Mayo de 2011


Este blog, que empezó recogiendo materiales de diversas temáticas y naturalezas, se ha centrado en torno a la historia de la ingeniería. No se trata de una decisión sino de una circunstancia. La intención es publicar en torno a una treintena de artículos relativos a algunos desarrollos de la ingeniería militar desde el siglo XVI hasta el XVIII. El ritmo de publicación es igualmente "circunstancial".

sábado, 4 de septiembre de 2010

Tercios españoles: del arte de la guerra a la ciencia de la guerra. El problema del calibre

Presentación:

Éste es el primero de una serie de artículos en que iré dando cuenta de cómo la Ciencia se fue introduciendo por las rendijas del viejo "Arte de la Guerra", (de la mano de la revolución renacentista de la poliorcética y de la artillería, sobre todo), para dar lugar a la ingeniería militar.

No voy a hacer una historia de la ingeniería militar, sino que voy a presentar los conocimientos y métodos de que ésta se fue dotando a partir de las fuentes originales a que tenemos acceso gracias a la Biblioteca Virtual del Patrimonio Bibliográfico, dependiente del Ministerio de Cultura, y a algunas otras procedentes de otras bibliotecas y archivos.

Procuraré formular cada problema tal y como se presentó a nuestros antecesores, de acuerdo con el conocimiento de su época, (y la forma en que lo aplicaron), para comprender las soluciones a las que llegaron. Cuando sea pertinente, recurriré a nuestras matemáticas para valorar o aclarar las viejas soluciones.

En general veremos cómo se trata de problemas de aplicación en arquitectura, topografía o balística, que se abordan geométricamente, en vez de, como estamos acostumbrados, algebraicamente. Aún faltaban algunas décadas para que Descartes abriera nuevos caminos.

Hace años que me interesan las obras antiguas sobre matemáticas, y de ellas he sacado, sobre todo, un íntimo convencimiento de que a ellas se accede por la puerta de la geometría. Que cada uno debe rehacer en su mente el camino que jalonan los problemas que en cada momento preocuparon a los matemáticos. Que deberíamos emplear no pocas horas de nuestra infancia en trabajar "a la euclidea", con regla y compás, para aprender a pensar matemáticamente.

Artillería. El problema del calibre.

<<Llamadme Fernando. Soy un artillero español del siglo XVI, y tengo un problema. La estandarización de las piezas a las que sirvo es muy deficiente. De hecho, no existe, en buen español, la palabra "estandarización", que me suena a lindeza francesa o barrabasada flamenca.

A decir del bueno de D. Lázaro de la Isla en su Breve tratado del arte de la artillería, geometría y artificios de fuego,  que dirigió al Capitán General de Artillería, D. Juan de Acuña  el año de 1595, son tantos los conocimientos que debo dominar, (y tantas y tan importantes las cosas que de ello dependen), que me sorprendo al caer en la cuenta de la infinidad de sentencias del libro que sabidas tengo desde mozo sin saber ni como las aprendí.

No soy un hombre de letras, (que bien estorbado que fui en la escuela), pero como dice D. Lázaro en el Capítulo I, no me es ajeno el uso de la regla, la escuadra, la brújula, y del nivel, que usaron los antiguos sabios, como no lo es el de la pala y la azada que de siempre he visto en manos de mis mayores.

Convengo en que no sé explicar con números y papeles por qué ni cómo funcionan esos instrumentos del oficio. Pero para suplir, si hace falta, esa regla, a que alude D. Lázaro, en que viene señalado el peso de las balas y las bocas de las piezas ya tengo yo años de experiencia en Flandes.

Con ésto y todo, hete aquí que en este Año del Señor de 1598, se nos presenta un oficialillo con otro libro, (éste del Capitán D. Cristobal de Rojas), que se titula Teórica y práctica de fortificación, conforme las medidas y defensas destos tiempos, y que menos me gusta que el de D. Lázaro, (que aún dice cosa útil entre tanta letra),  y que, con abundancia de boato, de papel y reglas, viene a enseñarme cómo sacar el diámetro de una bala para un determinado peso a partir de otra de diámetro y peso conocidos, sin que me vaya a valer ni un escudo de ventaja.

"Esta curiosa regla de Geometría dicen que la inventó Nicolao Tartalia, y es de tal estimación, que holgaran mucho saberla los Delios, cuando tuvieron necesidad de doblar el ara de Apolo, para lo cual se juntaron grandes Filósofos, y nunca supieron la razón de ella. Dice su fábrica así. Sea un diámetro de un cubo la línea AB, y que pese 15 libras: piden que se dé otro diámetro que se cuerpo, o cubo, sea doblado al de la AB que quiere decir, que pese 30 libras, y los mismo se entenderá, si fuesen onzas, porque la regla es muy general, y porque se pretende sacar un cuerpo doblado a la AB. Se pondrá la dicha línea AB en una línea recta dos veces de largo, y luego se hará un rectángulo que tenga de ancho la mesma línea AB como parece en esta planta.

Dize esta regla, que hecho el rectángulo, como dicho es, se extenderán las dos líneas ED y la EA muy largas acaso, y luego se tirarán las dos líneas diagonales del dicho rectángulo, que serán AD y CE y se cruzarán en el punto G y fabricado ésto se pondrá una regla que toque en la esquina del rectángulo del punto C y se ajustará de tal suerte la dicha regla que estén distantes por partes iguales el punto H y el punto F del centro G y luego se tirará la línea HF que pase justamente por el punto C y digo que la línea DF es el diámetro duplo a la AB en potencia como se prueba por la 12 definición del 5 de Euclides y por la 36 del undécimo y con esta orden podrá hacer el artillero el calibro, porque si quiere duplicar, o triplicar, o cuadruplicar una bala, pondrá el diámetro de la primera bala por anchura de un rectángulo, y por largura de él, tantos diámetros de largo, cuanto pretendiere que sea mayor la segunda bala que quiere hacer." Op. Cit. Cap. XXI.

Que ancho se quedó nuestro buen Capitán con este discurso, que si no fuera por el dibujo que acompaña ni siquiera sabríamos de qué habla, salvo de que la culpa de este desaguisado de rayas y compases es del tartaglia ése, italiano.

Con todo me he esforzado por comprender, porque no he yo de dejar de aprender algo que a mi oficio atañe, por más que vote a los demonios del alma de los que tal enredo nos sacan de sus cabezas a tantos españoles honrados que no aspiramos a otra cosa que a luchar por la Fe y por Nuestro Rey contra los herejes. Así que el Señor Oficial ha prometido volver ahora con una copia del Tartaglia, que así le llaman, para esclarecer tanta oscuridad como hay en este texto, que antes pareciera locura de alquimista que manual para la batalla.

Y helo aquí al Sr. Oficial, con un libro más gordo si cabe, que parece que pueda albergar entre sus páginas a todos los santos de la cristiandad, y encima en jerigonza italiana:

"Volendo adonque trovare per linea, poniamo la radice cuba di 10. Questo 10 (come di sopra e stato detto) s'intende, o che si debbe intendere 10 misure corporee, horponiamo she siano 10 corpetti simili al nostro corpetto .c. di sopra posto in margine, delliquali 10 corpetti la intencion nostra e di volerne fare un cubo solo et saper quanto quel sara per lato, ouer che diremo, eglie un cubo, che l'area sua corporale é 10 di detti corpetti .c. et voressimo sapere quanto sia il lato di tal cubo,cioe quanto sia di quelle misurette lineali (simile alla .a.) per lato la qual linetta .a. per esser stata suposta per un piede et per piede la chiameremo, per essequir adonque questo effetto tira una linea cioe la .de. & di quella ne cavarai la .df. che sia precisamente 10 piedi (cioe la dg & la hf) sia precisamente piedi.i. (tal che la detta superficie venira a esser 10 piedi superficiali) fatto questo tira in quella li duoi diametri .dh. & .gf. (per trovar il centro .i.) dapoi slonga il lato .dg. poníamo fino .ak. (ponto non determinato) fatto questo piglia il tuo compasso (facendo centro il ponto i) & con quello cercarai di signar in ponto sopra la linea .gk. & un'altro (senza variar il compasso dal centro .i.) sopra la linea .fe. liquali duoi ponti siano di tal qualita che tirando una linea retta da uno a l'altro di quelli  tal linea passi precisamente per il ponto .h. & per trouar questi duoi ponti cosi conditionati bisogna procedere a tasto ne in questo modo prima a nostro giudicio signaremo li duoi ponti .l. & .m. & dapoi signati che siano isperimentaremo se tirando da l'uno a l'altro la detta linea retta se quella transira precisamente per il detto ponto h & perche in vero tirando la detta linea dal detto ponto .l. al ponto .m. quella transiria alquanto disopra dal detto ponto .h. & pero ne signaremo duoi altri stringendo alquanto il nostro compasso, & questi secondi pongo che siano .no. ma tirando la detta linea dal ponto .n. al ponto .o. trouaremo che quella transira al quanto piu baso del detto ponto .h. & pero slargaremo alquanto il nostro compasso, & con quello signaremos glialtri duoi ponti .p. & .q. & perche a tirar la detta linea dal ponto .p. all ponto .q. quel passa pontalmente per il detto ponto .h. como sesibilmente si vede, concluderemo la linea .fq. esser la radice cuba di 10 vero è che bisogna esser diligentissimo nell'operare altramente malamente rispondería al senso essempi gratia cauando la propinqua radice cuba di 10 per la nostra regola trouaremos quella esser 2 1/9 & pero se la nostra operatione geometrica sara stata fatta con diligentia la detta .fq. doveria esser circa piedi 2 1/9 cioe circa due di quelle lineete .a. et un nono di una di quelle & cosi con compasso te ne potrai chiarire. "

Ya sudamos con tanta letra y tanta raya como si fuéramos galeotes, que menos mal que el Pater, (que sabe de latines más que nuestro señor el Papa), ha cogido un palo y nos lo está dibujando sobre el barro. Visto queda que no fuera de mayor dificultad la empresa, (si hubiere necesidad della, que jamás en mis años de campaña me pusieron las circunstancias ante tal necesidad), si no fuera porque se ha de encontrar los puntos que determinan la inclinación de la raya que pasa por C , y así la respuesta, procediendo "a tasto", como dice el tartaglia,  que s'hecha de menos forma de hacerlo exactamente con la regla y el compás.

No es difícil cosa, si se sabe explicar, que, por ejemplo, para conseguir una bala de doble peso que una de diámetro tres dedos, hay que dibujar esa distancia en el papel AB, y luego prolongarla en su longitud hasta un punto C. Que a partir de ahí trasladamos perpedicularmente el dicho diámetro de la bala desde A verticalmente hacia abajo hasta el punto D y, con estos tres, trazamos el rectángulo y sus diagonales que se cruzan en un punto O. Y que si, de esta guisa, prolongamos los lados AD y DE y conseguimos situar en ellos dos puntos tales que equidisten de O y que definan una recta que contenga a C, cosa esta que difícil es de atinar a la primera, a fé mía,  la distancia entre el punto E del rectángulo inicial y el punto que llama el Pater "dseta", (que nada se le oculta del alfabeto gregesco), será la que tengo que usar como diámetro de la bala que me solicitan, y que tendrá el peso doble que la anterior.


Que no se yo cómo a Micer Tartaglia le vino a la mente cosa semejante que ni a los sabios se les había ocurrido, y que, de todos modos, más parece cosa como de oficiales, d'esos que razonan como Don Cristobal, que quedan convencidos de las cosas "por la 12 definición del 5 de Euclides y por la 36 del undécimo", que no de honrados artilleros. >>

A modo de conclusión:


Más parece cosa que quitara el sueño a un maestro armero que a un artillero ésta que nos ocupa, pero en todo caso, nos proporciona una ocasión para comprobar lo mucho que debemos a los "humildes" avances de la aritmética. Nociones tan elementales como el volumen, (y el peso en este caso, con permiso de la densidad), quedan por entero fuera de la capacidad de cálculo de la mayor parte de las personas de la época, salvo unos pocos casos particulares en que el resultado de la raíz cúbica es entero.

Tartaglia fue famoso, entre otras cosas, por haber resuelto la ecuación de tercer grado, cuya solución anterior, por Scipione del Ferro, no había transcendido. Naturalmente el problema de la raíz cúbica no podía dejar de interesarle. La solución gráfica que propuso es antes una demostración geométrica de la radicación cúbica, que un verdadero método para resolver los problemas planteados, dado que no especifica la manera de encontrar exactamente los puntos que determinan la solución con la regla y el compás, sino que es la solución la que determina exactamente los citados puntos. Como regla práctica de oficio, parece más bien que la solución del problema planteado pasase simplemente por el uso de las reglas que cita Lázaro de la Isla.

Nosotros, dotados de métodos más poderosos, podemos hoy hacer este cálculo con la exactitud que precisemos sin más que recurrir a la calculadora:

Para el caso de una bala esférica buscamos aquel radio R que cumpla que  V/(2V) = r^3/R^3

O sea, R = (2r^3)^(1/3), y para el caso que nos ocupa,  r = 3 => R = 3,78.

El método gráfico ha arrojado un resultado de 3,76 que no está mal, y que se habría podido ajustar aún más... Pero claro... El Pater no tenía Geogebra.

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