el sentimiento de alegría en la apreciación de las formas del agua
Anuncio
Hidrofolía: el sentimiento de alegría en la apreciación de las formas del agua César Lanza Suárez DESCRIPTORES ANIMACIÓN EMOCIÓN FLUIDOS NO-NEWTONIANOS FORMAS FLUIDODINÁMICAS GEOMETRÍA COMPUTACIONAL JÚBILO LÁGRIMA MITOLOGÍA DEL AMOR SALTO DE AGUA TENSIÓN SUPERFICIAL Agua redonda quiero, y tan pequeña como el latir de un niño, para lavar mi antiguo corazón. Luis Sáenz de la Calzada, de su poemario Pequeñas cosas para el agua. Este artículo está dedicado afectuosamente a su recuerdo, y también a Beatriz. ¿Quién de los hidráulicos verdaderos podría hoy hablar del agua y no sufrir la punzada de una cierta melancolía? El agua, que con su pureza ontológica da vuelo a las fuerzas imaginantes de nuestro espíritu según nos decía Bachelard, alimenta la causa formal y a la vez la causa material que hay detrás de la noción de su belleza. El agua está llena de trucos y reminiscencias, de historia y fantasía. Uno de los más antiguos himnos homéricos nos cuenta que el primer ser al que Apolo habló en la Tierra fue la ninfa Telfusa, diosecilla de los arroyos y de las aguas vivarachas de la Beocia, que ya en el primer encuentro engañó al dios y con pérfida pero deliciosa ironía lo equivocó en la elección del lugar elegido para su culto, el santuario de Delfos. Allí estaba la fuente Castalia, de cuya agua bebía la intérprete del oráculo antes de declamar sus proféticas respuestas en el lugar del omphalos, tomado entonces por ombligo del mundo y centro del universo. El agua se halla presente en todas las cosmogonías precientíficas y en sus correlatos mitológicos, no solo en el mundo griego sino en la generalidad de las culturas de las que se tiene conocimiento, desde la India y el Oriente medio hasta la América precolombina. El agua, que parece materia inerte, es al tiempo el vector humoral de tantísimas ensoñaciones en aquel lejano entonces y aún ahora mismo. Sabemos que el agua como fluido no puede tener una forma propia y sin embargo ese mismo hecho otorga un valor muy preciso a las cosas que toca porque genera geometrías aferradas hondamente a la significación de sus efectos. La techné hidráulica alcanza en el agua una calidad poética 68 I.T. N.º 81. 2008 particular ganada en el dominio de una imaginación física, válida y sustante que se refleja en la interacción de sus formas con la materia líquida. La ingeniería del agua no busca alterar el pulso psico-emotivo del espectador con los artificios que emplea el arte, a ella le basta con ejercer la sinceridad infinita que viene de las leyes naturales. Las formas vivas del agua acotan en su concepción el juego de la arbitrariedad humana porque el albedrío del creador hidráulico ha de someterse a veredictos tan exigentes que transcienden su pura voluntad individual. También en ello se puede advertir la condición singular de la ingeniería hidráulica, el pathos que guía su relación con los fenómenos del mundo natural y su particular toma y daca. En las construcciones y artefactos del agua no es posible hacer lo que uno quiere, al contrario de lo que sucede con la forma de los espacios concebidos para habitar, pues el hidráulico no disfruta de la autonomía de que dispone el diseñador en el campo de la arquitectura. Las formas de la ingeniería admiten poca arbitrariedad y no surgen de la voluntad explícita de agradar o de sorprender, se crean necesariamente con la intención de asegurar unos efectos que en lo físico van mucho más allá de la venustas y restantes cualidades vitrubianas. Entre las formas condicionadas por la mecánica son quizá las hidrodinámicas las que tienen mayor interés para vindicar la belleza que induce la propia ciencia. En ellas la geometría deriva de la voluntad de controlar espacio-temporalmente algunas propiedades del fluido en movimiento o bien de gobernar el comportamiento de un cuerpo que puede ser Fig. 1. El agua suele otorgar un tono especial de distinción al arte, y no solo a la pintura. Así se aprecia tanto en el tenebrismo del óleo Joven mordido por un lagarto, de Caravaggio (1595-1600), como en la luminosidad traslúcida de la ¿escultura? Condensation Cube, de Hans Haacke (1963). flotante o sumergido, fenómenos relacionados con la masa, la energía y/o la cantidad de movimiento y que difieren según sea el flujo laminar o turbulento. El diseño de las formas fluidodinámicas sigue siendo uno de los campos difíciles de la ingeniería pues en él confluyen estudios teóricos, aproximaciones empíricas y técnicas computacionales de notable sofisticación. Los métodos actuales adolecen de limitaciones tanto en el nivel macroscópico de los fluidos newtonianos tradicionales como en la más reciente escala de los microfluidos. Bien lo recuerda el difícil manejo de las ecuaciones de Navier-Stokes que encapsulan una formulación del movimiento de los fluidos incompresibles que aún no se ha conseguido hacer plenamente operativa por su desesperante no-linealidad. Una cuestión de interés en torno a las formas hidrodinámicas es que ayudan a situar el debate del funcionalismo en un contexto mucho más natural y también más amplio que el de la simple estructuralidad resistente. El punto central está en armonizar la importancia que tiene la garantía de resistencia en las formas de la ingeniería con la solución a otros problemas –en este caso los fuidodinámicos– que pueden estar relacionados con lo anterior pero que son realmente de naturaleza distinta. Asegurar que la optimización físico-matemática conduce a formas gozosas, como dice Manuel Elices, es algo que parece justificado cuando se estudian estructuras objetivamente bellas como las de Torroja o de Nervi pero casa mal con la experiencia observable de lo construido simplemente para resistir –lo que más abunda–, que en el ámbito perceptivo es muchas veces irrelevante o aun peor. Por eso resulta Fig. 2. El futurismo como movimiento cultural y artístico estuvo profundamente imbuido de la idea formal de fluidez. Forme uniche della continuità nello spazio (1913), de Umberto Boccioni, que se conserva en el MOMA de New York. maravilloso ver cómo en la mecánica de fluidos casi todas las formas son bellas, desde la bóveda que cierra un gran embalse al ala del avión, pasando por velas y carenas. Formas que pueden ser estáticas o activas según el sentido físico de su interacción con el medio, y cuyo diseño se ve gobernado por leyes de la mecánica que no solo tienen una naturaleza gravitatoria sino también inercial y viscosa. Se nota que Reynolds y Froude mandan aquí al menos tanto como Newton. I.T. N.º 81. 2008 69 Exhortamos, pues, en este artículo a los filólogos y autoridades de la lengua a que acepten sin medias tintas la creación de un nuevo término, la hidrofolía, entendida como el entusiasmo y la pasión humana que nacen de la apreciación alegre de las formas del agua. Hidrofolía que quiere decir sentimiento jovial que brota de la propia naturalidad agraciada de los fluidos sin afectación alguna. Y para ello intentaremos convencer al lector de la inevitabilidad de esta pequeña-gran emoción, la gozosa hidrofolía, acompañándole en un breve recorrido a través de algunas de las formas que nutren tan alegre vindicación. La itinerancia discurrirá primero por las formas del agua cuando ésta se encuentra en libertad, pasando a continuación por la belleza perceptiva que se puede encontrar en las construcciones que el ingeniero hidráulico proyecta para jugar con ella y aprovechar sus muchas virtudes y poderíos. Finalmente trataremos de entreabrir la puerta del reluciente reino de Hollywood para atisbar los trucos que allí representa una novísima ingeniería del agua, la ingeniería de la simulación digital y de la animación de las formas de los fluidos en la industria del séptimo arte, convertido ahora en el último reducto de la avanzadilla de la hidráulica más moderna. De una ingeniería que es consistente con el signo de los tiempos, híbrida entre lo físico y lo computacional, entre los bits y el mundo de los átomos. Las formas del agua a su aire El agua, que no tiene forma fija, adopta sin embargo formas hermosas cuando se nos presenta en contextos de relativa libertad. Así se aprecia desde la simplicidad morfológica y mecánica de la gota líquida suspendida en el medio que la rodea, hasta la tensión abrupta y poéticamente irredenta que se da entre estructura y aleatoriedad en las corrientes que fluyen en condiciones de turbulencia. El estudio de la cuestión formal en el agua libre se encuentra repleto de oportunidades jugosas para enlazar lo que Feynman llamaba el carácter de la ley física con la hermosura intrínseca de determinadas geometrías, tomada tal belleza no solo en el sentido analítico de Coxeter sino también en el uso corriente que se asocia con la simple percepción humana. Las gotas son preciosas formas elementales asociadas al equilibrio hidrostático que moldean las fuerzas gravitatorias al combinarse con la curvilínea tensión superficial en el contacto no confinado –es decir, de superficie libre– entre pequeñas masas de agua y el aire u otro fluido inmiscible. Las gotas son curiosas paradojas geométricas y parecen oximorones de la naturaleza porque dan forma canónica a una materia que no tiene forma propia alguna. A veces una gota se crea porque la superficie del líquido ha entrado en contacto con otro fluido diferente o con un sólido y las moléculas estarían desequilibradas en superficie si no fuera por el efecto membrana de la tensión interfacial. La diferencia de presión positiva en el interior de la gota es lo que hace que ésta adopte la familiar forma convexa, y su superficie es el lugar geométrico de los puntos de equilibrio mecánico en la interfaz atmosférica del fluido, no exclusivamente la expresión de un fenómeno hidrostático. Landau demostró partiendo de la ecua70 I.T. N.º 81. 2008 Fig. 3. Evocadora imagen de unas simples gotas de agua. ción de Euler que un líquido en reposo dentro de un campo gravitatorio uniforme se puede encontrar en equilibrio mecánico y no estar en equilibrio térmico. Aun sin presentar ningún movimiento macroscópico el equilibrio puede ser inestable y conducir a la aparición de corrientes convectivas que tenderán a mezclar el fluido hasta igualar su temperatura. La gota tiene su inverso en la burbuja, que se da cuando el fluido interno es un gas y el que la rodea un líquido. La reversión de materia y espacio que supone la burbuja es una forma de pliegue con deriva freudiana, una imagen recurrente en la bruma de muchas neurosis obsesivas, ansiedades y fobias. Es como el miedo al abismo que cuentan que sentía Pascal por el lado de su mano izquierda cada vez que le transportaba un coche por el borde del Sena. La lágrima es la humana gota, no solo un foco de interés fisiológico sino también el icono de la pasión lábil del amor. En diversas mitologías y literaturas amorosas el agua se encuentra simbolizada por medio de dos objetos litúrgicos, la lágrima y el cisne, que aportan calidad metafísica al sentido efímero del enamoramiento con su luminosidad. La lágrima es la adversidad y el fracaso del amor en Aurelia de Nerval, y el cisne es el ángel de la melancolía de Durero transmutado. El cisne de Yeats, de las alegorías neoplatónicas en el prerrafaelismo crepuscular Celta, y la lágrima de la revolución y el amor no correspondido, de la frustración romántica y el drama olvidado del Maiakovsky de los primeros tiempos. Lyublyu, ese “yo amo” que dicen que el poeta ruso pronunciaba irremediablemente antes de llorar y que no sabemos si también dijo o pensó antes de dispararse un tiro hace 77 años. Se establece como un hecho la concordia entre amor y muerte, lo que despierta en nosotros las más profundas resonancias pues el amor feliz no tiene historia. La lágrima como signo de la pasión del amor aflora en el Roman de Tristan et Iseut de Bédier, donde el gran mito europeo del adulterio se narra a través del desorden extremo de las costumbres, en la confusión de la moral con los inmoralismos que viven en ella. En los momentos más puros del drama se ve transparecer la Fig. 4. Comment la reine Yseut délivre Tristan de la prison où le roi Marc l’avait fait mettre. Miniatura del siglo XV, Chantilly. filigrana arquetípica de la lágrima como una gran imagen simple, una especie de tipo primitivo de nuestros tormentos más complejos. Pero la lágrima se halla también en la tristeza solitaria de un Sade encerrado en sus prisiones de Vincennes y la Bastille, en el dolor de la voluptuosidad que impone un cuerpo negado a la vida, delectado en la visión paranoide de los órganos interiores. La lágrima aporta una especie de belleza hidráulica al erotismo y traslada las contradicciones de una experiencia interior al dominio de lo prohibido. Una lágrima es una transgresión personal rara, un mecanismo comunicativo que la inteligencia habilita con el fin de romper el cerco interior de la emoción medida. El deseo erótico no es puramente una exaltación carnal; para Bataille el sentido último del erotismo era la fusión del amor y la muerte, en un sentido de la belleza que es una de las contradicciones fundamentales del hombre. Dicen los estetas que en la búsqueda de la belleza está el esfuerzo por acceder a la continuidad más allá de la ruptura, el intento de escapar a nuestra propia presencia imperfecta, del miedo a nosotros mismos. La lágrima acentúa el gesto, es el agua en la mirada. No es fácil establecer por analogía quién desempeñaría en la ciencia hidráulica una figura equivalente a lo que Kandinsky representó para la pintura moderna y de esa manera poder nombrar al introductor de la noción de ritmo aplicado a la representación formal de las ideas del agua. Recordemos Fig. 5. La combinación de lágrima y ojo puede dar lugar a extrañas composiciones, como la de esta fotografía de David Lynch. I.T. N.º 81. 2008 71 que el artista y teórico moscovita, afincado primero en Alemania y finalmente en Francia por incompatibilidad con los dogmas soviéticos sobre el arte, establecía en Punkt und Linie zu Fläche (Punto y línea sobre el plano) la síntesis de sus explicaciones en la Bauhaus con la mentalidad racionalista de la que estuvo imbuida la famosa escuela de Weimar. De acuerdo con su postura, toda composición se debería articular con base en las tensiones dinámicas surgidas de la combinación de tres elementos básicos, el punto como elemento primigenio de una tensión en reposo, la línea como fuente de energía direccional y el plano como campo donde se han de organizar o componer las tensiones. Esas ideas trasladadas por semejanza desde el arte al mundo de las formas del agua en libertad nos sitúan en el origen de la hidrodinámica, que en su concepción primera y en ausencia de viscosidad corresponde a dos formulaciones de todos bien conocidas, la ecuación de Euler y su simplificación algebraica en el caso de flujo estacionario, el principio de Bernoulli. Y de ahí nace la idea fecunda de las líneas de corriente, trayectorias que la física de la naturaleza confiere a la fluidez del agua imponiendo reglas obligatorias al juego entretenido que mantienen en ella la presión, la velocidad y el potencial gravitatorio. Es sabido que el descarte de la viscosidad en la formulación de los modelos teóricos que explican el movimiento de los fluidos es un presupuesto ideal que aleja a la ciencia de la realidad, y así las leyes de la hidrodinámica, verdaderas ecuaciones de estado que gobiernan la reología de este tipo de materia, son profundamente diferentes en lo físico y en lo matemático según se tenga en cuenta o no esta propiedad esencial. John von Neumann, bien consciente de ello, ironizaba sobre la ingenuidad con que los teóricos de la disciplina trataron esta cuestión hasta entrado el siglo veinte motivados por la belleza de las soluciones matemáticas del problema pero muy alejados de la proteica realidad. Von Neumann se refería a los fluidos ideales, no viscosos, mediante el término “flujos de agua seca”, que por su causticidad explícita no requiere comentario adicional, aunque también es cierto que desde el punto de vista práctico el valor de la viscosidad cinemática del agua a temperatura ambiente (~ 20 °C) es relativamente bajo, muy próximo a 1mm2/s, y su variación entre condiciones normales de contorno razonablemente lineal según la ley de Poiseuille. La idealización del agua como fluido no viscoso, aun no siendo realista en sentido estricto, tampoco invalida determinadas conclusiones macroscópicas del modelo de Euler-Bernoulli, mucho más tratable que las durísimas ecuaciones de Navier-Stokes. Una línea de corriente es una abstracción formal a la que podría aplicarse, en cuanto que conjuga el espacio y el tiempo hidráulicos, la imagen desconcertante pero no incierta que Rimbaud asociaba a la razón humana: arrivée de toujours, qui t’en iras partout. En lo que se refiere a su percepción como forma hay que tener en cuenta que la geometría es en este caso insuficiente y no resulta útil en sí misma para advertir una de las propiedades físicas fundamentales a efectos sensitivos, que es la variación del campo de velocidades del fluido a lo largo de la propia línea. Las líneas de corriente exigen 72 I.T. N.º 81. 2008 –su propio nombre así lo indica– una capacidad de apreciación cinestésica y conducen directamente a la idea de animación asociada al hecho perceptivo. Aquí no vale la mera contemplación estática sino que es preciso imponer una especie de licuefacción psicológica a la mirada. La percepción del movimiento no es tanto un hecho retinal como el fruto de una interacción compleja entre diversos sistemas fisiológicos con la mente humana y ello afecta a buena parte de la totalidad del sistema nervioso, según advirtió tiempo atrás el multifacético científico Hermann von Helmholtz. Para la ciencia el movimiento es una forma particular de relación observable y computable entre espacio y tiempo, tomadas estas dos últimas categorías como primitivas físicas y la primera como derivada. Sin embargo Gunnar Johansson y otros investigadores reputados de los fenómenos perceptivos formulan el hecho de manera diferente, partiendo de espacio y movimiento como sensaciones directas y naturales del ser humano de las cuales derivaría la noción más bien filosófica o intelectiva del tiempo. Trasladando esas ideas al movimiento del agua se puede plantear la interrogación sobre si el significado del tiempo es o no similar en los regímenes laminar y turbulento, y lo que significaría lo anterior desde el punto de vista formal en un puro sentido geométrico. La dependencia mutua entre velocidad, posición y tiempo a lo largo de una línea de corriente se manifiesta en cada uno de esos estados hidráulicos mediante una relación funcionalmente diferente, reflejando un proceso de transición física que de alguna manera advierte el valor cambiante del número de Reynolds. La última interpretación de la turbulencia, enigma aún ni siquiera bien resuelto en quasi-2 dimensiones, sugiere un constante trastorno espacio-temporal de la estructura de la corriente y la dislocación en aparencia aleatoria de eso que los investigadores denominan el esqueleto lagrangiano del fluido. La turbulencia da lugar a un enmadejamiento aparentemente caótico de atracciones y repulsiones entre las líneas de materia líquida con múltiples cambios en los patrones de hiperbolicidad que solo ahora están empezando a comprenderse. El borde sólido: razón y emoción poética en las construcciones del agua Algo tendrán en común agua y luz cuando ambas materias se curvan al sentir la influencia del campo gravitatorio. A caballo entre las dos se sitúa uno de los términos más hermosos que acuñó la ingeniería, el salto de agua, cuya euritmia sigue sonando profundamente moderna por más que irrite a los enemigos de las obras hidráulicas. Los saltos son y serán una gloria en muchos aspectos; recuerdan aquellas palabras de Baudelaire “le feu clair qui remplit les espaces limpides”, que bien pueden asociarse al tono sensorial y la elegancia de las construcciones del agua, benditas con una poética propia y en cierto sentido magnífica. El veinte fue sin duda alguna el siglo de las hazañas hidráulicas, que en España dieron lugar a episodios tan apasionantes como la construcción de los saltos del Duero, obra colectiva de generaciones sucesivas de ingenieros –de Orbegozo a Galíndez, entre Ricobayo y Villarino– que alumbra- ron uno de los más extraordinarios procesos de creación de valor ocurridos en España desde principios de aquel siglo. Pero los saltos de agua no solo se han de ver como preciados activos de producción hidroeléctrica, porque muchos tienen además objetivamente valor emocional por su historia y sus cualidades estéticas, incluso pueden contemplarse como ejemplos conmovedores de land-art. Los saltos expresan en su materialidad tan telúrica y al tiempo tan etérea un diálogo profundo entre arte, técnica y naturaleza, fruto indisociable de la riqueza que se advierte en el pensamiento hidráulico y en las obras que lo hacen realidad en las formas tangibles de las construcciones del agua. En el pensamiento que se verbaliza o se pone por escrito, citar es reconocer que algo se comparte o de lo cual se disiente, y es por tanto aceptación explícita del valor que uno da a las influencias ajenas. También se cita mucho en las obras construidas, donde la originalidad suele ser más un acto de afirmación personal del autor que una verdad contrastable empíricamente. La cita constructiva que reconoce influjos de otros en la obra propia no suele presentarse de forma tan honesta y abierta como en el discurso, en parte por vanidad o indiferencia y falta de costumbre. Aunque no lo parezca, los ingenieros también nos pasamos el día entero citando, es decir haciendo llamadas de auxilio. El estudio de las influencias que se reflejan en una construcción determinada requiere un buen conocimiento de la historia. No se sabe si la historia es o no un sistema de citas pegadas sobre el soporte de una cronología de referencia –ni siquiera los propios historiadores se declaran en ello de acuerdo– pero la objetividad del método científico parece ceder en este campo cada día más terreno a la interpretación, a la discrecionalidad hermenéutica y a la operación especulativa del lenguaje. Reconocer a través de la historia es recorrer esos bosques llenos de intérpretes ansiosos a que se refiere el antropólogo Clifford Geertz, recreando al Gadamer de Verdad y Método. La apreciación de la cita constructiva requiere ciertamente un método: ver para reconocer. Entre Saber Ver de Bruno Zevi y Dios lo Ve de Tusquets no se acaba de perfilar bien cuál sería la capacidad requerida, porque el contenido de las obras de los buenos constructores –ingenieros o arquitectos, tanto da– se termina envolviendo en dos extremos insufribles. La crónica de la ingeniería insiste en la aberración del despojo sinóptico de las obras, y degrada su contenido a una especie de grande bouffe de metros cúbicos, toneladas y miles de millones de euros, mientras que, contrariamente, la glosa merecida de la buena arquitectura se pierde con demasiada frecuencia en un sinfín de actos insustanciales de propaganda. Analizar aquí significa aceptar la obligación de recrear la virtuosidad escondida o bien de eliminar mucho ruido para disociar los atributos de coherencia y limpieza, la claridad funcional o expresiva que exige la buena obra. Más arduo es aun el juicio sobre la originalidad de algo que aparece como nuevo, que no tiene cita posible salvo la del riesgo y la precariedad solitaria de todo invento antes de ser aceptado y difundido por la subsiguiente cadena de imitaciones. Lo nuevo cuando es poco más que un anhelo o, como decía Adorno, “apenas ello mismo”. Fig. 6. La belleza estructural de la presa de Roselend (1962) encaja admirablemente en el prístino paisaje de invierno de la Saboya francesa. Fig. 7. Una especie de emoción violenta es lo que transmite la descarga del aliviadero de la presa de Itaipú (1991), proyecto binacional de Brasil y Paraguay para el aprovechamiento hidroeléctrico del río Paraná. I.T. N.º 81. 2008 73 Fig. 8. Sección final del aliviadero y boca de descarga del desagüe de fondo de la presa de Búbal (1971), en la Hoz de Jaca sobre el río Gállego. Fig. 9. La forma del edificio de máquinas de la central hidroeléctrica de Proaza (1968) constituye un afortunado ejemplo de arquitectura asociada a la ingeniería del agua. Citas nunca fáciles de leer son las situadas en las construcciones del agua, gozosísimas y recoletas obras que están poco expuestas a la visibilidad general pero que poseen una enorme potencia expresiva. Embebidas por su propia naturaleza y función en parajes alejados, difuminan su presencia en una reclusión solitaria que hoy nos parece salvadora. La presa es una obra que, en sus grandes decisiones de proyecto, no se construye para ser sentida de otra manera que no sea a través de sus necesarias funciones hidráulicas, mucho más ricas y sugerentes de lo que sostiene el credo del desdén y la nesciencia. La más hiperestática y tectónica de todas las estructuras posibles es un ejemplo jocundo de funcionalidad devenida ars poetica sin amaneramiento alguno, con esa especie de magia serendípica que le confiere su empatía feliz con la mecánica del fluido y un sentido estructural extremo. Pero al admirar la belleza estricta de las presas uno duda y se pregunta qué citas de Aldeadávila cabría adivinar en La Almendra, o de ésta en Llosa del Cavall, cuando ni siquiera apenas 74 I.T. N.º 81. 2008 se recuerda el porqué del radio variable que André Coyne empleó por vez primera en los Alpes o lo que pensaba Alejandro del Campo acerca de los contrafuertes en el Sil. Obrar bien es conseguir buenos efectos, incluso a través del juego indirecto de la analogía. Decía don Vicente Roglá, profesor inolvidable de nuestra Escuela de Caminos, que la ciencia con su escalpelo inquisitivo quita poesía a la naturaleza; sin embargo, obras como la de Susqueda son ejemplo en cierto modo de lo contrario, de cómo una técnica, en este caso la ingeniería hidráulica, añade encanto a un paisaje interesante con un diseño cuidadoso, mucho y muy bien meditado. Emociona percibir en Susqueda la sensación de cariño hacia la obra y el lugar –en el fondo amor hacia todos– que desprende el proyecto que allí calculó, diseñó y construyó, en suma, vivió en su intensidad más plena, el ingeniero Arturo Rebollo. Su tenacidad encomiable y mimo se aprecian también en todo: en el sugerente perfil de la bóveda, en la originalidad de las torres de las tomas, en la luminosidad miste- Fig. 10. La forma de la concha del cefalópodo conocido como nautilus recuerda en cierta manera a de las turbinas hidráulicas de reacción, y de hecho es utlizada por el propio animal para impulsarse expeliendo chorros de agua. Esa similitud se aprecia en la hermosa ilustración que muestra la sección longitudinal de una turbina Francis de las de primera generación. riosa de la cripta hipóstila elevada paradójicamente sobre el curso del Ter. A pesar de irradiar tanta bondad, Susqueda no es un lugar santo de las presas españolas sino lo que los hidráulicos llaman un buen pacto con el emplazamiento. Con razón dice Miguel Aguiló que para aproximarse a la realidad de las obras hidráulicas españolas es necesario manejar otras variables además de las puramente técnicas. Robert Smithson, autor de Spiral Jetty, una obra seminal en el campo del land-art, seguro que apreciaría la potente sensación de belleza híbrida que causa el assemblage natural de un aliviadero como el de Cervera-Ruesga, o el de Arquis, al integrarse en el medio con la ayuda del tiempo. Lo virtuoso de la obra hidráulica se magnifica cuando mejora con estilo la plástica original de la geología del cauce, la regularidad monótona del paisaje ripario. Un salto de agua puede ser incluso una obra de arte o albergar arte. El del Jándula dio la oportunidad para que Casto Fernández-Shaw inventase una bolsa marsupial dignísima para acoger a la central eléctrica en el regazo de la presa de Mengemor, otorgando al paramento de aguas abajo una marcada filiación expresionista y a la arquitectura una oportunidad singular de lucimiento. Otras intervenciones afortunadas, en este caso de Vaquero Palacios, son la sala de turbinas del salto de Grandas de Salime, que completó artísticamente el interesante diseño hidráulico de esta obra sobre el Navia, y especialmente el edificio de maquinaria de la central de Proaza en el río Trubia, una de las mejores síntesis entre ingeniería hidráulica, arquitectura y artes plásticas de toda España. Por otra parte, cómo no recordar otros entendimientos disciplinares formalmente fecundos en las construcciones del agua como el de Juan José Elorza e Ignacio Álvarez Castelao en Arenas de Cabrales y Silvón, y sobre todo en el salto de Arbón. También los escultores se animan a veces a acercarse, tal es el caso de Basterrechea y su intervención en la presa de Arriarán sobre el río Oria, aunque quizá se la pueda tachar de lourde y algo desproporcionada. Los saltos de agua estaban presentes incluso de manera obsesiva en la imaginería del futurismo, en las formas que dibujaba y proponía Antonio Sant’Elia influido tanto por sus estudios de la técnica hidráulica como por la estética de la Sezession vienesa de Otto Wagner y Emil Hoppe, y también por los proyectos industriales de Tony Garnier. En su Manifesto dell’architettura futurista vindicaba Sant’Elia la arquitectura del cálculo, de la audacia temeraria y la simplicidad, la de la línea oblicua. El joven visionario, que murió en la gran guerra antes de haber podido construir nada, era por lo que se ve un criptoingeniero hidráulico y no solo literariamente como dicen de Yarfoz, el hidráulico oscuro inventado por Sánchez Ferlosio. Siempre hubo la sospecha de que el heteróclito escritor hispano-italiano estaba en esto secretamente influido por las peripecias de Torán a través de lo que le contaba su mujer, Carmen Martín Gaite. Superponer un discurso cultural al hoy políticamente herético mundo de las obras del agua no puede verse como una artificiosidad ni tampoco como un ejercicio de marketing social, por más necesario que ello sea. De hecho la unión entre agua y cultura es tan antigua como la historia del hombre, pues se trata de una mezcla de necesidad y sensaciones jubilosas. El agua propicia la cultura de la alegría (todo lo contrario de lo que ahora se maldice), y se puede recordar que José Torán inauguraba el Cenajo en pleno franquismo con un “auto-sonoro” compuesto por él mismo y por Jaime del Valle-Inclán, sobre música de Stockhausen y de André Jolivet. Una visión hidráulica en verdad proactiva y didáctica de quien con lenguaje vitalista se definía a sí mismo desde la contrata como ingeniero “de” Estado mientras besaba en un arrebato de emoción a Rafael I.T. N.º 81. 2008 75 Fig. 11. Las formas fluidas de la energía recuperan sus espacios originales de la mano del arte contemporáneo. Escultura Marsyas, de Anish Kapoor, instalada en el Turbine Hall de la Tate Modern en Londres (2002-2003). Couchoud, que era de verdad el ingeniero “del” Estado y en ese momento Director de Obras Hidráulicas, dejando perpleja a la alta jerarquía nacional. Imposible escribir algo acerca de las construcciones del agua y no traer a colación a Juan Benet, ingeniero-escritor de reconocida inteligencia y contundente estilo, aunque dicen que en la relación personal no fue tan simpático ni igual de desbordado que Torán en cuanto a su tono vital. Don Juan fundamentaba verbalmente su pasión por la fantasía y no por el rigor en la ciencia hidráulica como una consecuencia del tiempo libre que le sobrevino en los inviernos de cuatro años consecutivos pasados en la construcción del Porma, hospedado en la remota venta de Remellán. Allí inventó Región, de la que según confesaba no le hubiese gustado más que ser una especie de tirano hidráulico. De aquellos años (hace cuarenta y algunos) datan unas casi desconocidas “Notas concer76 I.T. N.º 81. 2008 nientes a ciertas estructuras hidráulicas basadas en la fantasía”, que al no haberse editado solo se conocen por el testimonio directo del propio Benet en tertulias de amigos y alguna que otra charla. Argumentaba él mismo que si en la literatura, el arte plástico, el drama, la ciudad, la tecnología futurista y toda invención se pueden recabar los recursos de la fantasía, ¿por qué no ha de haber en el campo del espíritu entrada para una hidráulica fantástica? Esas elucubraciones dieron lugar a conceptos divertidos suyos como el “canal peludo”, el “aliviadero rotativo de eje vertical” o la “impermeabilización con porquería”. Ensoñaciones de una materialidad poderosa, llenas de sugerencias y adivinaciones, como las que se advierten a poco que uno tenga cierta sensibilidad y se esfuerce en rehusar demagogias y falsedades que hoy buscan interesadamente ofender la imagen pública de una buena parte de las maravillosas construcciones del agua. El agua digital: simulatio et animatio El agua, que de una u otra manera está presente en la práctica totalidad del mundo físico habitado, no podría hallarse ausente del novísimo reino de la realidad virtual o como quiera llamarse al entramado que forman los medios digitales y sus contenidos, cada día más ubicuos e indisociables del contexto senso-intelectivo del ser contemporáneo. Nadie debería sentirse extrañado por tanto al saber que compañías como Pixar o Industrial Light and Magic, productoras de películas de cine comercial mediante técnicas de animación computerizada, constituyen hoy día la vanguardia de la tecnología en materia de modelos de simulación y animación de fluidos, y podrían estar muy por delante de cualquier empresa con actividades físicas en el campo de la hidráulica. En el apasionante campo de los modelos digitales de simulación fluidodinámica convergen disciplinas de muy reciente manifestación, se trata de un mundo nuevo que rigen la física computacional y la geometría discreta en sus variantes algebraica y diferencial. Al hablar de estas recientes geometrías digitales empezaremos por reconocer su tremenda influencia en la generación de las formas contemporáneas de belleza, tanto mediáticas como de uso individual, al haber sido capaces de aunar lo que desde Euclides constituye el corazón del pensamiento matemático en relación con cuerpos y figuras, con la potencia aritmético-lógica que aportan los computadores y las técnicas informáticas codificadas en software. La invención de algoritmos geométricos es una joven y elegante rama de las ciencias de la computación que apareció en escena en el año 1981 con la tesis doctoral de Michael Shamos en la universidad de Yale –titulada precisamente Computational Geometry– y se ha convertido desde entonces en la base de conocimiento científico desde la cual florecen el diseño gráfico y la animación digital automatizada, técnicas constructivas de esa fantástica y aparente contradicción terminológica que es la realidad ideal o virtual. Hace un cuarto de siglo que la geometría computacional aplica métodos combinatoriales y algebraicos al tratamiento algorítmico de los objetos geométricos codificados en software, y más recientemente también va cobrando importancia una aproximación distinta para resolver y representar informáticamente problemas de este tipo, denominada geometría diferencial discreta o DDG si se utiliza el acrónimo en inglés. Sus fuentes se pueden remontar indirectamente a la obra de Hilbert y Cohn-Vossen Geometry and the Imagination, que se publicó en 1952 en Nueva York, aunque el primer tratado como tal de esta subdisciplina está aún por compilarse. Lo bueno de la DDG es que permite tratar analíticamente mediante métodos computacionales la geometría de la física –real o inventada– y ataca problemas espaciales referidos no tanto a ontologías matemáticas como a cuestiones de alcance métrico local: el tratamiento de la curvatura, esencial para la representación digital de los medios deformables así como de los fenómenos ondulatorios en general, y también las propiedades de conservación y simetría, que son fundamentales en teoría de campos, aparte de facilitar un tratamiento más que razonable de la discretización de la variable tiempo. En ese sentido parece que la DDG nos acerca al eslabón perdido entre la modelización física y la geométrica, abriendo el abanico de posibilidades a quienes trabajan con sólidos y fluidos, no solo en el mundo físico sino en el intrínsecamente digital. Las nuevas geometrías discretas son la base de un lenguaje diferente que une en los medios informáticos la expresión de lo cognoscitivo y de lo imaginativo, creando contextos de marcada intencionalidad sensorial. En ello late el paradigma de la interactividad, concepto de envergadura por su capacidad de subversión de las formas humanas de adquirir y transferir información y conocimiento. Merece la pena observar en ese sentido la codificación del imaginario adolescente en los juegos informáticos y su efecto en la transformación del concepto de lo lúdico. Abrigan al mismo tiempo esas geometrías y el aparato de tratamiento informático que las mueve la esperanza de salpimentar algunos de los entregables clásicos de la ingeniería del agua, dando realce a su presentación frente a los ojos del público y de paso facilitando su mejor aceptabilidad. Que maestros del software gráfico como David Baraff o Andew Witkin sienten cátedra en el hoy día más bien adusto campo de la técnica hidráulica. Es indudable que en la actualidad vivimos en un mundo híbrido, formado por bits y átomos, y el curso de los hechos muestra cómo lo inmaterial avanza día a día en casi todos los frentes; nuestro contexto vital es mucho más amplio y complejo que el de nuestros abuelos. La lógica imaginativa de la simulación que ahora se desencadena en los nuevos medios digitales lleva a una emancipación de la experiencia estética, despojándola de su tradicional vinculación paradigmática con el cosmos, la naturaleza o la idea heredada de una tradición de siglos. Valéry, fascinado con el Leonardo prototipo de actividad creadora del espíritu universal, defendía en su teoría estética la praxis de faire dependre le savoir de le pouvoir, pues la obra de arte es solo uno de los posibles desenlaces de una tarea infinita. Hay que ver cuánta actualidad oportuna adquiere hoy esa forma aparentemente vaga de pensar. La perfusión digital de la obra de ingeniería se va desarrollando poco a poco a través de un proceso que se encuentra sujeto a una dinámica intensa y profunda de dimensiones y episodios en concurrencia. No es una manera nueva de hacer cosas viejas porque el cambio afecta a la concepción y a la representación, al cálculo y –cada vez más– a la materialización de todo tipo de artefactos. La gran ingeniería ya no es ajena al prototipado rápido, a la sinterización o al facsímil, y nada será como antes ni en lo puramente intelectivo ni tampoco en la matriz de sensaciones. En línea con lo que expresa Jeffrey Smith, de la universidad Carnegie-Mellon, se puede decir que las técnicas informáticas aportan no solo plausibilidad visual y capacidad de morfogénesis a los objetos que hacen los ingenieros, sino también optimalidad, teniendo de esa manera una orientación que ya no es instrumental sino en cierto modo finalista y sintética. La ingeniería adopta cada vez más las formas del software y así es como el ingeniero se va convirtiendo en programador a la vez que usuario de un género específico de contenidos en las nuevas industrias de la información. Científicos de la computación I.T. N.º 81. 2008 77 Fig. 12. Simulación dinámica y visualización computerizada de la fusión de dos vórtices mediante un método de discretización euleriana que preserva la circulación y evita la difusión numérica de los lagrangianos al tratar el fenómeno de la advección (Elcott, Tong, Kanso, Schröder y Desbrun, 2007). como pueden ser Ronald Fedkiw o Robert Bridson adquieren ahora en el campo de los modelos físico-geométricos de simulación-animación digital del agua una importancia en cierto modo semejante a la que en su momento tuvieron algunos grandes teóricos de la mecánica de fluidos del veinte, como por ejemplo Lamb, Batchelor o figuras de relevancia similar. La algoritmia que mueve la simulación y la animación digital de fluidos no solo tiene como objeto la computación de modelos discretos físico-geométricos de los fenómenos mecánicos sino además las operaciones necesarias para su visualización, entre ellas la iluminación de la superficie de masas y objetos con toda su problemática de reflexión y difusión de la luz, la proyección de texturas con formas y granularidad variables, así como otras funciones básicas asociadas al concepto de rendering (representación realista de las imágenes). Algunos problemas específicos que afloran en la simulación digital de los fluidos se refieren a la dualidad de puntos de vista que pueden adoptarse a la hora de formular los correspondientes modelos matemáticos, por un lado la aproximación lagrangiana que corresponde a un sistema de partículas, y alternativamente la formulación euleriana, que, como bien saben los expertos en el método de los elementos finitos aplicado a este tipo de fenómenos, se basa en mallas espaciales en general fijas. Ello tiene consecuencias inmediatas a la hora de discretizar los operadores vectoriales de diferenciación, que en el primer caso se refieren a derivadas materiales mientras que en el segundo tipo de modelos se trataría esencialmente de derivadas espaciales. La diferencia entre unas y otras se manifiesta en el tratamiento de fenómenos como por ejemplo la advección o transporte de las propiedades de una masa fluida en movimiento, que es necesario considerar en este tipo de campos vectoriales y en 78 I.T. N.º 81. 2008 Fig. 13. Secuencias animadas en la visualización por ordenador de distintas fases de un fenómeno de inestabilidad acusada de Rayleigh-Taylor que afecta a un tanque con tres fluidos de diferentes características (Losasso, Shinar, Selle y Fedkiw, 2006). Fig. 14. Simulación y visualización de la zambullida de una bola sólida en un tanque con varias capas de líquidos (Irving y Guendelman, 2005). cuyo caso hace inviable un planteamiento euleriano directo debido a problemas de inestabilidad numérica incondicional. Trucos que son necesarios para superar dificultades de la simulación en beneficio del realismo, y que lógicamente se complican cuando el fenómeno a modelar no es un flujo libre, relativamente sencillo y bien conocido, sino la interacción del agua con otros cuerpos, sólidos rígidos o elásticos –problema aún más difícil de tratar– o el comportamiento de fluidos con distintas fases, sólida y líquida (hielo-agua) o líquida y gaseosa (burbujas, humo), etc. Igual que en el mundo de las formas físicas, la técnica difiere esencialmente del arte en la naturaleza exógena e inexorable de sus condicionantes; en el campo de la simulación digital de fluidos la cuestión formal va mucho más allá de ser un modo de codificación de sensaciones adecuado a los nuevos medios tecnológicos de nuestro entorno cotidiano. El concepto de inmaterialidad –o “desencarnación”, como diría Donal Kuspit– aplicado en este caso a las cosas del agua crea oportunidades no solo para la industria del entretenimiento digital de masas sino también para un renacimiento de la experimentación formal en el campo de la hidráulica real, por razones obvias de economía de medios y flexibilidad adap- Fig. 15. Visualización por fases de la colisión entre dos gotas esféricas de líquidos de gran tensión superficial, la roja de alta densidad y la verde de baja (Losasso, Shinar, Selle y Fedkiw, 2006) tativa en la posibilidad de probar ideas y simular configuraciones. Los medios digitales no deberían por ello limitarse a ser nuevos instrumentos para abaratar una forma convencional de hacer ingeniería hidráulica, porque de alguna manera proveen la esperanza de que una revitalización suceda a los patrones formales preexistentes, desde el rigor y en una actitud técnica deliberadamente de vanguardia. Alegría y emoción, ¿son pecados o virtudes en ingeniería? En la ingeniería la cuestión de las formas nunca ha sido estrictamente un problema geométrico o perceptivo sino de naturaleza física, en general sujeto a condiciones mecánicas y no solo en las formas estructurales, que pueden ser las más aparentes. Existe una especie de objetividad ontológica –en ocasiones pura y dura– que se traslada al plano de lo formal, donde la libertad expresiva del ingeniero queda acotada por la impasibilidad con que las leyes naturales rigen su puesta en escena a la escala de referencia. De poco vale aquí la “voluntad de ser” y el deseo que expresa esa voluntad que según Louis Kahn caracteriza a la arquitectura, donde la forma sería el “qué” y el proyecto quedaría reducido a la instrumentalidad del “cómo”. También en ese mundo se es consciente de que el diseño puede ir más allá de los aspectos de estilo que cargan la acción edilicia con un subjetivismo a veces difícil de compartir. Está en lo cierto Lluís Clotet al decir que el buen resultado de un problema empieza con un buen enunciado, aunque intenciones y conclusiones pueden ser dispares; no se interpreta la forma de edificios relativamente recientes, como el Gherkin de Londres, al margen de razonamientos termofluidodinámicos. Desde luego hay que reconocer que tras las formas con efectos no hay arbitrariedad sino ley física e ingenio humano. La forma –en contra de lo que creía Kahn– no es casi nunca el “qué”, es el “cómo”. Las formas naturales son otra cosa. Se diferencian de las construidas o fabricadas en el hecho de que son consecuencia de un proceso de crecimiento gobernado internamente, en cuya codificación unos ven la presencia del Creador y otros la magnífica complejidad espontánea y azarosa de la naturaleza. Así es como se produce la regularidad poliédrica de los sistemas cristalográficos, ya presentida por Kepler, que se formaliza en 32 clases de simetría trasladadas a la estructura básica de crecimiento físico de los cristales periódicos, las retículas de Bravais. Más recientes son los descubrimientos sobre autosemejanza de contornos de la geometría fractal –una matemática del orden natural dentro de las tendencias al caos– nacida de la mente de Gaston Julia, quien gravemente herido en la primera guerra mundial escribía en 1918 la Mémoire sur l’iteration des fonctiones rationnelles aprovechando su estancia en el hospital. Esa obra maestra durmió semiolvidada durante 50 años hasta que fue recuperada por Mandelbrot como base teórica de los trabajos que dieron lugar a la elaboración de Les objects fractals, forme, hasard et dimension (1975) y algo más tarde a la que es su obra más conocida, The fractal geometry of nature (1982). Pero las formas de la ingeniería no vienen absolutamente determinadas por las leyes naturales u otros condicionantes científicos, en ellas también influyen –y mucho– la discrecionalidad y el albedrío de que dispone su creador ingeniero, dentro de lo que específicamente permite cada contexto. Cuando la inspiración mueve a aquél en un sentido afortunado puede incluso llegar a producir en quienes contemplan estas formas sentimientos de emoción y hasta de alegría, ¿por qué no? La ingeniería, o más exactamente el espíritu verdadero de la ingeniería, no se mueve al dictado determinista de un conjunto de procedimientos cerrados y normados que conducen a soluciones formales “únicas” con axfisiante precisión algorítmica. Bien que lo sabían nuestros maestros y entre ellos el que mejor lo demostró en su pensamiento y acción, don Eduardo Torroja. Su obra más conocida, Razón y ser de los tipos estructurales, es una síntesis maravillosa y aún no superada en claridad y hondura cualitativa sobre la esencia de lo formal en la ingeniería. Sea su palabra la que concluya este artículo, sin necesidad de ir muy lejos en la lectura de aquel libro porque especialmente revelador resulta el prólogo, exquisitamente meditado, donde don Eduardo concebía a la obra de ingeniería como “el resultado de un proceso creador, fusión de técnica con arte, de ingenio con estudio, de imaginación con sensibilidad, que escapa del puro dominio de la lógica para entrar en las secretas fronteras de la inspiración”. Aunque puede argumentarse que en la consideración de sus aspectos formales la ingeniería de hoy no siempre actúa así, al menos cabe pensar que precisamente así es como nos gustaría que fuese en su generalidad, claro que recordando al mismo tiempo aquello de nulla aesthetica sine ethica que ya advirtió Pablo a Timoteo sin necesidad de que ninguno de los dos fuese ingeniero. I César Lanza Suárez Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos I.T. N.º 81. 2008 79
