Aelopilia d’Heró
Col·laboració de Heura Molina per al capítol Autòmats
Heró d’Alexandria (C. 20-62 dC) va ser un matemàtic i inventor de l’antiga Grècia que va aportar innovacions importants, moltes de les quals es poden trobar en les tretze obres sobre mecànica, matemàtiques i física que va escriure. És conegut sobretot com a matemàtic tant en el camp de la geometria com en el de la geodèsia (branca de les matemàtiques que s’encarrega de la determinació del tamany i de l’ubicació d’àrees concretes de la Terra). En aquest mateix camp va establir la famosa fórmula per a obtenir l’àrea d’un triangle sabent les longituds dels costats i un mètode aproximatiu per a calcular les arrels quadrades i cúbiques. A més, va trobar solucions algèbriques de les equacions de primer i segon grau i va resoldre per mètodes aritmètics algunes equacions quadràtiques.
Va dedicar gran part de la seva vida a inventar diversos instruments mecànics que apareixen en el llibre Automata, la majoria dels quals havien estat dissenyats com a joguines, sense major interès en trobar-los cap aplicació concreta. Aquests autòmats es movien per si sols de forma repetida a través d’aspes de molí o circuits que utilitzaven la força del vapor. Heró és un inventor destacat sobretot pel seu genuí descobriment de la llei d’acció i reacció, al qual va arribar a partir d’aquests experiments amb la força del vapor de l’aigua.
Alguns dels autòmats realitzats per Heró han estat precursors d’invents posteriors de gran importància com la màquina de vapor. A continuació es descriuen alguns dels seus autòmats més destacables i els seus mecanismes de funcionament:
– L’ocell cantor era un autòmat que estava format per un ocell que es trobava sobre el sostre d’una caseta i que s’accionava donant voltes a una maneta. Es tractava d’una combinació de mecànica i hidrostàtica que permetia que l’ocell girés sobre el sostre de la casa i comencés a xiular.
– La guardiola aixeta era una joguina que dispensava aigua quan se li introduïa una moneda i que estava basada en un senzill joc de palanques i vàlvules.
– La dioptra és un dels invents més importants d’Heró, ja que és el precursor de l’actual teodolit (instrument utilitzat pels topògrafs per a realitzar mesures del terreny). L’invent, apuntant a dos punts del paisatge, permetia conèixer l’angle que es formava entre aquests i l’observador, posteriorment s’havien d’aplicar bases de la trigonometria.
– L’altar auto-apagable consistia en la reproducció d’un altar de forma reduïda presidit per dues figures egípcies cadascuna de les quals tenia una mena de mànegues entre mans. L’altar tenia un foc central que s’apagaven mitjançant l’aigua que sortia de les mànegues quan s’accionava el mecanisme de funcionament de l’autòmat, el qual arrencava amb la força del vapor de l’aigua.
L’aelopilia és el primer invent a partir del qual l’home va ser capaç de generar un moviment a través de la força del vapor i el precedent de la turbina de vapor. Es tractava d’una esfera buida per dins que estava muntada sobre dos suports col·locats a sobre de la tapa d’un recipient amb aigua bullint. L’esfera rotava sobre un eix mitjançant el principi d’acció i reacció, ja que el gir es produïa a partir de dues forces que s’exercien en sentits contraris. A la part inferior de l’aelopilia estava el foc que proporcionava l’energia i escalfava l’aigua de l’interior del dipòsit. Un cop l’aigua bullia, desprenia aire calent que s’expandia i passava a través dels tubs verticals fins a arribar a l’interior de l’esfera. Per últim, l’aire sortia per les dues obertures perpendiculars a l’eix de l’esfera en sentits contraris. La força del vapor donava impuls a l’esfera i provocava que s’iniciés el moviment de rotació, es tractava de la primera turbina que transformava el calor en energia mecànica.
L’invent de l’aelopilia demostrava la utilitat de l’energia del vapor per moure objectes. Aquesta tècnica serà adoptada per inventors posteriors que utilitzaran les bases presentades per Heró per a realitzar els seus propis autòmats mentre, a la vegada, aniran incorporant innovacions tècniques posteriors.
Col·laboració de Heura Molina per al capítol Autòmats