FISICA II

HIDRAULICA
La hidráulica es una rama de la física y la ingeniería que se relaciona con el estudio de la propiedades mecánicas de los fluidos.
La palabra hidráulica viene del griego ὑδϱαυλικός (hydraulikós) que, a su vez, viene de ὕδϱαυλος que significa órgano de agua, palabra compuesta por ὕδωϱ (agua) y αὐλός (caño).

Historia de la hidráulica
Desde la más remota antigüedad el hombre se ha encontrado frente a problemas prácticos de hidráulica, íntimamente ligado con las exigencias de la vida
Egipto y Grecia
Las civilizaciones más antiguas se desarrollan a lo largo de los ríos más importantes de la Tierra, como el Tigris y Eufrates, el Nilo, el Indo. La experiencia y la intuición guiaron a estas comunidades en la solución de los problemas relacionados con las numerosas obras hidráulicas necesarias para la defensa ribereña, el drenaje de zonas pantanosas, el uso de los recursos hídricos, la navegación.
En las civilizaciones de la antigüedad, estos conocimientos se convirtieron en privilegio de una casta sacerdotal. Por ejemplo en el antiguo Egipto los sacerdotes se transmitían, de generación en generación, las observaciones y registros, mantenidos en secreto, respecto a las inundaciones del río, y estaban en condiciones, con base a éstos, de hacer previsiones fácilmente interpretadas por adivinaciones transmitidas por los dioses. Fue en Egipto donde nació la más antigua de las ciencias exactas, la geometría, que según el historiador griego Herodoto, surgió a raíz de exigencias catastrales relacionadas con las inundaciones del Nilo.
Con los griegos la ciencia y la técnica pasan por un proceso de desacralización, a pesar de que algunas veces se relegan al terreno de la mitología.
Tales de Mileto, de padre griego y madre fenicia, atribuye al agua el origen de todas las cosas. La teoría de Tales de Mileto, y la teoría de los filósofos griegos subsecuentes del período Iónico encontrarán una sistematización de sus principios en la física de Aristóteles. Física que, como se sabe, está basada en los cuatro elementos naturales, sobre su ubicación, sobre el movimiento natural, es decir hacia sus respectivas esferas, diferenciado del movimiento violento; la física antigua se basa en el sentido común, es capaz de dar una descripción cualitativa de los principales fenómenos, pero es absolutamente inadecuada a la descripción cuantitativa de los mismos.
Las primeras bases del conocimiento científico cuantitativo se establecieron en el siglo III a.C. en los territorios en los que fue dividido el imperio de Alejandro Magno siendo Alejandría el epicentro del saber científico. Aquí, Euclides recogió, en los Elementos el conocimiento precedente, en el terreno de la geometría, en una obra única, en la que de las pocas definiciones y axiomas se deducen una infinidad de teoremas; los Elementos de Euclides constituirán, por más de dos mil años un modelo de ciencia deductiva de un insuperable rigor lógico. Arquímedes de Siracusa estuvo en contacto epistolar con los científicos de Alejandría.
Arquímedes ha hecho una gran cantidad de descubrimientos excepcionales. Uno de ellos empezó cuando Ceron reinaba en Siracusa. Quiso ofrecer a un santuario una corona de oro, en agradecimiento por los éxitos alcanzados. Contrató un artista con el que pactó el precio de la obra y además le entregó la cantidad de oro requerida para la obra. La corona terminada fue entregada al rey, con la plena satisfacción de este, y el peso también coincidía con el peso de oro entregado. Un tiempo después sin embargo Ceron tuvo motivos para desconfiar de que el artista lo había engañado sustituyendo una parte del oro con plomo, manteniendo el mismo peso. Indignado por el engaño, pero no encontrando la forma de demostrarlo, solicitó a Arquímedes que estudiara la cuestión. Un día, absorto por este problema, Arquímedes mientras tomaba un baño en una tina observó que mientras él se sumergía en el agua, esta se derramaba de la tina. Esta observación le dio la solución del problema. Saltó fuera de la tina y emocionado corrió desnudo a su casa gritando “Eureka! Eureka!”
Arquímedes fue el fundador de la hidrostática, y también el precursor del cálculo diferencial: recuérdese su célebre demostración del volumen de la esfera, y en conjunto con los científicos de Alejandría no desdeñó las aplicaciones a la ingeniería de los descubrimientos científicos, tentando disminuir la brecha entre ciencia y tecnología, típica de la sociedad de la antigüedad clásica, sociedad que, como es bien sabido, estaba basada en la esclavitud.
En el campo de la hidráulica él fue el inventor de la espiral sin fin, la que, al hacerla girar al interior de un cilindro, es usada aun hoy para elevar líquidos.
Véase también: Tornillo de Arquímedes
Los romanos
Los antiguos romanos, que difundieron, en todo el Mediterráneo, la vida urbana, basaron el bienestar, el vivir bien, especialmente en la disponibilidad de abundante cantidad de agua. Se considera que los acueductos suministraban más de un millón de m3 de agua al día a la Roma Imperial, la mayor parte distribuida a viviendas privadas por medio de tubos de plomo. Llegaban a Roma por lo menos una docena de acueductos unidos a una vasta red subterránea.

Para construir el acueducto Claudio, se requirieron, por 14 años consecutivos más de 40 mil carros de tufo por año.
En las provincias romanas los acueductos atravesaron con frecuencia profundos valles, como en Nîmes, donde el “Pont du Gard” de 175 m de longitud tiene una altura máxima de 49 m, y en Segovia, en España, donde el puente-acueducto de 805 m de longitud todavía funciona.Los romanos excavaron también canales para mejorar el drenaje de los ríos en toda Europa y, menos frecuentemente para la navegación, como es el caso del canal Rin-Mosa de 37 km de longitud. Pero sin duda en este campo la obra prima de la ingeniería del Imperio Romano es el drenaje del lago Fucino, a través de una galería de 5,5 km por debajo de la montaña. Esta galería solo fue superada en el 1870 con la galería ferroviaria del Moncenisio. El “Portus Romanus, completamente artificial, se construyó después del de Ostia, en el tiempo de los primeros emperadores romanos. Su bahía interna, hexagonal, tenía una profundidad de 4 a 5 m, un ancho de 800 m, mueller de ladrillo y mortero, y un fondo de bloques de piedra para facilitar su dragado