EL TRAYECTO DE LAS MÁQUINAS AUTOMÁTICAS EN LA CIVILIZACIÓN MUSULMANA

Esta conferencia magistral revisa el surgimiento y desarrollo de las máquinas automáticas dentro de la civilización musulmana. Analiza cómo los inventores de la civilización musulmana transformaron progresivamente los logros de culturas anteriores (por ejemplo, la antigua Mesopotamia, Egipto, Grecia, Persia, China e India) y cómo desarrollaron nuevos y sofisticados dispositivos de medición del tiempo, máquinas de riego y dispositivos de entretenimiento. Desafortunadamente, hay una brecha, en los planes de estudios educativos, de aproximadamente 1000 años que pasa por alto las contribuciones de culturas no europeas como la china, la india, la persa y la musulmana. Es necesario corregir esta anomalía… International Symposium on Al- Jazarî “The Bright Age Shown as Dark” 13-14 May 2016 Uluslararası El-Cezerî Sempozyumu: “Karanlık Gösterilen Aydınlık Çağ”

Figura 1. De una de las versiones copia del Libro de dispositivos ingeniosos de Al-Jazari

Figura 2. Dispositivos mecánicos: imagen cartel


RESUMEN


Esta conferencia magistral revisa el surgimiento y desarrollo de las máquinas automáticas dentro de la civilización musulmana. Analiza cómo los inventores de la civilización musulmana transformaron progresivamente los logros de culturas anteriores (por ejemplo, la antigua Mesopotamia, Egipto, Grecia, Persia, China e India) y cómo desarrollaron nuevos y sofisticados dispositivos de medición del tiempo, máquinas de riego y dispositivos de entretenimiento. Desafortunadamente, hay una brecha, en los planes de estudio educativos, de aproximadamente 1000 años que pasa por alto las contribuciones de culturas no europeas como la china, la india, la persa y la musulmana. Esta anomalía debe corregirse.

Se destacan varios ejemplos de invenciones en la civilización musulmana. Estos incluyen: el reloj del califa Harun al-Rashid que le regaló a Carlomagno, el novedoso reloj de agua de Ibn al-Haytham y las numerosas máquinas de Al-Muradi en Al-Andalus (España musulmana), Al-Jazari y Taqi al-Din en Turquía y los relojes de Ridhwan al-Sa’ati en Siria, los relojes de Bou-Inaniya y Al-Qarawiyyin en Fez y otros.

Se hace referencia a la publicación de los relojes mecánicos otomanos Taqi al-Din y al papel de los Mevlevis (sufíes) como artesanos que fabricaban pequeños relojes.

Se propone que los incentivos que llevaron a los primeros musulmanes a centrarse en el conocimiento práctico fueron motivados por su comprensión del concepto religioso de “obras útiles” (Amal Saleh) como medio para demostrar la fe.

La historia del surgimiento de las máquinas en la civilización musulmana llena un vacío en los planes de estudios educativos y la literatura pública. También inspira a los jóvenes a obtener lecciones positivas del pasado para construir un futuro próspero y sostenible que aprecie y celebre la diversidad de la humanidad.

Figura 3. El profesor Salim al-Hassani con Dick y Dom en la Biblioteca Bodleian, mirando una de las raras copias del Manuscrito del reloj de Al-Jazari, Universidad de Oxford (Fuente)


INTRODUCCIÓN


Los dispositivos para medir el tiempo se encuentran entre los primeros inventos de la humanidad. Su desarrollo dio lugar a máquinas automáticas que finalmente se extendieron por toda la industria de la producción. La historia de las máquinas automáticas es un tema enorme y ha estado íntimamente ligada al desarrollo de los relojes. Los dispositivos para medir el tiempo recibieron mucha atención de muchos autores. Sin embargo, la mayor parte de la literatura sobre relojes se centra en dispositivos de origen europeo.

Existe un vacío en los libros de historia popular de ciencia e ingeniería con respecto a la llamada “Edad Media”. La literatura tiende a pasar por alto las aportaciones realizadas por culturas no europeas como la china, la persa, la india y la musulmana.

Figura 4


Un ejemplo de este vacío con referencia a los relojes se puede ver en la página oficial del gobierno de EE. UU. del Departamento de Comercio de EE. UU., Instituto Nacional de Estándares1. Una revisión histórica del desarrollo de los relojes bajo el título de “Paseo por el tiempo” descuida totalmente los relojes en la civilización musulmana con una mención marginal de los chinos.

Aunque contar el tiempo era importante para todas las naciones y culturas desde los antiguos sumerios y en todas las civilizaciones babilónica, egipcia, china, india y griega, no fue hasta el surgimiento del Islam que su tecnología y sofisticación recibieron un enorme impulso. La necesidad de que los musulmanes determinaran la hora de las cinco oraciones diarias y la dirección de la Kaaba en La Meca desde cualquier parte del mundo dio origen a una industria en rápido crecimiento de relojes de sol, astrolabios y relojes de todo tipo.

Esta conferencia se basa en un libro del autor sobre el tema que tiene como objetivo resaltar algunas de las historias detrás de los relojes y sus inventores del mundo musulmán. También se basa en una serie de artículos del autor sobre la elevación automática de agua y otras máquinas mecánicas.

Figura 5


DISPOSITIVOS DE MEDICIÓN DEL TIEMPO


Los dispositivos de medición del tiempo se volvieron centrales en las sociedades musulmanas. El desarrollo de relojes, desde relojes de sol hasta clepsidras, relojes con velas, relojes de agua, calendarios con engranajes y relojes mecánicos, revela una historia emocionante de ingeniería y tecnología fina.

“Los árabes [y no árabes de la civilización musulmana] también fabricaron dispositivos mejores y más precisos para medir el tiempo, clepsidras o relojes de agua. La referencia más antigua a un reloj se encuentra en Kitab-al-Hayawan de al-Jahiz en la segunda mitad del siglo IX”. George Sarton2

El trabajo del autor y su equipo en la Fundación para la Ciencia, la Tecnología y la Civilización (FTSC, Reino Unido) intenta investigar los relojes antiguos, dentro de un área geográfica que se extiende desde China hasta España a partir de la época en que el califa abasí Hārūn al-Rashīd regaló un reloj al Emperador Carlomagno, que luego fascinó a su corte.

Aunque solo sobreviven unos pocos relojes antiguos, la información sobre dispositivos antiguos se encuentra dentro de los límites de los manuscritos. El trabajo de la FSTC se basó en la literatura y los manuscritos publicados para resumir los desarrollos y los principios de funcionamiento de muchos de estos dispositivos. Siempre que fue posible, se emplearon técnicas de ingeniería modernas para comprender los manuscritos e interpretar bocetos para producir gráficos 3D y representaciones pictóricas. Dicha información proporciona una base para la futura fabricación precisa de réplicas, para su uso en la producción de películas y para la producción de recursos educativos.

El poeta, comentarista social y zoólogo Al-Jahiz (m. 896), en su famoso libro Kitab Al-Hayawan (Libro de los animales), hace la primera mención de la propagación de los dispositivos de contar el tiempo en las civilizaciones musulmanas. Él dice:

“Nuestros reyes y científicos usan el astrolabio de día y los binkamat (relojes de agua) de noche”.

No estamos seguros de dónde se originaron las fuentes de la construcción de relojes en Irak en ese momento. Sin embargo, sabemos por los nombres y el vocabulario utilizado para describir las partes y los nombres de estos dispositivos, que son una mezcla de orígenes egipcios, babilónicos, indios, persas y griegos. Debido al movimiento de la traducción, muchos manuscritos antiguos se tradujeron al árabe. Un ejemplo es el Libro de Arquímedes sobre la construcción de relojes de agua (Kitāb Arshimīdas fī ʿamal al-binkāmāt (c. 250-212 a. C.), es muy probablemente una compilación del siglo IX de una serie de obras breves de autores que escribieron en griego, persa y árabe.

Figuras 6-7. El funcionamiento interno de un reloj de agua. Tomado del “Libro de Arquímedes sobre la construcción de relojes de agua” en árabe. (Or. 14270, f. 16v) 3.


El texto de Arquímedes y otros similares habrían influido en ingenieros y científicos de la civilización musulmana como Ibn al-Haytham, los hermanos Banū Mūsá, Ridhwan al-Sa’ati, al-Muradi, al-Jazarī y Taqi al-Din.

Los relojes construidos en la civilización musulmana parecen caracterizarse por una combinación de ingeniería y obras de arte. Dirían la hora, pero también se verían agradables, harían sonidos musicales y generarían entretenidos movimientos de un teatro de marionetas mecánicas de figuras humanas, bestias y pájaros. Tales características generaron ideas y mecanismos ingeniosos en forma de árboles de levas, escapes, engranajes complejos, sistemas de control y bombas recíprocas.

EL RELOJ DE HARUN AL-RASHID PARA CARLOMAGNO


En la Europa del siglo VIII se desconocían los sofisticados dispositivos de medición del tiempo. La llegada de un reloj de agua que le regaló Harun al-Rashid a Carlomagno había fascinado a quienes vieron el dispositivo. La historia de este episodio y su sofisticación técnica se llevaron a cabo a través de los siglos, Voltaire (1694-1778) describiendo este reloj, dijo:

“El sorprendente regalo del reloj de Harun al-Rashid a Carlomagno fue considerado una maravilla. Con respecto a la filosofía cognitiva, la filosofía sólida, la física, la astronomía y los principios de la medicina, ¿cómo podrían haber sido conocidos [por la civilización musulmana]? Estos recién los conocíamos”4

Desafortunadamente, este reloj no sobrevivió al período moderno. Su aparición, sin embargo, fue notada en los Royal Frankish Annals, una crónica, escrita en latín por varios eclesiásticos francos, que registró notables eventos actuales desde los años 741 al 829 EC. El siguiente es un extracto traducido de los Royal Frankish Annals para el año 807 EC:

Radbert, el emisario del emperador, murió cuando regresaba del Este. El enviado del rey de Persia con el nombre de Abdallah acudió al emperador con los monjes de Jerusalén, que formaron una embajada del patriarca Tomás. Sus nombres eran George y Felix. Este George era abad del Monte de los Olivos, un alemán nativo y llamado, por su nombre real, Egilbald. Acudieron al emperador y le entregaron regalos, que el rey de Persia le envió, es decir, una carpa y cortinas para el dosel de diferentes colores y de increíble tamaño y belleza. Todos estaban hechos del mejor lino, tanto las cortinas como las cuerdas, y teñidos de diferentes colores. Los regalos del rey persa consistían además de muchas preciosas túnicas de seda, perfumes, ungüentos y bálsamo; también de un reloj de latón, maravilloso artilugio mecánico, en el que el transcurso de las doce horas se movía según un reloj de agua, con tantas bolitas de bronce, que caen a la hora y con su caída hacen sonar un platillo debajo. En este reloj también había doce jinetes que al final de cada hora salían por doce ventanas, cerrando con sus movimientos las ventanas previamente abiertas. Había muchas otras cosas en este reloj que son demasiado numerosas para describirlas ahora”.5

Vale la pena señalar que un libro escrito en Londres en 1866 por Edward J. Wood, titulado Curiosities of Clocks and Watches from the Earliest Times (Curiosidades de los relojes de los primeros tiempos), que era un estudio amplio del desarrollo de los relojes en la Europa cristiana desde el período medieval, en el que se señalaba El regalo de Harun al-Rashid de un reloj a Carlomagno, decía:

“En el año 807, el rey de Persia, Harun al-Raschid, envió… al emperador Carlomagno una pieza de tiempo, que representaba los primeros rudimentos de un reloj cronometrador. Según el abad Eginhart, que fue testigo ocular de ello, doce figuras de jinetes cuando se completaban las doce horas salían de doce ventanas en este reloj, que hasta entonces estaban abiertas, y al regresar, cerraban nuevamente las ventanas tras ellos mientras marchaban de regreso. Esto parece haber sido solo un reloj de agua, curiosamente construido de latón. Las horas se anunciaban con el toque de un platillo, y el toque de las horas se manejaba con la caída de doce bolas de bronce sobre una campana o campanas colocadas debajo de ellas. Se registra que este reloj tenía muchos otros mecanismos curiosos, y fue considerado como una gran novedad en Europa… [John] Giffford (1758 – 6 de marzo de 1818) en su History of France (Historia de Francia), así describe el reloj de Carlomagno: “pero ¿qué atrajo especialmente la atención de los curiosos? Era un reloj accionado por agua. El disco estaba compuesto por doce puertas pequeñas, que representaban la división de las horas; cada puerta se abría a la hora que pretendía representar, y de ella salía el mismo número de bolitas, que caían una a una, a igual distancia de tiempo, sobre un tambor de latón. El ojo podría decir qué hora era por el número de puertas que estaban abiertas; y por la oreja, por la cantidad de bolas que caían. Cuando eran las doce, doce jinetes en miniatura salían al mismo tiempo y, dando la vuelta al cuadrante, cerraban todas las puertas”.6

Es interesante notar que en el libro de Wood, que examina cronológicamente más de 600 relojes y relojes individuales, el “reloj del Rey de Persia”, como se le llama, se coloca justo al comienzo de su trabajo en la sección que trata de los primeros relojes. Es el primer reloj mencionado por su nombre y discutido en profundidad después de una breve discusión general sobre los relojes de sol y los rudimentarios relojes de agua romanos, griegos y del Antiguo Egipto. La colocación de Wood de “El reloj del rey de Persia” como el primer reloj en su estudio cronológico indica que lo vio como un reloj pionero que marcó la transición de los relojes de dispositivos toscos a avanzados. En la mente de este europeo del siglo XIX, que analiza casi exclusivamente los relojes producidos por cristianos europeos en su obra, el reloj de agua de Harun al-Rashid fue el primer paso en el camino hacia los relojes modernos.

LOS MECANISMOS DEL RELOJ


Aunque no tenemos una descripción del funcionamiento interno del reloj que Harūn al-Rashīd le regaló a Carlomagno, sabemos cómo podría haber funcionado gracias al erudito de los siglos XI-XII Abū Ḥāmid al-Ghazālī (m. 1111 d.C.) quien estaba familiarizado con los primeros relojes de agua. Más famoso por su obra magna sobre la espiritualidad musulmana, la Iḥyā ‘Ulūm al-Dīn (El renacimiento de las ciencias religiosas), que por sus contribuciones en el campo de las ciencias físicas, al-Ghazālī nos dio, en su Arba’īn fī uṣūl al-dīn (Cuarenta en los Principios de la Religión), una descripción detallada del funcionamiento interno de lo que podría haber sido un típico reloj de agua de su tiempo. Este podría haber sido el mecanismo básico en el que se había basado el reloj de Harūn al-Rashīd, aunque unos 200 años antes.

El erudito moderno, M. A. Dahman, reproduce este pasaje.7 Curiosamente, la descripción de Al-Ghazali del funcionamiento de un reloj de agua no provino de un libro sobre física, mecánica o fabricación de relojes, sino de su Arba’īn fī uṣūl al-dīn, una obra religiosa que trata sobre las creencias islámicas. Usó el reloj de agua como un ejemplo tangible para explicar el concepto islámico de decreto y destino divinos (al-qaḍa wa’l-qadar), que vio reflejado en el funcionamiento mecánico de los relojes de agua.

Se recopilaron muchos datos de este reloj para que la ingeniería tuviera sentido a partir de estas diversas descripciones. La apariencia y la construcción previstas del reloj se dibujan utilizando un software de gráficos de ingeniería.

Había una serie de pinturas que mostraban a una delegación de Harun al-Rashid sosteniendo lo que se imaginó como un reloj, pero desafortunadamente ninguna de ellas concuerda con las descripciones de los documentos históricos. El más cercano es un dibujo de Claudio Saunier8. Sin embargo, este tampoco puede ser realista, ya que la imagen no muestra un espacio para acomodar un tanque de agua, ni muestra un pico para las bolas ni un cuenco donde caigan. Además, se muestra que los caballos recorren un camino cuadrado y tienen que girar en ángulo recto. En nuestra opinión, las ventanas habrían estado en fila y el reloj tendría una cara frontal que revelaba la progresiva aparición de los caballos y la caída de las bolas sobre un platillo generador de sonido.

Figura 8. El reloj de Harun al-Rashid representado por Claudius Saunier 1903. (Fuente)

“En el segundo pasaje de The Reasonable Horologist, del reverendo Kenner Davenport, reflexiona sobre los primeros intentos del hombre de capturar el tiempo con mayor precisión. La clepsidra se refiere a un reloj de agua (su traducción griega es “ladrón de agua”) que mide el tiempo regulando el flujo de líquido de un recipiente a otro.

En el año 807, el emperador Carlomagno recibió un reloj de bronce del califa abasí Harun al-Rashid en Bagdad. Según el biógrafo del Emperador, se trataba de un maravilloso artilugio mecánico, en el que el transcurso de las doce horas se movía según un reloj de agua, con tantas bolitas de bronce, que caían a cada hora y con su caída formaban un repique de platillo debajo. En este reloj también había doce jinetes que al final de cada hora salían por doce ventanas, cerrando con sus movimientos las ventanas previamente abiertas”.

Ulrich Alertz9, escribió recientemente (2010) un capítulo sobre The Horologium of Hārūn al-Rashīd, Presented to Charlemagne: An Attempt to Identify and Reconstruct the Clock Using the Instructions provided by al-Jazarī (El Horologium de Hārūn al-Rashīd, presentado a Carlomagno: un intento de identificar y reconstruir el reloj usando las instrucciones proporcionadas por al-Jazarī). A pesar del hecho de que hubo 400 años entre Harun al-Rashid y Al-Jazari, el autor asume que el reloj del castillo de Al-Jazari habría sido similar al reloj de Harun al-Rashid y usa la descripción de Al-Jazari del reloj de su castillo para explicar el mecanismo y el principio de funcionamiento del reloj de Harun al-Rashid. Creemos que esta es una suposición desafiante ya que debe haber habido numerosos desarrollos durante ese período. El presente autor da una descripción completa con modelado en 3D del reloj del castillo de Al-Jazari10. Además, algunas de las características como los jinetes, un solo caño para las bolas que caen, la ausencia de autómatas de músicos y halcones hacen que los dos relojes sean diferentes.

Figura 9. Vista frontal del modelo de reloj imaginado que muestra: Tres jinetes emergiendo de la ventana a la tercera hora y un tubo con una bola en su camino hacia el cuenco/platillo. (Fuente) © FSTC

Figura 10. Vista lateral del reloj con una bola fuera del pico cuando un quinto jinete emerge de la ventana. © FSTC

Figura 11. Vista posterior del dispositivo previsto que muestra el mecanismo deslizante. © FSTC

Figura 12. Vista posterior de los jinetes alineados detrás de las ventanas y la bandeja transportadora de bolas y el mecanismo deslizante listo para moverse. © FSTC


EL RELOJ DE AGUA MECÁNICO DE IBN AL-HAYTHAM

Figura 13. Una instantánea de imágenes animadas en 3D del modelo reconstruido del reloj de Ibn al-Haytham. © FSTC


Más conocido por sus innovadores descubrimientos en óptica, el trabajo de Ibn al-Haytham sobre el reloj de agua (Maqala fi ‘amal al-binkam) también es muy significativo.

En sus escritos, Ibn al-Haytham da detalles del reloj de agua. Lo describe como una nueva invención en el sentido de que da horas y minutos, que ningún otro reloj había mostrado anteriormente. Se trata de hacer y fabricar el reloj, así como a probarlo por ensayo y error.

El mecanismo de medición del tiempo que usó fue un cilindro con un pequeño orificio en su base como motor principal para decir la hora. Cuando el cilindro se hundía hacia abajo en otro tanque, que contenía suficiente cantidad de agua, se parecía a una clepsidra de entrada, midiendo el tiempo por la cantidad de agua que había entrado. Esto era diferente a las clepsidras utilizadas en la antigüedad, que luego fueron adaptadas por los ingenieros Al-Muradi, Ibn Ridhwan al-Sa’ati y Al-Jazari. Todas eran clepsidras de salida, que medían el tiempo por la cantidad de agua que había salido. Es interesante que Ibn al-Haytham debería usar tecnología de flujo de entrada para el control de su reloj en lugar de la clepsidra de salida, que debería haber sido bien conocida en El Cairo en el momento en que él estaba en Egipto. Pudo haber construido este reloj cuando trabajaba como ingeniero en Basora, Irak, antes de ir a Egipto.

EL RELOJ DE RIDHWAN AL-SA’ATI’S, DAMASCO


Originalmente construido en la famosa mezquita omeya de Damasco, que tuvo varios relojes de agua a lo largo de los años. Aunque lleva el nombre de Ridhwan, su historia se remonta a muchos años antes. Ridhwan lo reconstruyó y describió en su libro ‘ilm al-Sa’at wa al-‘amal biha (La construcción de relojes y su funcionamiento), 1203. Este impresionante reloj mecánico mostraba la hora numéricamente e incluía dos halcones que lanzaban automáticamente una bola de cobre en un jarrón para marcar el paso de una hora. Por la noche, se encendía una lámpara para indicar la hora brillando a través de un disco giratorio.

Figura 14. Un dibujo de ingeniería del reloj que restauró Riḍwān al-Sā’ātī, del manuscrito de su ‘ilm al-Sa’at wa’l-‘amal biha.


Según descripciones de Ibn Jubayr, geógrafo, viajero y poeta de al-Andalus (España musulmana), 1184, el reloj tenía un nivel superior y una sección inferior.

La parte inferior albergaba el motor que generaba los movimientos y los transmitía mediante cuerdas y poleas a la parte superior. El motor funcionaba mediante un flotador en un tanque de agua (bankan). Al drenar el agua del tanque, a través de un orificio en el fondo, el flotador bajaba por la fuerza de la gravedad, tirando de una cuerda sobre una polea que provocaba el movimiento de todas las demás partes. El movimiento del flotador estaba controlado por la velocidad con la que la superficie del agua bajaba en sí misma regulada por una válvula de control unida al orificio.

LOS RELOJES DE AL-JAZARI


De lejos, uno de los ingenieros más ingeniosos fue Badi’al-Zaman Abū al-‘Izz ibn Ismā’īl ibn al-Razāz al-Jazarī, quien floreció a fines del siglo XII y se presume que murió poco después de 1206 EC. Sus máquinas y dispositivos descritos en su libro Al-Jāmi ‘bayn al-‘ilm wa’ l-‘amal al-nāfi ‘fī ṣinā’at al-ḥiyal (Compendio sobre la teoría y práctica útil de las artes mecánicas) muestran increíblemente dispositivos sofisticados, algunos funcionaban automáticamente. El más fascinante de todos ellos es el Reloj Elefante. Una gran parte del presente libro examina su diseño y los mensajes que su diseñador pretendía transmitir a sus observadores, un mensaje que es bastante relevante para el mundo actual.

Figura 15. De una de las versiones copia del Libro de dispositivos ingeniosos de Al-Jazari


EL RELOJ DEL CASTILLO


La primera máquina descrita por Al-Jazari en su famoso tratado de mecánica Al-Jami ‘bayn al-‘ilm wa’ l-‘amal al-nafi ‘fi sina’at al-hiyal (Compendio sobre la teoría y práctica útil de las artes mecánicas) es un reloj de agua monumental conocido como el Reloj del Castillo.

El reloj de agua del castillo es uno de los relojes más grandiosos mencionados en el libro de Al-Jazari. Los detalles de  construcción y funcionamiento se describen en diez secciones del primer capítulo de la Categoría I del tratado.

El reloj, con su serie de acciones mecánicas que funcionaban a lo largo del día, hubiera sido muy agradable de ver y escuchar. Durante las horas del día, un observador habría visto el disco del Sol en el horizonte oriental a punto de salir, la Luna no se vería en absoluto y seis signos del zodíaco serían visibles, mientras que el primer punto de la constelación de Libra estaba a punto de ponerse.

La Luna creciente viajaría constantemente de izquierda a derecha en el friso. Cuando estaba entre dos puertas, la puerta superior se abriría para revelar la figura de un hombre, mientras que la puerta inferior se volteaba para revelar un color diferente. Esto ocurría a medida que pasaba cada hora de luz solar. Poco después de que esto sucediera, los dos halcones se inclinaban hacia adelante y extendían sus alas, y una bola caía de sus picos hacia el interior del jarrón. El observador escucharía un sonido parecido a un platillo, y ambos halcones se inclinarían hacia su posición original y cerrarían sus alas…

Figuras 16-17. Vista del manuscrito del reloj del castillo y una instantánea de una construcción animada en 3D © FSTC.


EL RELOJ ESCRIBA


Uno de los relojes elementales utilizados por Al-Jazari es una adaptación de la clepsidra de salida. Se llama reloj escriba. El flotador se mueve hacia abajo cuando el agua se filtra por un orificio en el fondo de un balde. El flotador tira de una cuerda que hace girar una polea sobre la que descansa una figura de un cronometrador con turbante. A medida que el escriba gira, señala la hora en un disco circular calibrado.

Figura 18-19. Bosquejo del reloj del escriba del libro de Al-Jazari. Derecha: instantánea de una construcción animada en 3D © FSTC.


EL RELOJ ELEFANTE


El Reloj Elefante automático de 800 años de Al-Jazari es probablemente el más famoso de los relojes de la civilización musulmana.

El reloj utiliza tecnología griega de extracción de agua, un elefante indio, un fénix egipcio, estatuillas árabes y dragones chinos, posiblemente para celebrar la diversidad de los orígenes de la tecnología.

Figura 20-21. El dibujo del reloj elefante del libro de Al-Jazari y una instantánea de una construcción animada en 3D © FSTC.


EL RELOJ DEL BARCO


Basado en el diseño de su reloj de elefante, Al-Jazari describe un reloj similar al que llamó Reloj de Barco. Esencialmente, tiene partes y características similares, excepto que descansa en un bote en lugar de un elefante y cuando la bola cae del dragón chino, cae sobre un platillo que suena.

Figura 22-23. El reloj del barco del libro de Al-Jazari y una instantánea de una construcción animada en 3D © FSTC.


EL RELOJ DE TAQI AL-DIN


En su libro “Las estrellas más brillantes para la construcción de relojes mecánicos” (Al-Kawakib al-durriyya fi wadh ‘al-bankamat al-dawriyya), Taqi al-Din Ibn Ma’ruf describe en detalle el diseño de un reloj accionado por gravedad, así como un reloj accionado por resorte con mecanismos de alarma. En su reloj, incorporó el uso de varios escapes, una alarma, los trenes llamativos que sonaban a cada hora, la relación visual entre el sol y la luna, las diferentes fases de la luna, los dispositivos que indicaban el tiempo para las oraciones y los diales que mostraban el primer día de los meses gregorianos.

Figura 24-25. En el centro a la derecha de este famoso manuscrito de un observatorio de Estambul hay un elemento que se cree que es el reloj mecánico de Taqi al-Din. Derecha: instantánea de una construcción animada en 3D © FSTC.


LOS RELOJES DE AL-MURADI, EL LIBRO DE LOS SECRETOS


Algunas de las primeras descripciones de los relojes de agua están disponibles en Kitab al-Asrar fi Nataij al-Afkar (“El libro de los secretos sobre los resultados de las ideas”) de Al-Muradi.

Figuras 26-27. Una página de Al-Muradi, libro de secretos del siglo XI, que describe un reloj automático de agua solar. Derecha: instantánea de una construcción animada en 3D © FSTC.


En este libro, Al-Muradi usa instrucciones escritas y diagramas para describir 31 modelos, que consisten en 15 relojes, 5 artilugios mecánicos grandes, 4 máquinas de guerra, 2 máquinas para sacar agua de pozos y un reloj de sol universal portátil.

Figura 28. Reconstrucción del reloj Gazelle de Al-Muradi. Una vista general con su apertura lateral que revela el funcionamiento del mecanismo11.


EL RELOJ AL-QARAWIYYIN


Entre los objetos históricos más notables del Magreb se encuentran los relojes de Fez en Marruecos. El más pequeño de ellos es un reloj de agua operado por palancas y cuerdas y sin ningún mecanismo de engranaje complicado. Está ubicado en una habitación en el minarete de la Mezquita Qarawiyyin. El reloj existe pero no funciona. Fue construido en 1286/87 por Ibn al-Habbak al-Tilimsani, y cuando fue restaurado en 1346-48 por Abu Abdallah al-‘Arabi, estaba equipado con un astrolabio para ayudar a rastrear las estrellas. Así podría imitar la aparente rotación diaria de los cielos sobre el horizonte de Fez. Además, las bolas de metal caían a través de las puertas sobre el reloj cada hora. Observa las 12 puertas debajo y arriba del disco; la estructura de madera roja es la parte superior del reloj.

Figura 29-30. Reloj de agua de Al-Qarawiyyin ubicado en la habitación de al-Muwaqqit (cronometrador) dentro del minarete de la mezquita en Fez, Marruecos © FSTC.


EL RELOJ BOU ‘INANIYA MADRASA


Encontramos varios relojes en Fez. Entre ellos se encuentra una maravilla tecnológica. Es el reloj sofisticado de la escuela Bou ‘Inania, establecida en el corazón del casco antiguo de Fez en el siglo XIII.

Los trabajos de construcción se terminaron en la madraza de Bou ‘Inania en Fez en el año 1356. Fue construido por orden del sultán Merinid Abu Inan Faris al-Mutawakkil (r. 1348-1359), que le dio su nombre. Principalmente era un instituto educativo, pero también funcionaba como una mezquita congregacional para el barrio en el que estaba ubicado, y albergaba tiendas a lo largo de la fachada frontal.

El historiador del siglo XIV Abu’l-Hasan Ali al-Jazna’i al-Fasi, en su obra de historia de la ciudad de Fez titulada kitab jannat al-ās fi bina madinat fas, hizo la siguiente declaración:

“Nuestro maestro al-Mutawakkil Abu ‘Inan, que Dios tenga piedad de su alma, construyó un mangana (reloj de agua) con arcos y jarrones de cobre frente a la puerta de la nueva madrasa que encargó en el suq al-qasr (lit. = Calle del mercado del palacio) de Fez. Para indicar el paso de una hora, una bola de metal caería en un jarrón y uno de los arcos (es decir, la puerta del arco) se abriría. Su construcción se completó el 14 de Jumada al-Akhara 758 H (3 de junio de 1357 aprox.). Fue diseñado y construido por su supervisor (muwaqqit) Ali b. Ahmad al-Tilimsani”.12

El reloj de Bou ‘Inania funciona mediante cuerdas que hacen que se abran las ventanas cerradas. El número de ventanas que están abiertas en un momento determinado indica el número de horas que habían transcurrido. Al transcurrir una hora completa, una canica cae desde una altura fija a un cuenco de cobre, creando un sonido fuerte que indica la hora.

El mecanismo del reloj funciona con la salida de agua de un gran tanque de agua a un tanque de agua más pequeño, que contiene un flotador y un sifón que extrae toda el agua en el transcurso de una hora completa. Este flotador está sujeto por cuerdas a un carro que se mueve hacia adelante y hacia atrás en línea recta sobre rieles de metal. Estas pistas están colocadas sobre las barras de madera largas en el nivel superior detrás de la pared. El movimiento de este carro a lo largo de las vías provoca la liberación de las canicas a través de canales que las dirigen a caer golpeando los cuencos de cobre. Al mismo tiempo, el carro libera el pestillo de las ventanas cerradas haciendo que se abran una a la vez a medida que pasa cada hora.

Figura 32. Un primer plano de la consola de la mangana que muestra las aberturas de ventanas con ladrillos y las partes en ruinas, así como los cinco tazones de cobre restantes.


Hay una serie de aspectos de diseño únicos de este reloj; el más importante es su tamaño. Tiene aproximadamente 11 metros de ancho y 12 metros de alto, lo que lo convierte en el más grande del mundo musulmán en ese momento. Para que este reloj funcione como los de Al-Jazari, Ibn Ridwan o el pequeño reloj de agua de Al-Qarawiyin, el carro que acciona los mecanismos de liberación de las bolas y las ventanas tendría que atravesar todo el ancho del edificio.

Se cree que el reloj de Bou-Inania es un reloj solar. Funciona durante el día desde el amanecer hasta el atardecer y la hora es una doceava parte de la duración total entre el amanecer y el atardecer. Debido a que la duración del día cambia a lo largo del año, la duración de cada hora también cambia. Por lo tanto, el flujo de agua hacia el tanque pequeño al que está conectado el sifón debe tener una velocidad variable. Una válvula reguladora ubicada antes del tanque de sifón logra esto. Existe un mecanismo bien conocido que se utiliza para generar este cambio ajustando gradualmente la altura del sifón mediante la inclinación manual. La cantidad de inclinación se fija mediante ranuras en el borde de la carcasa del tanque. El sifón controla el nivel máximo de agua en cada ajuste y, en consecuencia, controla la válvula. Esta característica se encuentra en el reloj de Ibn Ridwan, que estaba en la puerta Bab Jayrun de la mezquita omeya de Damasco. También fue utilizado por Al-Jazari como regulador de flujo en el reloj del castillo.

El aspecto misterioso de este reloj es que tiene doce ventanas para indicar la hora, pero trece cuencos de cobre que reciben las canicas que caen.

Se construyó un modelo gráfico 3D basado en una serie de suposiciones, que se cree que son más realistas.

Figuras 33-34. Vista posterior del modelo de reloj y vista general del mecanismo de control de agua, mostrando el tanque principal a la derecha, la carcasa del depósito del sifón en el medio, el tanque de flotación principal a la izquierda, la rueda escalonada a la izquierda y el tanque de escape debajo © FSTC.


MAQUINAS DE ELEVACION DE AGUA


Durante la Edad de Oro, se extendieron por todo el mundo musulmán dispositivos automáticos de extracción de agua, bombas y molinos de viento respetuosos con el medio ambiente.

Ingenieros como Al-Jazari y Taqi al-Din diseñaron maquinaria para la obtención de agua destinada a llevar el suministro de agua directamente a la población local y mejorar la capacidad agrícola. En esta conferencia, analizamos algunas de estas máquinas innovadoras.

Un capítulo del libro de Al-Jazari se dedicó a las máquinas de extracción de agua. También incluía sofisticadas máquinas impulsadas por agua y gravedad.

LA PALANCA DE MANIVELA


(conversión de movimiento rotatorio en movimiento lineal)

El diseño de una pala que saca agua de un depósito o de un río impulsado por un animal que conduce una rueda giratoria revela una de las primeras demostraciones de un dispositivo que convierte el movimiento circular en un movimiento lineal. A medida que el animal se mueve, la plataforma circular sobre la que se encuentra gira. A través de un sistema de engranajes en ángulo recto, la rotación del eje vertical se convierte en un eje horizontal que tiene un pasador que se desliza a través de la pala haciendo que suba y baje en un plano vertical. El agua se eleva a través del tubo de la pala y es transportada a un conducto que lleva el agua a su destino.

Figuras 36-37. Un cucharón que sube y baja con una manivela que es impulsado por un buey e Imagen Animada 3D del dispositivo © FSTC.


Al-Jazari, luego utilizó un sistema de palas múltiples escalonado a lo largo de un eje con engranajes que tienen dientes parciales. Los engranajes están dispuestos de tal manera que actúan como levas para controlar la secuencia de movimiento. Esta máquina aumenta efectivamente la cantidad de caudal de agua para cada rotación de la plataforma de conducción.

Figuras 38-39. La máquina opera varios engranajes con dientes parciales para producir una secuencia de movimiento en cuatro cucharadas que toman agua del río una cucharada a la vez. Este diseño incluía un árbol de levas, que controlaba el mecanismo – Derecha: Imagen animada en 3D del dispositivo © FSTC.


TERCER DISPOSITIVO DE ELEVACIÓN DE AGUA DE AL-JAZARI


El tercer dispositivo de levantamiento de agua estaba destinado a ser una atracción decorativa cerca de un lago ornamental, con un elemento de mistificación al respecto. Desde allí, un lago ornamental erige una elegante estructura abierta, con solo sus partes de trabajo de autómatas visibles para los espectadores, lo que deja a los espectadores curiosos sobre cómo se alimenta el dispositivo (ver imagen de arriba).

Considera la naturaleza del entorno de trabajo de al-Jazari, lo más probable es que esté erigido en el jardín del Rey, donde causó asombro y placer estético a los círculos cortesanos y al mismo tiempo levantaba agua para el riego del jardín. Sin embargo, fue simplemente un desarrollo elegante de un dispositivo utilitario que se utilizó para suministrar agua para riego y con fines domésticos. Un desarrollo del Saqiya, que tiene la principal diferencia de que el dispositivo funciona con energía hidráulica en lugar de con energía animal.

La estructura en sí es bastante pequeña y se divide en dos secciones; la cámara inferior mediante la cual el mecanismo accionado por agua está “oculto” bajo el suelo y la cámara superior mediante la cual se hacía visible el mecanismo automatizado sobre la piscina.

Figura 40-41. Página de un manuscrito del siglo XIII que representa una máquina de elevación de agua impulsada por una turbina de agua a través de ejes engranados, que hacen girar una rueda que lleva un largo cinturón de cubos. (derecha: instantánea de una animación de modelo 3D © FSTC.


LA BOMBA DE DOBLE ASPIRACION DE AL-JAZARI


Esta es una bomba de dos cilindros accionada por agua. Las características importantes incorporadas en esta bomba son el principio de doble acción, la conversión del movimiento giratorio en alternativo y el uso de dos tubos de succión. Las bombas manuales de la época clásica y helenística tenían cilindros verticales, estos se colocaban directamente en el agua que ingresaba a ellos a través de válvulas de placa en el fondo de los cilindros en las carreras de succión. Por tanto, las bombas no pueden colocarse por encima del nivel del agua. Esta bomba de Al-Jazari podría considerarse como el origen de la bomba de succión.

Figuras 42 a 43. Un manuscrito muestra la bomba recíproca de Al-Jazari. Esta fue la primera vez que apareció en un manuscrito una ilustración de una combinación de manivela y biela. Derecha: Imagen 3D generada por computadora de una bomba reciprocante © FSTC.


LA BOMBA DE AGUA DE SEIS CILINDROS DE TAQI AL-DIN


Entre las máquinas originales descritas en el corpus de tecnología de la civilización musulmana, la bomba de pistón “monobloque” de seis cilindros diseñada por Taqi al-Din Ibn Ma’ruf a finales del siglo XVI ocupa un lugar especial. Esta compleja máquina, que funcionaba como bomba de succión, incluía componentes que a menudo se asocian con la tecnología moderna, como un árbol de levas, un bloque de cilindros, pistones y válvulas de retención. Joseph Vera, un experto en reingeniería de inventos antiguos, describe cómo creó un modelo de SolidWorks CAD de esta notable bomba, que completó con una simulación de movimiento. La conclusión que extrajo después de crear el modelo y la simulación es que los ingenieros de la tradición musulmana, representados por Taqi al-Din, tenían un conocimiento muy sólido de la cinemática, la dinámica y la mecánica de fluidos. También señala que la bomba “monobloque” de Taqi al-Din es un ejemplo notable de una máquina que utiliza energía renovable, un tema que actualmente es de suma importancia…

Figuras 44-45. (Izquierda) La tercera página de la sección dedicada a la bomba de seis cilindros en Chester Beatty MS (p. 38) de Al-Turuq al-Saniya. – (Derecha) Imagen animada en 3D de una bomba de seis cilindros © FSTC.


LOS MOLINOS DE VIENTO VERTICALES


Los molinos de viento verticales se utilizaron en Asia Central, como Afganistán y Persia Oriental. El segundo califa Umar (634) le había pedido a un persa que construyera un molino de viento en Medina. Después de esto, la energía eólica se volvió ampliamente utilizada para hacer funcionar piedras de molino para moler maíz y también para extraer agua para riego. Al-Masudi, un geógrafo que vivió en el siglo X, describió la región como un “país de viento y arena”. También escribió: “[Una] característica de la zona es que la energía del viento se utiliza para impulsar bombas para regar los jardines”.

Hace mil años, el geógrafo Al-Istakhri escribió sobre ver molinos de viento utilizados para proporcionar energía, molinos en funcionamiento que se construían en todas partes. A diferencia del diseño tradicional europeo, los molinos de viento de Asia Central tenían paletas verticales para atrapar el viento. Construidos sobre castillos o en la cima de colinas, los molinos de viento tenían dos pisos. En un piso estaban las piedras de molino, una conectada a un eje de madera vertical. Este eje se extendía hacia el otro piso, donde de seis a doce velas de molino de viento estaban montadas verticalmente, cubiertas con tela o hojas de palma. La estructura del molino de viento estaba abierta para atrapar el viento en el lado noreste.

Figuras 46-47. Un manuscrito del siglo XIV de Al-Dimashqi muestra una sección transversal de un típico molino de viento cuyas paletas verticales giran alrededor de un eje vertical *, Derecha: Molinos de viento en la región persa de Nishtafun.


LOS HERMANOS BANU MUSA

Figura 48


Los hermanos Banu Musa también produjeron máquinas fascinantes como el Órgano Hidráulico, la máquina de agua wudu (ablución), la Fuente Auto Cambiante y un dispositivo para beber para animales (Ver la figura de la derecha (Figura 48)). También produjeron artificios como un toro bebedor y robots femeninos para hacer té.

Otros dispositivos y herramientas inventados o mejorados por los eruditos de la civilización musulmana incluyen máquinas para hacer papel, vidrio, cerámica, varios instrumentos musicales, astronómicos, médicos, militares, agrícolas y de alquimia. Los dispositivos de la civilización musulmana se utilizaron para muchos fines prácticos, como la pesca de perlas, la protección en pozos contaminados, las clepsidras utilizadas para regular el tiempo de riego con extrema precisión a lo largo del año y decir la hora. Con respecto a la maquinaria voluminosa, también estaba vigente la misma preocupación por la practicidad; Los dispositivos de elevación de agua, por ejemplo, se utilizaron para el riego, mientras que otras maquinarias se utilizaron para triturar la caña de azúcar y extraer aceites vegetales. Al-Hassan, en su edición de Taqi al-Din (Taqi Eddin), también señala que el ingeniero musulmán, desde los primeros días de la civilización islámica, utilizó sus habilidades y conocimientos para construir ciudades y presas, proyectos de irrigación y en fabricar maquinaria que tuviera un uso público más amplio.

Figura 49. Un modelo 3D de la máquina de agua para wudu (ablución) construida a partir de los manuscritos de Banu Musa (derecha).

Figura 50. La fuente cambiante de Banu Musa bin Shakir © FSTC.

Figura 51. La fuente cambiante de Banu Musa bin Shakir © FSTC.


OBSERVACIONES FINALES


Se propone que los incentivos que llevaron a los primeros musulmanes a centrarse en el conocimiento práctico fueron motivados por su comprensión del concepto religioso de “Amal Saleh” obras útiles como medio para demostrar la fe de uno.

Se espera que la historia del surgimiento de las máquinas en la civilización musulmana no solo llene un vacío en los planes de estudio educativos y la literatura pública, sino que también inspire a las generaciones venideras a obtener lecciones positivas del pasado para construir un futuro próspero y sostenible que aprecia y celebra la diversidad de la humanidad.

Fuente: Muslim Heritage


 


LEE MAS


1001 Inventions: The Enduring Legacy of Muslim Civilization, Ed. Salim Al-Hassani, National Geographic, 2013 https://www.1001inventions.com/


History of Science and Technology in Islam https://www.history-science-technology.com/notes/notes2.htm


 

NOTAS AL PIE


1 “Walk through Time”, National Institute of Standards, US Department of Commerce. https://www.nist.gov/pml/general/time/early.cfm

https://web.archive.org/web/20161017171151/ https://www.nist.gov/pml/walk-through-time-early-clocks

2 George Sarton: Introduction to the History of Science, Vol.11 Part II, Baltimore, William and Wilkins company, 1931, p.632.

3 https://www.qdl.qa/robots-musicians-and-monsters-world’s-most-fantastic-clocks


https://cosmosmagazine.com/technology/new-digital-home-for-1-000-years-of-arabic-scientific-manuscripts

4 “Suite Des Usages Du Temps De Charlemagne. Commerce, Finances, Sciences.” In Voltaire: Oeuvres Complètes — 109 Titres Et Annexes (Annotées), 7885.

5 Carolingian Chronicles: Royal Frankish Annals and Nithard’s Histories, translated from the original Latin by B.W. Sholz with B. Rogers, (Ann Arbor, M.I. (USA), 1972), pp.87

Ver también: https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=mdp.39015015186805;view=1up;seq=97

Si vas a la página 81, te llevará a la entrada del año 801 d.C., que es cuando se produce la primera mención de los enviados de Harun al-Rashid.

6 E.J. Wood: Curiosities of Clocks and Watches from the Earliest Times, (Londres, 1866), págs. 11-13 (de una versión digital del original conservada en la Biblioteca de la Universidad de Wisconsin)

7 M.A. Dahman, Muqaddimat ‘ilm as-sā’āt wa’l-‘amal biha (Damascus, 1981), pp. 20-21

8 Claudius Saunier, Die Geschichte der Zeitmesskunst; Emil Hübners Verlag, Bautzen 1903, S.165, p165,

9 Ulrich Alertz, The Horologium of Hārūn al-Rashīd, Presented to Charlemagne: An Attempt to Identify and Reconstruct the Clock Using the Instructions Provided by al-Jazarī, in Variantology 4, “On Deep Time Relations of the Arts, Sciences and Technologies in the Arabic-Islamic World and Beyond”, ed. Siegfried Zielensnki et.al, Buchhandlung Walther Konig GmbH & Co. KG. Abt. Verlag (15 Jun. 2010), pp19-42.

10 Salim T S Al-Hassani, “Al-Jazari’s Castle Water Clock: Analysis of its components and Functioning”. https://muslimheritage.com/article/al-jazari%E2%80%99s-castle-water-clock-analysis-its-components-and-functioning

11 Eduard Farré Olivé, De Mensura Temporis. (1ª parte) “Arte y Hora” n. 123-H6, March-April 1997, pp. 8-16 (2ª parte) “Arte y Hora” n. 127-H10, January-February 1998, pp. 10-17; and Eduard Farré Olivé, La clepsidra de las Gacelas del manuscrito de relojes de Al-Muradi.

12 A.M. Dahman: ilm al-Sa’at, pp.44