La invención de la máquina de vapor
2 de agosto de 1602
El Siglo de Oro español ofreció al mundo más que excelsa literatura e ilustres pensadores y juristas. También la ciencia y la tecnología brillaron con áureo prestigio, aunque muy poco reconocido y aún menos ponderado, y entre los científicos cabe destacar, siendo protagonista del presente artículo, el ingeniero, músico, artista, matemático, arquitecto, militar, cosmógrafo e inventor, por no seguir citando habilidades, Jerónimo de Ayanz y Beaumont, un auténtico hombre del Renacimiento que, proporcionalmente, presentó más inventos que Leonardo Da Vinci (y Galileo Galilei, otros de los eminentes coetáneos del español) en un mismo periodo de tiempo; con la significativa diferencia de que Ayanz consiguió entre 1598 y 1602, su época fecunda, que funcionaran todas las máquinas y todos los avances tecnológicos de su invención, pues no se trataba sólo de imaginaciones en boceto o proyectos nunca completamente desarrollados. Justificadamente así lo expone, entre otros estudiosos de tan insigne personaje, Nicolás García Tapia, profesor doctor de la Universidad Politécnica de Valladolid, añadiendo que a lo largo del Siglo de Oro “es en la técnica y en la ingeniería donde España dio sus mejores frutos, cosa lógica, ya que un imperio no puede sustentarse sin buenos ingenieros e inventores”. Prueba de ello es que la primera patente española es de 1478, pocos años después de la primera italiana (otorgada en la República de Venecia el año 1474) y casi un siglo anterior a las primeras del resto de Europa; “desde entonces, numerosos inventores españoles obtuvieron de los reyes privilegios por invención que llegaron a alcanzar una gran importancia en el desarrollo tecnológico de los territorios que formaban la monarquía hispánica”.
Jerónimo de Ayanz y Beaumont nació en Guenduláin, antiguo señorío de Navarra, en 1553. Habiendo recibido desde niño una excelente formación, muy completa y variada, unido a su innata disposición al conocimiento y con extraordinarias dotes para la inventiva, consiguió poner en práctica cuantas ideas le surgieron.
Su vida en la corte española de Felipe II, en calidad de paje del monarca, le supuso recibir enseñanzas de los maestros más destacados de la época, además de relacionarse con familias de alta influencia nacional. Joven, robusto, vitalista y grandemente dotado para el aprendizaje, prosperó en los estudios de latín, matemáticas y música, en los de náutica, astronomía, ingeniería y arquitectura, y pudo convivir observando sus trabajos con el arquitecto Juan de Herrera y el ingeniero Pedro Juan de Lastanosa.
Su faceta militar es tan destacada como la de científico e inventor; participando con sobresaliente proceder en Flandes, Túnez, Portugal, las islas Terceras (Azores) y La Coruña, además de abortar una conjura francesa para asesinar en Lisboa al rey Felipe II. Y no menos relevantes son sus cargos políticos, como el de regidor de Murcia, en 1587, y el de gobernador de Martos, en 1595; lugares donde su estancia posibilitó un gran impulso a las obras públicas, a la agricultura y la ganadería.
Fallecido Felipe II, su heredero y sucesor Felipe III también le responsabilizó en tareas máximas, tal y como la de Administrador General de las Minas del Reino de España. Dado su conocimiento y su capacidad innovadora, Jerónimo de Ayanz aportó soluciones teóricas y prácticas que se convirtieron en avances científicos de inspirada tecnología que hasta pasados dos siglos no volverían a asomarse a la vida cotidiana.
En 1599, Ayanz envió realizó un memorial destinado a Felipe III explicando los problemas del sector metalúrgico y proponiendo sus respectivas soluciones en cuestiones como la poca iniciativa privada, una mano de obra costosa, los impuestos excesivos, la legislación caótica y corrupta, la deficiente preparación de técnicos, las malas infraestructuras, los conocimientos anticuados o la incorrecta explotación de las minas.
Cumplida a satisfacción su tarea como Administrador General de Minas, ya motivado por otras experiencias, desde 1608 se dedicó a la explotación privada de un yacimiento de oro próximo a El Escorial, y en 1611 a la recuperación de las minas de plata de Guadalcanal, en Sevilla, allá donde habíase aplicado por primera vez en el mundo una máquina de vapor. Hasta que falleció en 1613. Sus restos se trasladaron a Murcia y posteriormente fueron inhumados en su catedral.
Jerónimo de Ayanz
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Inventos y patentes
Entre 1598 y 1606, Jerónimo de Ayanz solicitó y consiguió 48 privilegios de invención, las actuales patentes, en los ámbitos de la ciencia y la tecnología, como así consta en un documento firmado por el rey Felipe III, fechado el 1 de septiembre de 1606. En él se recoge la invención de un prototipo de máquina de vapor para el desagüe de las minas (ingenio que supuso la primera aplicación práctica del principio de la presión atmosférica, ley que sería determinada científicamente medio siglo después por Otto von Guericke y Denis Papin, quienes se llevaron la fama) y un sistema de ventilación a ellas aplicable para la renovación del aire (génesis mecánica del aire acondicionado al que incorporó una fragancia), la mejora en la funcionalidad de los instrumentos científicos de uso habitual (balanzas de precisión, hornos muy variados, máquinas capaces de realizar múltiples operaciones industriales hasta entonces desconocidas), el desarrollo de molinos de viento, destiladores de agua, aparatos de medida y nuevos tipos de hornos de fundición para operaciones metalúrgicas industriales, militares y domésticas (cuya principal característica es el aprovechamiento del calor desprendido por la combustión); creó una máquina de vapor, ideó una campana de buceo y diseñó un submarino.
La máquina de vapor
El empleo de la fuerza del vapor es una muestra extraordinaria del talento de Ayanz, y el anticipo de la revolución industrial de finales del XVIII. La máquina por él ideada en 1606, consistía en una caldera donde se calentaba el agua acumulada de la mina, requerida de extracción, transformándola en vapor de agua; la presión del vapor elevaba el agua al exterior en flujo continuo a través de una tubería. Casi cien años después, Thomas Savery patentó una máquina de vapor a partir del principio formulado y aplicado por Ayanz; y transcurrido un siglo James Watts quiso atribuirse la invención de la máquina de vapor. Otra fama perdida por los españoles.
El traje de buzo
Es creación de Jerónimo de Ayanz el primer traje de buzo operativo. La demostración de su pertinencia y validez tuvo lugar en las aguas del río Pisuerga que bañan la ciudad de Valladolid el 2 de agosto de 1602, ante el rey Felipe III y un nutrido cortejo de testigos palaciegos. La inmersión de Ayanz alcanzó la profundidad de tres metros y se prolongó más de una hora, interviniendo el monarca para finalizar la prueba en ese momento.
El aire al buzo se le suministraba en su campana desde el exterior, tierra firme, plataforma marina o embarcación, por medio de tuberías flexibles. Pero si la decisión del buzo en la inmersión era autónoma, se les proveía de vejigas de aire y fuelles que ellos mismos accionaban con sus brazos.
El submarino
Motivado por la investigación subacuática, diseñó un precedente de submarino, nave sumergible para viajar bajo el agua, que denominó barca submarina, construido con madera calafateada que impermeabilizó con el recubrimiento de un lienzo pintado en aceite.
El sumergible era un modelo realmente funcional, impermeable, de cerrado hermético, contaba con un sistema de renovación de aire, contrapesos para subir y bajar, ventanas de gruesos cristales e incluso remos para el desplazamiento. Y para completar su utilidad, disponía de unas pinzas a modo de guantes extensibles para recoger objetos desde el interior de la nave, a semejanza del procedimiento en laboratorio para la manipulación de sustancias radiactivas dentro de un recipiente hermético.
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El continuo tránsito de navíos por los mares y los océanos llevando personas y mercancías, especialmente la ruta americana, exigía respuestas inmediatas a los problemas de carestía surgidos en todo momento.
Jerónimo de Ayanz inventó un destilador que proporcionaba agua potable para consumo de los marineros a partir del agua salada, sistema al que añadió una suspensión, en la actualidad denominada Cardan para evitar que el mecanismo se desplazase a causa del movimiento del barco.
También en el campo náutico elaboró un informe sobre la aguja de marear, la brújula, y la declinación magnética.
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La molienda del grano, actividad básica en el proceso alimentario, fue otra gran aportación; comprobó que las piedras de moler con forma cónica y los molinos de rodillos metálicos, eran más eficaces, al punto que se utilizaron siglos después en la industria harinera.
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Sus conocimientos de física y de mecánica le permitieron innovar el mecanismo de transformación del movimiento anticipando en siglo y medio el concepto de par motor (momento de fuerza que ejerce un motor sobre el eje de transmisión de potencia).
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Abundando en el campo de la mecánica aplicada a la arquitectura y la ingeniería, mejoró las bombas de riego de uso en los sistemas hidráulicos, diseñó un sifón capaz de drenar las minas más profundas, una bomba hidráulica para achicar el agua de los barcos y diferentes tipos de molinos y de presas (una todavía hoy en uso), y planteó la estructura de forma de arco para las presas de los embalses.
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Hombre práctico, de experiencia, ciencia y conciencia, tales fueron los calificativos con que la Corona española y aquellas personalidades destinadas a elegir los cargos de mayor valía para desempeñar los cometidos más exigentes, honraron a Jerónimo de Ayanz, el más grande científico de su tiempo.
Sus inventos fueron mostrados con prototipos, algo inusual, por completo novedoso y didáctico, para que pudieran ser examinados y puestos a prueba; y todos ellos se sustentaban en principios científicos y no sólo en mecanismos de indudable ingenio fruto del empirismo.
Los planos del medio centenar de inventos que cuenta su trayectoria quedan depositados en el Archivo General de Simancas, y a ellos corresponde el testimonio de haber conquistado metas, es decir, avances tecnológicos, que se vieron aplicados en el siglo XIX; su anticipación merece el absoluto reconocimiento del orbe científico.