: los productos de la mina dominaban la vida del hombre y determinaban sus inventos y los perfeccionamientos técnicos. De la mina llegó la bomba de vapor, y luego la máquina de vapor, seguida de la locomotora de vapor, y después su aplicación en los barcos de vapor. De la mina salió también la escalera mecánica y el ascensor. Por otro lado, la ciudad del siglo XIX era una prolongación de la mina de carbón. Como el transporte del carbón se encarecía con la distancia, las industrias pesadas se empezaron a concentrar alrededor de las minas. El hierro y el carbón dominaron el periodo Paleotécnico. El hierro se convirtió en el material universal y se empleaba tanto en hogares, por ejemplo para las camas, como en la industria, por ejemplo en las locomotoras, raíles, puentes, etc. La producción de hierro era más barata y mas eficiente por la gran demanda militar, por lo que pudo llegar más fácilmente no sólo a la industria, sino también al mercado doméstico. Había que perfeccionar ahora toda la técnica del hierro como en la etapa anterior se hizo con la madera. Las principales propiedades del hierro eran su gran resistencia y maleabilidad, junto con lo común y barato que es de obtener. A pesar de ello, entre 1775 y 1875 se produjo un cierto retraso en la parte más avanzada de la tecnología, pues no se tuvieron en cuenta ciertos inconvenientes de hierro como que está sujeto a cambios de temperatura o que se oxida fácilmente. Por seguridad, simplemente usaban estructuras de hierro de tamaño exagerado. Al ser un material tan barato, los ingenieros no vieron la necesidad de utilizarlo en menor medida. 25 Introducción a la Ingeniería Audiovisual 2.5.2. La máquina de vapor Newcomen perfeccionó la máquina desarrollada por el doctor Papin. Su máquina se empezó a utilizar en las minas, aunque era algo tosca e ineficiente por la gran cantidad de calor que se perdía, pero superaba a cualquier máquina anterior. Watt realmente no inventó la máquina de vapor sino que incrementó su eficiencia. Las primeras máquinas eran bombas inicialmente. No sólo se emplearon en las minas, sino que su uso se extendió a las fábricas de lana y algodón. Incluso en Holanda, se introdujo la eficiente máquina de vapor, pues las máquinas que empleaban el agua y el viento como fuentes de energía no podían competir con su rendimiento. La máquina de vapor tendió hacia el monopolio y la concentración, pues la energía del viento y del agua era libre, mientras que el carbón era caro, y la introducción de la máquina de vapor suponía una inversión costosa. A finales del siglo XVIII se produjo la maduración de la Era Paleotécnica con la utilización del complejo carbón hierro, al inventarse dispositivos como el coche de vapor de Murdock, el barco de vapor de Wilkinson, y los barcos de vapor de Jouffroy y de Fitch. La máquina de vapor fue de vital importancia para el desarrollo de la industria. 2.5.3. El ferrocarril El ferrocarril también procedía de la mina. En las minas, para el movimiento de las vagonetas ya existían raíles de madera, que posteriormente se cubrieron con hierro maleable y más tarde fueron barras de hierro colado. La combinación del ferrocarril, el tren de vagonetas y la locomotora se aplicó posteriormente al transporte de viajeros, aunque los primeros trenes transportaban carbón procedente de las minas. En 1825 Stephenson diseña la primera locomotora que transporta pequeñas mercancías. En 1829 se produce el primer viaje con pasajeros desde Liverpool hasta Manchester. En diez años ya hay una red de ferrocarril entre las primeras ciudades de Inglaterra. Posteriormente, Inglaterra lo exportaría a Estados Unidos y al resto de Europa. Las consecuencias del ferrocarril fueron: estímulo de la industria siderúrgica y de la minería con la extracción del carbón, creación de miles de puestos de trabajo, extensión del comercio, y las zonas rurales dejan de estar aisladas de las ciudades. La necesidad de mejorar los medios de transporte, supuso por un lado, la aparición de los ingenieros mecánicos, al tener que perfeccionar la aplicación de la máquina de vapor al barco y los ferrocarriles, y por otro lado, los ingenieros civiles al tener que construir caminos, canales, puentes, puertos, etc. 26 Desarrollo Tecnológico, Desarrollo Económico 2.5.4. La industria y la técnica La revolución industrial supone la sustitución de la mano de obra humana por maquinaria. Las tradicionales fuentes de energía de las etapas anteriores como fueron la fuerza del hombre, el viento y el agua serán sustituidas por el carbón y la máquina de vapor. Con elllas, se han ido desarrollando máquinas con el fin de cambiar la fuerza muscular del hombre o los animales por la de estas energías. El final está siendo un cambio en la filosofía del trabajo. Cada vez las máquinas realizan más funciones, con lo que el trabajo queda muy reducido. Un gran crecimiento demográfico en esta época hizo que hubiese abundante mano de obra barata. Ya no era necesaria la especialización, pues cualquiera podía trabajar en la industria, como operador de una máquina. Se incrementó la jornada de trabajo y se redujeron los salarios, con lo que el trabajador quedó convertido en un esclavo de la máquina. En la industria textil se sustituye el algodón por la lana, esto hace que se incremente el uso de máquinas: en 1769 Arkwright inventa el telar hidráulico y en 1785 aparece el telar automático de vapor, adaptando la máquina de Watt. Además esto hará que crezca el número de productos manufacturados. Se produce una auténtica revolución textil gracias al capital, obtenido por la explotación de las minas, las plantaciones americanas y las colonias de la India; y la maquinaria y la mano de obra barata de campesinos, y esclavos de las colonias. En el sector siderúrgico, se empieza a usar carbón mineral. En Gran Bretaña debido a la escasez de madera se empieza a usar el carbón como combustible y el hierro en la construcción. Se mejora la maquinaria empleada en la minería y la metalurgia. La industria se concentra en las proximidades de las minas de carbón. En este momento, aparecen los primeros problemas locales de contaminación por el carbón y las industrias químicas. 2.5.5. La ciencia Los científicos franceses que ocuparon cargos en la Administración modernizaron el Estado y la educación. Lo primero fue la reforma de los pesos y medidas, utilizando el sistema métrico decimal. Se dieron cuenta que la ciencia se había hecho imprescindible para la industria y la guerra, por eso crearon las escuelas politécnicas. El interés científico se difunde por toda Europa, y Alemania integra la ciencia en las Universidades. En Gran Bretaña, las universidades inglesas quedaron desplazadas por las 27 Introducción a la Ingeniería Audiovisual escocesas, que se convirtieron en centros de progreso científico intentando unir la teoría y la práctica. Se produce un gran progreso en los campos de la física, la medicina, la química y la biología. Aparecen nuevos campos de interés científico: la botánica, y la electricidad que surgió primero como una curiosidad y a la que después se le dio una utilidad práctica. También en esta época aparecen intelectuales que protestan contra los efectos de las nuevas civilizaciones industriales, rechazando esta visión de la industria. Nace el socialismo, separando a los humanistas de los científicos. Tres de los principios más importantes de este periodo fueron la teoría electromagnética de Maxwell, la teoría de la evolución de Darwin, y la ley de la conservación de la energía. Al final de esta época en Gran Bretaña, se estableció el primer laboratorio de investigación industrial en 1873, y en Alemania, los mayores logros de sus industrias químicas y eléctricas se basaron en los departamentos de investigación de las universidades. En América se fundó el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) en 1865 aunque ya antes se habían construido escuelas universitarias en terrenos del estado para impartir enseñanzas de agricultura y mecánica. 2.6. Era Neotécnica (1870 - 1950) Hacia 1870 se empieza a advertir el final de la fase capitalista anterior, simple y optimista. La superproducción creciente empieza a ser un problema requiriendo nuevos mercados. Determinados sectores de la industria ayudan la expansión colonial y las grandes guerras del siglo XX. El gran centro industrial que representaba Inglaterra en Europa se desplaza a Alemania. La producción de acero a bajo coste hace que se desarrolle allí una gran industria pesada, dedicada a la exportación de raíles, locomotoras, maquinaria agrícola y minera para la explotación de nuevos territorios. Igual que la era Paleotécnica se caracterizó por el complejo carbón - hierro, esta etapa se caracterizará por el complejo electricidad - aleación de metales. La fase Neotécnica quedó marcada por el uso de la electricidad. Aunque los efectos magnéticos de algunos materiales ya 28 Desarrollo Tecnológico, Desarrollo Económico se conocían desde los griegos, no fue hasta el siglo XVIII con la invención de la botella de Leyden cuando se relacionaron el rayo y la electricidad y se comenzó la actividad experimental en este campo. A partir de los experimentos realizados hacia 1840 por Oersted, Ohm, y Faraday, se produjeron los primeros grandes avances técnicos en estos campos con la invención del motor eléctrico por Jacobi y la telegrafía por Morse, permitiendo el desarrollo de las comunicaciones de larga distancia. Sin embargo fueron el perfeccionamiento de la dinamo por Siemens en 1886 y el alternador por Tesla en 1887 los dos primeros pasos necesarios para sustituir la antigua fuente de energía de la era Paleotécnica, el carbón, por la electricidad. Al igual que la electricidad sustituye al carbón en esta época, las nuevas aleaciones y los metales más ligeros sustituyen al hierro. Entre los metales, el uso de la electricidad recomienda buscar materiales de mayor conductibilidad como el cobre y el aluminio. Teniendo en cuenta la sección, el cobre conduce dos veces mejor que el aluminio, pero considerando el peso, el aluminio es superior a cualquier otro metal. El hierro y el níquel sólo servirán para los sistemas de calefacción eléctrica por su resistencia. Pese a que el aluminio fue descubierto en la era Paleotécnica, no fue hasta finales del siglo XIX cuando se utilizó, sobretodo, por la gran cantidad de energía necesaria para su producción comercial. El aluminio por su ligereza, empezó a sustituir al hierro en la construcción de los vagones de ferrocarril, ahorrando también energía debido al menor consumo de estos sistemas. Además surgen otra serie de compuestos sintéticos que sustituyen al papel, al vidrio y a la madera que son el celuloide, la bakelita y las resinas sintéticas, con mejores propiedades que los materiales anteriores, con mayor resistencia mecánica eléctrica y mayor elasticidad. La Era Neotécnica se caracteriza también por un cambio de mentalidad en el uso de nuevos materiales. Hasta entonces, sólo se habían utilizado materiales que se encontraban abundantemente en la naturaleza, pero en este periodo se empiezan a emplear materiales escasos, cambiando el uso que se le da a estos materiales. El oro por ejemplo pasa de ser un elemento decorativo, a utilizarse para contactos eléctricos debido su dureza y conductividad. La sociedad encuentra en el desarrollo de la técnica medios de diversión y entretenimiento. Aparece la fotografía que supone un fuerte impacto social, permitiendo que la imagen de cualquier persona pase a la posteridad y no solo la de los que tenían dinero para pagar a un pintor. 29 Introducción a la Ingeniería Audiovisual 2.6.1. La ciencia y la técnica Los descubrimientos de las etapas anteriores fueron posibles sin la intervención de la ciencia. Podríamos describir la historia de la máquina de vapor, el ferrocarril, la fábrica textil, etc. sin hacer referencia a la actividad científica, pues se empleó el método de ensayo y error en gran medida. La ciencia se aprovecho de estos inventos, pese a que fueron desarrollados sin su ayuda. Fueron los hombres prácticos de las minas, las fábricas, los talleres, los que los hicieron posible, con su técnica, imaginación y puesta en práctica. En cambio, en la era Neotécnica, la iniciativa no procede del ingeniero, del inventor, sino del científico, que establece la ley general. El invento pasa a ser un producto derivado de la ciencia. De este modo surge un nuevo fenómeno, la invención sistemática y premeditada. Ante un nuevo material o un nuevo instrumento se le busca una aplicación determinada. En esta época nace el nuevo mundo tecnológico. La cantidad de inventos se dispara; la vida se altera de tal forma que se percibe que el futuro será muy diferente del pasado. Otras civilizaciones alcanzaron un cierto estado de perfección técnica y ahí se detuvieron, sólo podían repetir viejos modelos. La técnica en sus formas tradicionales no proporcionaba nuevos medios. La ciencia, al unirse a la técnica, amplió su potencial de crecimiento. Mumford dice que “ante la interpretación y la aplicación de la ciencia surgió un nuevo grupo de hombres o una antigua profesión cobro una nueva importancia. Apareció el ingeniero, entre el industrial, el obrero y el investigador”. Otra de las facetas de este periodo, fue que el método científico que había empezado a usarse principalmente con las ciencias experimentales pasa a aplicarse a las ciencias sociales. Fue en este periodo de la técnica donde se produjo el mayor avance científico de las ciencias humanas. Fueron muy importantes también los avances en la química, sobretodo para la utilización de nuevos materiales, tanto metales como sintéticos. Aunque la ingeniería como arte ya existía en la antigüedad y posteriormente en la Edad Media aparecieron los primeros ingenieros militares, no sería hasta finales del siglo XVIII cuando se creó la Escuela Politécnica de París y ya a mediados del siglo XIX se crearon la mayoría de las escuelas de ingeniería en Alemania y Estados Unidos. Más tarde, se crearían laboratorios de 30 Desarrollo Tecnológico, Desarrollo Económico investigación industrial en las empresas, con lo que nacería la ciencia aplicada, la ciencia industrial. La técnica, cada vez más automatizada sigue sustituyendo a la mano de obra. Se fabrican todo tipo de máquinas que sustituyen el esfuerzo muscular por esfuerzo mecánico. Los bienes pueden llegar a todos, pero para ello hay que producir, utilizar bien la mano de obra y la capacidad de las máquinas. 2.6.2. La industria La era Neotécnica se caracteriza por los cambios que se produjeron en la industria como la organización industrial, las mejoras en los sistemas de producción, el mejor aprovechamiento de las máquinas, la organización financiera, la mejora de los transportes, etc. Desaparece el liderazgo de Inglaterra, siendo sustituido por Estados Unidos, cuya metalurgia pronto cuadruplicó la de Inglaterra y Alemania. La industria textil tendrá poco desarrollo, mientras que crecerá grandemente la industria química, sobretodo en aplicaciones como la fabricación de fertilizantes, explosivos, caucho, automóvil, etc. Pero la más importante será la farmacéutica por la fabricación de medicamentos. La industrialización se extiende siguiendo las lineas del ferrocarril y se organiza por regiones, no por países. A finales del siglo XIX, con los descubrimientos de la central eléctrica y los sistemas de distribución eléctrica por Edison, a partir de la invención de la dinamo y el motor eléctrico, fue cuando se empezó la utilización masiva de la electricidad en la industria. En la aplicación de la energía, la electricidad produjo cambios revolucionarios, que afectarían sobretodo a la situación y la concentración de las industrias y la organización de las fábricas. Durante la era Paleotécnica, la industria dependía de la mina de carbón como fuente de energía, por lo que las industrias pesadas se situaban próximas a las minas. La energía eléctrica, como puede producirse de distintas formas y no sólo del carbón eliminaría esta dependencia. La industria comienza a instalarse en sitios hasta entonces imposibles, pues la electricidad se puede obtener a partir de saltos de agua o de corrientes rápidas de los ríos con el perfeccionamiento de la turbina hidráulica. Además de que la energía hidráulica para la producción de electricidad está disponible en casi todo el planeta, la electricidad es mucho más fácil de transportar sin grandes pérdidas y a un coste menor que el carbón o el vapor. Esto hizo que el uso industrial de la electricidad creciera de forma exponencial. 31 Introducción a la Ingeniería Audiovisual El uso de la turbina hidráulica tiene una serie de ventajas, al ser automática, no requiere una persona que esté todo el día pendiente de su funcionamiento y además, se puede exportar la energía que no vaya a usarse localmente a otros centros de producción a través de los sistemas de distribución. La red de distribución eléctrica permite también el abastecimiento doméstico de la población. Se produjo también el desarrollo de otros servicios de almacenamiento como el agua, el gas, etc. La electricidad, se empezó a utilizar para el alumbrado en Inglaterra y Estados Unidos desde 1881. También se empleaba como fuente de energía en los tranvías y ya en1888 empezó a funcionar el metro de Londres. Además de la electricidad como fuente de energía se empezó a utilizar el petróleo desde 1850 para usos domésticos en Estados Unidos y Alemania. En 1875 se empezaron a instalar oleoductos en Estados Unidos. En 1890 se empleaba ya en los motores de combustión, naciendo el famoso coche sin caballos, el automóvil. Es un nuevo medio de transporte independiente que no requiere raíles. Más tarde, aparecería también el motor diesel. Posteriormente se aplicaría también a los aviones, adquiriendo importancia como medio de transporte a partir de 1910. No sólo se produjeron en la industria cambios técnicos, sino también económicos y sociales. Taylor en 1878 estudia la organización del trabajo para ver cual es la manera de obtener el mayor rendimiento en cuanto a tiempo, salarios y normas. Surgieron nuevas formas de organización del trabajo, como el taylorismo y el fordismo o la producción en cadena. Surge además una nueva necesidad que es la comunicación de forma rápida, la transmisión de la información. A ello contribuirían los descubrimientos de inventos como el radiotelégrafo, la radio, y el teléfono. 2.7. Época actual (1950 - 200x) El punto de vista de la sociedad cambia mucho al final del siglo XX. La técnica supone cada vez conocimientos más avanzados e inversiones cuantiosas. La técnica se impone a nuestras propias vidas, creando alrededor un entorno tecnológico al que no nos podemos sustraer. Se configura así una sociedad que se adapta de mejor o peor grado a las nuevas costumbres y circunstancias impuestas por el nuevo entorno tecnológico. 32 Desarrollo Tecnológico, Desarrollo Económico Los objetos tecnológicos y los servicios de que disponemos como aplicación de la técnica a nuestra vida diaria, como la luz eléctrica, el teléfono, el agua corriente, la calefacción, etc, se han asumido como algo natural siendo bienes y productos totalmente artificiales. La última parte del siglo XX se configura como la era de la información, del saber y de la cultura. Mejora la calidad de vida con abundancia de tiempo libre. Las comunicaciones son muy rápidas desapareciendo prácticamente las fronteras. El trabajo, en algunos campos se puede realizar desde casa mediante el teletrabajo. Aparecen también abundantes medios de enseñanza multimedia individualizada. El panorama tecnológico es distinto al de la ciencia. La ciencia no persigue realizar algo útil sino conocer algo verdadero. La ciencia está en el pensamiento pero la técnica está en la vida. Sin embargo, el crecimiento del conocimiento científico ha hecho distanciarse tecnológicamente más a los países más desarrollados de los menos desarrollados. La revolución científico-técnica ocurrida a partir de la segunda mitad del siglo XX nos ha llevado a la cibernética y la aceleración del cambio tecnológico. Se ha pasado de la tecnología de la energía a la mecanización automática, a la tecnología de la información y de la dirección. Quizá lo que en el futuro diferencie está época actual de las anteriores sea la aparición de la informática y las telecomunicaciones, con la importancia que están tomando día a día las tecnologías de la información y la comunicación. Estas se han introducido de forma decidida, tanto en la ciencia, con nuevas y más precisas formas de medir y observar, como en la industria, con la automatización de la mayoría de los procesos, y en la vida misma. La automatización de la industria ha provocado la mejora ostensible en la calidad de los productos. Uno de los campos en los que quizá más se ha notado esta mejora de la calidad han sido los transportes, que se han modernizado mucho en los últimos años. Paralelamente a la modernización de los transportes ha venido también la mejora de las infraestructuras tan importantes para la comunicación. En las industrias, las máquinas se han impuesto a la mano de obra en los medios de producción. No obstante, la mayor parte del trabajo se ha concentrado en las industrias produciendo la despoblación del medio rural. La falta de necesidad de especialización para la producción mediante máquinas y la mejora en los transportes han hecho que las grandes empresas ubiquen sus puntos de producción en países subdesarrollados, buscando una mano de obra más barata. 33 Introducción a la Ingeniería Audiovisual Durante muchos años, la existencia de los dos bloques militarmente más potentes, el bloque del este encabezado por la Unión Soviética y el bloque del oeste encabezado por Estados Unidos, ha mantenido latente la posibilidad de enfrentamiento militar a gran escala, en lo que se ha venido llamando la guerra fría. Esto ha mantenido la tecnología de guerra en un desarrollo frenético. A partir de 1989, comienza a desmembrarse el bloque del éste, y a reconvertirse del comunismo al capitalismo. En el mismo 1989 se produce la demolición del muro de Berlín, símbolo de esta guerra fría. En 1991 se disuelve la Unión Soviética y Yugoslavia, y en 1993 Checoslovaquia. Con la desaparición del Bloque del Este, toda esta tecnología de la guerra, ha ido pasando posteriormente a manos de la sociedad en forma de sistemas prácticos, como el GPS de posicionamiento global, o las comunicaciones vía satélite. 2.7.1. Energía En la época actual, el petróleo se la consolidado como la fuente de energía más importante para sistemas autónomos como automóviles, aviones, barcos, etc. Y también se utiliza con frecuencia en fábricas y sistemas de calefacción. Pero, para sistemas estáticos, como las fábricas y en los hogares se utiliza cada vez con más frecuencia la energía eléctrica. Esta energía que en años anteriores se producía sobretodo a partir de saltos de agua, se empieza a producir en la segunda mitad del siglo XX a partir de energía nuclear en centrales nucleares. La primera reacción nuclear en cadena a partir de uranio natural la provocó en 1942 Enrico Fermi en la Universidad de Chicago. A partir de esto, en 1944 se diseñan los primeros reactores nucleares que se utilizarían como armamento. Para ver el primer reactor nuclear funcionando con fines de producción de energía tendremos que esperar a los primeros años 50, cuando aparecen las primeras centrales nucleares. A partir de ese momento, la energía nuclear se ha ido extendiendo por todo el mundo desarrollado a gran velocidad. Pero la utilización de la energía nuclear tiene grandes problemas de contaminación, ya que del proceso de fisión que se produce en las centrales queda, como residuo, un producto altamente radiactivo durante mucho tiempo, pero que no es posible, por economía su reutilización para obtener más energía. Esto genera grandes problemas a la hora de situar un lugar en el que almacenar tanta materia peligrosa. Hasta ahora se ha venido defendiendo que las centrales nucleares eran necesarias como transición a las futuras centrales de fusión nuclear que funcionando con agua del mar, por tanto abundante, no producen deshechos contaminantes. En 34 Desarrollo Tecnológico, Desarrollo Económico la actualidad esta técnica de fusión está en fase de investigación. Quizá por razones de contaminación, o por la previsión de encontrar una fuente de energía más limpia, en el año 2.000, Alemania, que es uno de los países más desarrollados, ha anunciado el desmantelamiento de su red de centrales nucleares para el año 2025, momento en el que se habrá amortizado la última central nuclear construida. El petróleo, y el carbón que todavía se utiliza en sistemas de calefacción, además de otros productos químicos que aparecen en los sistemas de producción actuales en la fábricas, están produciendo grandes problemas de contaminación, sobretodo en las grandes zonas industriales y en las grandes ciudades. Hasta hace unos años se pensaba que en la atmósfera cabía todo, pero se está demostrando que no es así. Por un lado, el humo forma una capa transparente para los rayos ultravioleta del sol pero opaca para los rayos infrarrojos de reflexión en la tierra generando el llamado “efecto invernadero”, y probablemente el “cambio climático”; la elevación progresiva de la temperatura de la tierra. Y por otro lado, el monóxido de carbono producido en la mayoría de los procesos de combustión, y algunos productos utilizados en los aerosoles están reaccionando con el ozono de la capa exterior de la atmósfera. Esta capa de ozono, de momento, sirve de protección contra los rayos ultravioleta del sol, y su eliminación hace cada vez más peligrosos estos rayos. Frente a estos problemas se están potenciando las investigaciones sobre energías renovables como la eólica a partir del viento, la solar calórica y fotovoltaica, la maremotríz, la procedente de la biomasa, etc. 2.7.2. Las telecomunicaciones Después de la radio y del teléfono desarrollados en la época anterior, la segunda mitad del siglo XX es la etapa de la televisión, de la telefonía móvil y de las comunicaciones digitales e internet. Desde 1936 en que se fundó la BBC (British Broadcasting Corporation) en Inglaterra, la televisión ha pasado en medio siglo a ser parte de nuestra vida diaria. En España sería en 1952 cuando se fundó TVE como organismo estatal de televisión, comenzando sus emisiones en blanco y negro cuatro años más tarde, en 1956. Por su parte las pruebas de televisión en color comenzaron pronto en 1950 pero no se pusieron en práctica hasta 1970. 35 Introducción a la Ingeniería Audiovisual Al principio las emisiones eran en directo ya que no existían sistemas de grabación disponibles. En 1956 se desarrolla el primer sistema de grabación de video en soporte magnético. Sin embargo estos sistemas, por su precio sólo podían estar al alcance de los estudios y no de los usuarios particulares. Fue en 1975 cuando aparecieron los primeros sistemas domésticos de grabación. Las luchas comerciales hicieron que se desarrollaran y se comecializaran al principio tres sistemas diferentes de video grabación doméstica: Sony sacó su sistema Betamax, JVC diseño el VHS y Philips el V2000. Con el tiempo, de estos tres sistemas sólo quedó el actual sistema VHS, curiosamente no por que fuera el mejor, sino quizá por razones de marketing. Actualmente, la tecnología de los sistemas digitales DVD que comenzó a comercializarse a partir de 1995 tienden a hacer desaparecer los sistemas de cinta. El futuro de la televisión pasa por la digitalización de las comunicaciones. En este aspecto, en 1994 se estableció el estándar MPEG-2 (Moving Picture Expert Group). Un estándar de compresión de video que será el núcleo fundamental de la televisión digital, tanto en definición mejorada como en alta definición. En esta segunda mitad del siglo XX se ha producido una gran explosión de la electrónica de consumo. Además de la televisión se han desarrollado electrodomésticos cada vez más funcionales y económicos, la telefonía móvil ha llegado también a mover grandes cantidades de dinero, y el ordenador y las comunicaciones por internet ya son parte de nuestra vida. 2.7.3. La informática En esta época, el ordenador, como se ha citado anteriormente, ha producido una gran revolución en la investigación, en la industria y en la vida. En la investigación, el ordenador ha proporcionado en un principio una nueva forma de observar y almacenar la información obtenida de dichas observaciones. Con su potencia de cálculo se han desarrollado aplicaciones de manejo de datos capaces de realizar, rápidamente, múltiples estudios sobre dichas observaciones. A su vez, la posibilidad de comunicación entre ordenadores ha producido una comunicación entre científicos a nivel mundial, con lo que los avances son rápidamente conocidos y superados. En la industria, la informática ha traído de la mano la automatización de los procesos. Esta automatización ha aportado flexibilidad en la fabricación de diferentes productos con un aumento notable además, de la calidad de éstos. Al igual que en la investigación, la 36 Desarrollo Tecnológico, Desarrollo Económico comunicación de datos ha acortado las distancias entre proveedores y clientes, con los beneficios económicos y prácticos que ello conlleva. En cuanto a la vida misma, El ordenador se ha introducido en nuestras vidas, sobretodo en el aspecto del ocio, pero también en el de las comunicaciones. Actualmente, del orden del 50% de los hogares en los países desarrollados tienen al menos un ordenador en casa, y esta proporción está creciendo por momentos. La facilidad sobretodo, de comunicación, de elaborar documentos, y en algunos casos de realizar cálculos, ha llevado a esta difusión tan grande. El primer ordenador, que se conoció con el nombre de “Eniac”, Electronic numerical integrator and computer, empezó a ser operativo en noviembre de 1945. En aquel momento era el artilugio electrónico más complejo con 18000 válvulas de vacío. Los militares de los Estados Unidos lo encargaron para calcular trayectorias de proyectiles. Pero el Eniac debía ser recableado, mediante cientos de interruptores y puentes para realizar cualquier otra tarea. Al mismo tiempo, en un memorándum John von Neumman presenta un trabajo sobre lo que sería el primer ordenador con programa almacenado digitalmente. que podría procesar diferentes algoritmos sin necesidad de ser recableado. La idea básica de esta arquitectura se conserva todavía en los PCs actuales. En 1950, William Papian, bajo la dirección de Jay Forester, los dos del MIT construyeron la primera memoria de núcleo magnético con 2x2 bits. Esta memoria fue instalada en un primer momento en un ordenador de la Universidad de Whirlwind, y su primer uso comercial lo fue en el ordenador IBM 705 en 1955. Las memorias de núcleo magnético se convirtieron en las memorias RAM estándar de los ordenadores, hasta que en 1970 aparecieron los primeros circuitos integrados de memoria. El PDP-8 (programmed data processor), un computador que reformó la industria de los ordenadores, fue introducido por Digital Equipment Corp. Digital se formó en 1957 y anunció su primer ordenador PDP-1 en 1960. El PDP-8 fue el primer ordenador que aprovecho la tecnología de los circuitos integrados; fue el más pequeño de las máquinas procesadoras de la época. Para hacernos una idea, tenía el tamaño de un frigorífico. Digital vendió unos 40.000 ordenadores PDP-8 en la siguiente década que quedaron denominados como microordenadores. Estos ordenadores estaban dirigidos para ser utilizados en ciencia y en ingeniería pero no en comunidades de negocio. En 1969 se establece Arpanet; una red de comunicación de datos que comienza comunicando cuatro centros académicos, la Universidad de Utah, el Instituto de Desarrollo de 37 Introducción a la Ingeniería Audiovisual Stanford, y las Universidades de Los Ángeles en California y Sta. Barbara. Esta red de basaba en la conmutación de paquetes, rompiendo los mensajes en pequeños paquetes antes de la transmisión, siendo direccionados individualmente como unidades separadas y reensamblados de nuevo en el receptor. Arpanet creció hasta convertirse en el World Wide Web e internet de la actualidad. Hacia el año 1970, Corning Glass Works desarrolló una fibra altamente transparente, y los Laboratorios Bell desarrollaron láseres que podían funcionar a temperatura ambiente. Estos desarrollos ayudaron a establecer la posibilidad de comunicación por fibra óptica. En 1971 se desarrolló el primer microprocesador en un único circuito integrado, que es capaz de procesar las operaciones elementales de un ordenador. El 15 de Noviembre se anunció el procesador de 4 bits Intel 4004. Este procesador fue diseñado para una calculadora científica japonesa. Con el paso de los años esta arquitectura fue mejorandose llegandose al Intel 8008 de 8 bits, y al microprocesador PACE de National en 1974. El 22 de Mayo de 1973, Robert Metcalfe, un ingeniero de desarrollo de Xerox, escribió una memoria que perfilaba el diseño de una red de área local que él llamó Ethernet. Metcalfe dejó Xerox en 1979 y fundó 3Com, que empezó a comercializar una versión de Ethernet para PC en 1982. Hacia mediados de los años 90 había alrededor de 5 millones de redes Ethernet con unos 50 millones de ordenadores comunicados. El 3 de enero de 1976 Steve Jobs y Steve Wozniak junto con el socio capitalista Mark Markulla fundaron Apple para fabricar y vender el ordenador personal Apple II. Éste se basaba en el ordenador Altair 8800, que usaba el microprocesador Intel 8080, y tenía una programación mediante interruptores y una memoria de 256 bytes. En 1981, IBM fabrica su ordenador personal con microprocesador 8088, 8-bits y 16 kB de memoria RAM. Incluye una disquetera 160 kB. Y utiliza el sistema operativo PC-DOS de una pequeña compañía llamada Microsoft. Las ventas sobrepasaron las expectativas que, entonces, se tenían y otros fabricantes incluyendo a Compaq, Tandy, y Commodore comienzan a fabricar ordenadores compatibles con IBM. Los desarrolladores de software comienzan a producir programas para estas máquinas. Apple será la única excepción importante. En 1983 Philips y Sony empiezan a vender reproductores de compact disc para audio una vez que se han puesto de acuerdo con las compañías rivales en este formato. El CD es digital y cada segundo toma 44100 muestras de la señal de sonido, y las codifica con 16 bits. Finalmente se realiza otra codificación para corrección de errores y otros requerimientos. El reproductor de 38 Desarrollo Tecnológico, Desarrollo Económico CDs realiza una secuencia de procesado de la señal con el fin de conseguir un sonido de mucha más calidad que las tecnologías anteriores. Características son un mayor ancho de banda, mayor rango dinámico, y mejor relación señal a ruido. El CD pronto reemplazo al disco de vinilo y contribuyó a la aparición de otros soportes como el CD-ROM para datos informáticos en 1984, y el DVD para video que será comercializado a finales de los 90. En enero de1984, Apple comienza a hacer pública su arquitectura macintosh. El interfaz gráfico que introduce este sistema operativo es mucho más fácil y amigable de manejar que los conocidos sistemas operativos de disco hasta la fecha. Hubo que esperar a 1991 para que Microsoft desarrollara la primera versión de Windows e IBM su OS/2 con interfaces gráficos. La primera versión del World Wide Web fue creada por Tim Berners-Lee y otros, y comienza a operar dentro del CERN, una organización europea para el desarrollo nuclear en 1990. Internet tuvo un segundo paso hacia la universalización y fue la invención de Mosaic, el primer navegador del Web, desarrollado por un equipo de la Universidad de Illinois En 1995 comienza la era del “GigaChip”. En una conferencia de circuitos organizada por el IEEE, NEC e Hitachi anuncian el primer chip con 1 Gbit de memoria RAM. Digital por su parte desarrolla el primer microprocesador capaz de procesar una Gigainstrucción por segundo. Como punto final de este paseo por la historia de la informática, Microsoft adapta en 1995 el sistema operativo Windows para red local y para internet. Aparece Windows 95. 2.7.4. La carrera espacial El mayor reto del hombre de la segunda mitad del siglo XX está en la conquista del espacio. En esta tarea, las dos grandes potencias del momento, Estados Unidos y la Unión Soviética compiten por la supremacía en este desafío que ha venido a llamarse la carrera espacial. Los primeros en lanzar un satélite al espacio exterior fueron los soviéticos con el “Sputnik I” en 1957. Este satélite artificial se utilizó, para las primera pruebas emitiendo dos tonos constantes en las frecuencias 20 MHz y 40 MHz. Un mes más tarde lanzan el Sputnik II que emite seis tonos diferentes. Este segundo satélite llevaba el primer pasajero del espacio, la perra Laika que permitió descubrir los problemas que parecen en la reentrada en la atmósfera a tan alta velocidad. El primer satélite estadounidense, el Explorer I se lanzó en febrero de 1958. 39 Introducción a la Ingeniería Audiovisual En 1960, la marina de los Estados Unidos demuestran la posibilidad de utilizar satélites como ayuda a la navegación lanzando el Transit-1B. Los receptores transit en los barcos utilizaban el efecto doppler junto con las características de la órbita del satélite para calcular su posición. Estos satélites de navegación se han hecho populares con el sistema de posicionamiento global GPS cuyos primeros lanzamientos ocurrieron en 1973. El Telstar es el primer satélite activo dedicado a la comunicación lanzado en 1962. Anteriormente hubo un intento de lanzar un gran balón metálico que reflejara pasivamente las señales de radio en 1960. El Telstar fue un proyecto de AT&T con la colaboración de la NASA en las tareas de lanzamiento, seguimiento y control. Con este se consiguió un repetidor activo de señales girando a la misma velocidad que la tierra en una órbita llamada geoestacionaria, y permitiendo un intercambio de señal de televisión entre Europa y América. El primer satélite comercial de comunicaciones fue el “Intelsat I” que se lanzó en 1965. Éste era capaz de transmitir un canal de televisión y 240 canales de voz. El 20 de Julio de 1969, toda la atención estuvo puesta en Neil Armstrong y Buzz Aldrin cuando pusieron el pie en la luna. En esta hazaña, las tecnologías electrónicas contribuyeron de varias formas: en el diseño y construcción de la nave Apollo, y en el módulo de excursión lunar, en los sistemas de control, en las comunicaciones, y en la navegación. También obviamente fueron las comunicaciones electrónicas las que transmitieron el evento a todo el mundo. En 1990, fue puesto en órbita el telescopio Hubble, y excepto por un fallo en la fabricación del espejo, que fue corregido, pronto comenzó a producir imágenes del cosmos con una claridad y profundidad sin precedentes. Y en 1990 comenzó la construcción de la estación orbital internacional. 2.7.5. Otros grandes descubrimientos El 23 de Diciembre de 1947, John Bardeen y Walter Brattain mostraron su invento del amplificador de estado sólido en los laboratorios Bell. Este se trataba de un transistor de punto de contacto, cuya parte activa era el interfaz entre láminas de metal y un cristal de germanio semiconductor. Posteriormente en 1949 se ideó la forma de implementar el transistor en base al dopaje de un material semiconductor con átomos de distinto número de electrones en la capa de valencia. 40 Desarrollo Tecnológico, Desarrollo Económico El primer circuito integrado fue desarrollado por Jack Kilby de Texas Instruments en 1958. Conocidos los efectos del dopaje de semiconductores con átomos “p” y “n”, construyó un oscilador en un chip a base de este tipo de impurezas. Un trozo de semiconductor que contiene componentes activos como los transistores y componentes pasivos como resistencias y condensadores hicieron posible la microelectrónica con las consiguientes transformaciones tecnológicas, económicas e incluso sociales. Los estudios del láser, Light Amplification by Stimulatted Emission of Radiation, y el máser, Microwave ..., encontraron un gran impulso en 1958 de la mano de Charles Townes de la universidad de Columbia y Arthur Schawlow de los laboratorios Bell. Estos estudiaron la forma de extender los rangos de frecuencias de los máseres. El máser es un dispositivo que amplifica microondas mediante la estimulación de la emisión de protones. En su artículo “Infrared and optical masers” describieron las condiciones que se requieren para obtener máseres operando en las regiones del infrarrojo, visible y ultravioleta. En 1960, y según las ideas de Townes y Schawlow, y sus propios trabajos sobre máseres de estado sólido, Theodore H. Mainman en los laboratorios de desarrollo de Hughes construyó el primer láser. La idea es que un fotón llega a un material excitado electromagnéticamente, interacciona con él y se emite otro fotón con las mismas características de dirección, frecuencia, etc, y se suman en amplitud. Desde entonces aparecieron una gran variedad de tipos de láseres así como una gran variedad de aplicaciones, incluyendo comunicaciones por fibra óptica, holografía, medida de distancias y velocidades, cirugía, impresión por ordenador y grabación en soporte óptico. Los primeros trenes de alta velocidad con vía electrificada fueron desarrollados en japón en 1964. Al principio estos trenes alcanzaban los 210 km/h. El siguiente avance de la alta velocidad no ocurrió hasta 1981 cuando Francia comenzó a utilizar el TGV (Train à Grande Vitesse) entre París y Lyon. Estos trenes electrificados se componían de vagones de pasajeros entre dos máquinas y alcanzaban los 270 km/h. Al final de la década ya consiguieron los 300 km/h. En cuanto a instrumentos, el microscopio electrónico se inventó en la primera mitad del siglo XX, pero se perfeccionó de manera notable durante esta segunda mitad debido al desarrollo tecnológico de la electrónica por un lado, y los sistemas digitales por otro. La limitación en cuanto a aumentos que pueden ofrecer los microscopios ópticos viene dada por la longitud de onda de la luz visible. El microscopio electrónico utiliza electrones para iluminar el objeto. Como los electrones tienen una longitud de onda mucho más pequeña que la luz, el microscopio electrónico puede mostrar estructuras mucho mas pequeñas. La relación entre estas viene dada 41 Introducción a la Ingeniería Audiovisual por 4000 angstroms que es la longitud de onda mas corta de la luz visible y 0,5 angstroms que es la de los electrones. En medicina tenemos que destacar como los avances más relevantes la clonación en 1997 de la oveja Dolly, y la transcripción del genoma humano en el año 2000. La clonación genética produjo muchas voces discrepantes por considerarlo un descubrimiento peligroso e inmoral, por saltarse las leyes naturales. Pero por otra parte aumentó la investigación en cuanto a posibilidades de evitar enfermedades genéticas hereditarias a partir de la modificación de los genes en el ovulo fecundado. También se ha avanzado en la experimentación del crecimiento de tejidos a partir de células germinales, o también llamadas células madre, que son aquellas de las que derivan los órganos en el embrión. Se piensa que puede ser la técnica a la que tiendan las operaciones de transplantes. Por otro lado, en el año 2000 se transcribió el contenido del genoma humano, así como el de otras especies animales. Queda pendiente ahora el trabajo de descubrir el significado que tienen cada cadena de nucleótidos. Se piensa en la detección precoz de enfermedades y del estudio de lo propensos que somos ante distintos riesgos, etc. También parece quedar la puerta abierta a otros desarrollos genéticos de dudosa finalidad, pero parece que los estados han tomado precauciones frente a esto prohibiendo la experimentación con humanos. 2.8. Conclusiones El hombre, ha creado la técnica para cubrir sus necesidades más inmediatas e incluso, tal y como señala Ortega y Gasset, para satisfacer necesidades superfluas que pronto llegan a hacerse imprescindibles. En este aspecto, se hace necesario controlar el progreso tecnológico y no dejarlo a la deriva. Este problema preocupa fundamentalmente a nuestra sociedad. La responsabilidad que tienen los dirigentes de la sociedad les ha llevado a plantear mecanismos exacerbados de control. La tecnología es demasiado importante para dejarla en manos de personas poco previsoras de las consecuencias de sus trabajos. No se trata de frenar la tecnología y bloquear el cambio, sino adaptarlo y someterlo a las necesidades de la sociedad. Ni todo es positivo, ni todo negativo en la tecnología. Su aplicación impone a veces costes sociales muy importantes que deben de considerarse. En general, puede decirse que el progreso de la humanidad, a través de los siglos, está íntimamente relacionado con el desarrollo y presenta algunos aspectos positivos, aunque también algunos negativos, como por ejemplo, la degradación del medio ambiente. 42 Desarrollo Tecnológico, Desarrollo Económico Bibliografía Ortega, Vicente y Pérez, Jorge. “Notas de Fundamentos y Función de la Ingeniería. Tema: Evolución histórica de la ingeniería. Departamento de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones. ETSI Telecomunicación UPM (1989) Rosenblatt, A. “The Electric Century”. IEEE Spectrum. Junio 2000. 43 Introducción a la Ingeniería Audiovisual Ejercicios Examen de Febrero de 2001 1.- En el s. XVIII se produce una gran revolución en lo que se refiere a las fuentes de energía; se pasa de utilizar fuentes renovables y gratuitas como el viento y las corrientes de agua, a energías no renovables, costosas y contaminantes como el carbón y el vapor de agua. ¿Qué factores provocan este cambio? (1p.) Las fuentes de energía como el viento y el agua, tienen dos defectos fundamentales y son: (1) que dependen de la naturaleza, y (2) que su rendimiento es pobre. Con el carbón y el vapor de agua, desaparece esta dependencia de la naturaleza y aumenta la eficiencia de los procesos de fabricación. 2.- Explica la influencia que tuvo en su momento la invención del reloj mecánico (1p.). La invención del reloj mecánico supuso, además de la desaparición de la dependencia de la naturaleza en cuanto a la medida del tiempo, una sincronización en la vida, y debido a esto una ordenación, en cuanto al tiempo, del trabajo en las fábricas. Ya no se depende de la imprecisión de la hora solar, o del amanecer diario, sino que es el reloj el que marca los tiempos con una mayor precisión. 44 Desarrollo Tecnológico, Desarrollo Económico Examen de Junio de 2001 3.- Explica la importancia que tuvo la invención de la imprenta en su época. (1,5p) La imprenta permite de una manera muy rápida y económica traspasar la información a papel múltiples veces para después difundirla. Esto constituyó una revolución en las tecnologías de la información por varias razones: - Hizo posible la salida de la cultura de los monasterios y de la corte. - Aparece la burguesía como parte de la población con conocimientos y con dinero, acabando con la sociedad feudal. - Aumentó la velocidad de transmisión de la información, difundiendo rápidamente los conocimientos - Esta difusión rápida de los conocimientos los hace cada vez más objetivos. - En ámbitos distintos de la ciencia, aparece el documento y la prueba escrita desplazando a la tradición y al contrato oral. - La imprenta es también la primera máquina estandarizada compuesta por piezas intercambiables. 4.- Describe brevemente la evolución de las fuentes e energía a lo largo de la historia, hasta nuestros días. (1p) Durante la era litotécnica (hasta el año 3000 a de C) las únicas fuentes de energía eran la propia mano del hombre, el fuego para proporcionar calor y cocinar, y el agua y el aire para propulsar a los barcos en los primeros tiempos de la navegación. Después de esta época y hasta el s. X la fuente de energía más importante es la de los animales y la mano del hombre, pero esta vez como esclavos. Este hecho da nombre a la era antropotécnica. El s. X, quizá por influencia del cristianismo, se cambia la esclavitud por la tracción animal. También toman auge el agua y el viento, pero esta vez no sólo en 45 Introducción a la Ingeniería Audiovisual el campo de la navegación sino para conseguir movimiento rotativo con molinos, etc. Debido a esta utilización del agua y el aire, a la época entre el s X y el XVIII se le denomina era eotécnica. En los siglos XVIII y XIX, la fuente de energía más importante pasa a ser el carbón, para producir vapor de agua. Esta energía, a pesar de ser más cara y contaminante, se impone frente a otras debido a un rendimiento superior, y a su independencia frente a la naturaleza. La última parte del siglo XIX y todo el siglo XX están marcados por la utilización de la electricidad y el petróleo. La electricidad se utiliza en los sistemas fijos, como las fábricas y se produce a partir de saltos de agua y, en la segunda mitad del siglo XX, de energía nuclear. El petróleo se utiliza sobretodo en los medios de locomoción. En los últimos años de este siglo XX, están apareciendo nuevas formas de energía, llamadas “renovables”con el fin de evitar la contaminación. Estas son la energía eólica (nuevamente) para producir electricidad, y la energía solar como fuente calorífica, y también para producir electricidad. Examen de Junio de 2002 5.- Comenta el uso de las distintas fuentes de energía en la época actual (1p.) En la actualidad podemos distinguir entre fuentes de energía autónomas, propias por ejemplo de los medios de locomoción, y las fuentes de energía no autónomas, o localizadas, como pueden ser las de las fábricas. La fuente de energía autónoma más importantes son los derivados del petróleo, utilizándose la electricidad exclusivamente en el ferrocarril. Por el contrario, la fuente de energía localizada más importante es la electricidad, pasando el petróleo y otras fuentes a un segundo plano. La electricidad se está obteniendo en un porcentaje muy alto de centrales nucleares y en un porcentaje menor, pero también importante, de saltos de agua. 46 Desarrollo Tecnológico, Desarrollo Económico Tanto las centrales nucleares como los procesos en los que está involucrado el petroleo son altamente contaminantes. Esto está provocando la aparición de nuevas energías no contaminantes, o energías renovables para la producción de electricidad, como la eólica, la solar, etc. Examen de Febrero de 2003 6.- Indica, mediante un ESQUEMA, (no más de una cara) los hechos más importantes relacionados con la transmisión del conocimiento, desde el principio de los tiempos hasta el siglo XXI. (1p.) - Principio de los tiempos: el lenguaje. - Fin de la prehistoria: la escritura. - Siglo XV: La imprenta. - Siglo XIX: Telégrafo y teléfono - Siglo XX. Telecomunicaciones (radio, televisión, ...) e informática (redes e internet) Examen de Junio de 2003 7.- Comenta brevemente la evolución del conocimiento “científico” y su aplicación a la ingeniería desde la prehistoria hasta la actualidad (1,5p). En la era litotécnica (30000 - 3000 a de C), el conocimiento científico era nulo, predominando el pensamiento mágico y la brujería. En la era antropotécnica(3000 a de C - 1000 d de C) comienza a desarrollarse el pensamiento racional frente al mágico religioso. En la era eotécnica (s. X - s. XVIII) empieza a pensarse que la naturaleza está para ser explorada. A partir del siglo XVI, la experimentación se abre paso, reemplazando a la argumentación, naciendo la ciencia experimental. A principios del siglo XVIII Newton desarrolla el Método Científico estableciendo las bases de la ciencia moderna. 47 Introducción a la Ingeniería Audiovisual Durante la era paleotécnica (s. XVIII - x. XIX) la ciencia pasa a ser un elemento imprescindible en la industria y en la guerra pasando a buscarse sus aplicaciones. En la era Neotécnica (s. XIX - s. XX) la ciencia se adelanta a la técnica a apareciendo el método de invención sistematizada y premeditada que sustituye al método de prueba y error. Desde esta época, la mayoría de las invenciones e innovaciones surgen a partir de la aplicación del conocimiento científico. 48