Análisis Neumática

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UNIVERSIDAD DEL VALLE
INSTITUTO DE EDUCACIÓN Y PEDAGOGÍA

BRAVO MALES NATALIA - 1525676

Análisis de la historia de la ciencia y de la técnica en el capítulo IV “pneumática y la cuantificación experimental de la naturaleza”

Para analizar este capítulo del libro escrito por Carlos Solís Santos se debe tratar un poco los antecedentes históricos del campo de la pneumática y el contexto histórico en el cual se desarrolló. Pero antes de iniciar ¿qué es la pneumática? El término pneumática procede del griego pneuma que significa soplo, aliento o alma y es conocida como la tecnología que emplea el aire comprimido como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos. El aire es un material elástico y, por tanto, al aplicarle una fuerza se comprime, mantiene esta compresión y devuelve la energía acumulada cuando se le permite expandirse, según dicta la ley de los gases ideales.

En el siglo xvll este campo obtuvo relevancia por la unión de descubrimientos teóricos e instrumentales innovadores, uno de estos descubrimientos fue gracias a Blaise Pascal que dentro del programa de Galileo dio nacimiento a un campo a fin a la hidrostática matemática de raíz arquimediana. También se dio pie al desarrollo de instrumentos de laboratorio y de campo, como el tubo de Torricelli, un baroscopio, y la bomba de vacío. Ello provocó el incremento inmediato de experimentos tanto de tipo mecánico-geométrico, como de exploración baconiana sobre respiración, combustión y con respecto a todo lo divino y humano. Igualmente surgió una rama más baconiana que matemática, que consistió en utilizar estos instrumentos con el fin de explorar la naturaleza, de esto se encargo Boyle que tenía conocimiento tanto matemático como baconiano de la pneumatica y esto le favoreció para darle origen a la ley funcional, llamada la ley de Boyle. Finalmente, el intento de explicar esta ley sobre los fenómenos pneumaticos y de extenderla a otras áreas de la naturaleza que produjo un desarrollo de esquemas mecánicos corpusculares, intencionalmente de carácter más matemático que filosófico.

Como anteriormente se puede percibir, gracias a diversos campos que; aunque tuvieron objetivos o intereses particulares ayudaron a que se pudiera desarrollar la pneumatica como se conoce actualmente. A mediados del siglo lll a.C.  El liceo de Aristóteles que fue dirigido primero por Teofrasto y luego por Estraton, de Lampsaco, defendía el corpuscularismo y el vacio interatómico como única manera de explicar los cambios de densidad, difíciles de abordar en un mundo de limites fijos como el de Aristóteles. Influido por él, Filón de Bizancio compuso una Pneumatica en la que aceptaba incluso la posibilidad de un vacio macroscópico, ya en el siglo l de nuestra era, Herón compuso otra pneumatica que llego a Silia en el siglo XII, ejerciendo su influencia sobre muchos filósofos, especialmente sobre el corpuscularismo de Galileo.

El noble patricio florentino académico del linceo de galileo tomó nota de la experiencia de los poceros según la cual las bombas de succión no pueden succionar agua cuando estas se encuentran a más de diez metros y medio de profundidad. Suponía que la cohesión de las partículas de agua se debía a la resistencia de la naturaleza a crear un vacio al separarlas. Ahora bien, esa resistencia no era un horror absoluto, como entre los aristotélicos, sino que tenía un límite dado justamente por el peso de una Columba de agua de 10,5 m. en 1630, su discípulo G,B. Baliani le había sugerido que lo que sostenía la columna de agua era el empuje exterior del peso de la atmosfera, pero Galileo no hizo caso y publico sus ideas en las consideraciones de 1638. Un poco más tarde, en 1642, otro galileano, G. Berti, realizo en roma un experimento consistente en llenar de agua un sifón de más de 10 m, cuya parte superior era de vidrio y en cuyo interior se observaba el descenso del agua al abrir una espita inferior, dejando arriba un espacio al parecer vacio, si bien un segundo experimento habría mostrado que transmitía el sonido.

Pero el montaje era inmanejable, por lo que E. Torricelli atendió a las sugerencias de usar líquidos más densos que precisasen tubos menores, y con ayuda de V. Viviani procedió a usar mercurio, catorce veces más denso que el agua y por ende capaz de presentar un vacio con una altura catorce veces menor. Tomo un tubo de 120 cm abiertos por un extremo, lo lleno de mercurio, lo invirtió en una cubeta de mercurio tapándolo con el dedo y luego lo destapo. El mercurio descendió hasta una altura de 76 cm, catorce veces menor que la del agua de 10,5 m. en la parte superior apareció un espacio desocupado que considero que debería estar vacio. Puesto que el vacio no parecía a una causa mecánica trivial, cual es que el peso de la atmosfera gravita sobre la superficie del mercurio de la cubierta con un peso al de 76 cm de mercurio o  10,5 m de agua, sosteniendo así una columna de ese mismo peso como si se tratase de una balanza equilibrada. Torriselli sugirió además que las variaciones espontaneas observadas en la altura del mercurio pudieran deberse a la variación de la densidad del aire atmosférico, dado así pie al desarrollo del barómetro y a un largo programa de investigación meteorológicas.

Lo sorprendente de este nuevo fenómeno hizo que el experimento de difundiera con rapidez. En 1646 se repitió en Francia en presencia B.Pascal. Este beneficiándose de los excelentes vidrieros de Rouen, montó demostraciones públicas espectaculares con tubos de varias formas y tamaños, llenos de agua, tinto y otros líquidos de diversa densidad. Descartes le sugirió realizar el experimento variando no los líquidos del tubo que equilibra el peso de la atmosfera, sino el peso de esta misma, midiendo las variaciones de su peso con columna de mercurio, la manera de hacerlo era ascender hacia la superficie de este mar de aire en que estamos inmersos. En manos de Pascal, el problema del peso del aire recibió un tratamiento similar al del equilibrio de fluidos, a la manera arquimediana.

Mientras que en Francia el problema que era de importancia  era el del vacío, a los ingleses, más acostumbrados al atomismo, les preocupaba más el problema de la elasticidad del aire, este concepto posee un origen ligado a la bomba de vacío, esta maquina pneumatica, inicialmente nada más que un cilindro dotado de un pistón y un par de válvulas, fue usada por Otto von Guericke para contrastar la idea cartesiana de que la materia no es sino extensión, por lo que la eliminación del aire de un recipiente lo haría implosionar Pero lo más importante es que descubrió, que no toda extensión es materia, que para extraer el aire no era necesario aplicar la bomba a una válvula situada en la parte inferior del recipiente, sino que el aire se difundía inmediatamente por todo el espacio, rarificándose gracias a una propiedad suya, el resorte. En 1600, R.Boyle publicó sus nuevos experimentos físico-mecánicos sobre la elasticidad del aire, en algunos de los cuales había utilizado una nueva bomba notablemente perfeccionada por su joven ayudante Hooke. Por más que la bomba fuese perfeccionada no era precisa y arruinara los experimentos, representó una gran ventaja al permitir controlar y variar a voluntad la presión dejando a un lado el peso del aire. Ya que lo que equilibra el baroscopio introducido en la campana de la bomba no es el peso de la atmosfera, sino esa nueva propiedad del aire, la elasticidad.

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