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martes, 23 de agosto de 2022
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miércoles, 24 de noviembre de 2021
La ingeniosa forma de los antiguos persas para mantenerse frescos (y cuya tecnología podría volver a usarse)
La ingeniosa forma de los antiguos persas para mantenerse frescos (y cuya tecnología podría volver a usarse)
- Kimiya Shokoohi
- BBC Future
Los "captadores de vientos" refrescaban sin necesidad de electricidad.
La ciudad de Yazd, en el desierto de Irán, fue durante mucho tiempo cuna del ingenio creativo.
Alberga antiguas maravillas de la ingeniería que incluyen una estructura de refrigeración subterránea llamadayakhchal, un sistema de riego subterráneo llamado qanat; e incluso una red de mensajería llamada pirradazisque tiene 2.000 años más que el servicio postal estadounidense.
Y entre estas antiguas tecnologías se encuentran también los badgi, también llamados"captadores de viento" o "atrapavientos".
Es común ver estas estructuras sobre los tejados de la ciudad. Son a menudo unas torres rectangulares, aunque también pueden ser circulares, cuadradas, octogonales o tener otras formas ornamentadas.
Se dice que Yazd tiene la mayor cantidad de atrapavientos del mundo, aunque es posible que se hubieran originado en el antiguo Egipto.
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Pero en Yazd pronto resultaron indispensables, volviendo habitable esa parte de la cálida y árida meseta iraní.
Aunque muchas de estas estructuras hayan caído en desuso, están atrayendo a académicos, arquitectos e ingenieros de la ciudad del desierto para ver si pueden servirnos hoy para mantenernos frescos en un mundo que va calentándose.
Las aberturas de las torres enfrentan el viento predominante, atrapándolo y canalizándolo hacia el interior de abajo.
Como no requieren electricidad para funcionar, es una forma de enfriamiento rentable y ecológica.
Dado que la ventilación mecánica convencional ya representa una quinta parte del consumo total de electricidad a nivel mundial, las alternativas antiguas como el captador de viento se están convirtiendo en una opción cada vez más atractiva.
Cómo funciona
Hay dos fuerzas principales que impulsan el aire a través de la estructura y hacia el interior del edificio: el viento entrante y el cambio en la flotabilidad del aire según la temperatura(el aire más cálido se sitúa encima del aire más frío y denso).
El aire accede por las aberturas del captador de viento y se canaliza hacia la vivienda, depositando arena o escombros al pie de la torre. Y fluye por el interior del edificio, a veces a través de depósitos de agua que lo enfrían aún más.
Ello hace que el aire caliente del interior se eleve y saldrá del edificio a través de la torre, ayudado por la presión dentro del edificio.
El diseño de la casa, la forma de la torre, su dirección, el número de aberturas, su configuración de palas internas fijas, canales y altura están finamente ajustados para mejorar su capacidad para llevar el viento a la viviendas.
El uso del aire para enfriar edificios se remonta a los tiempos en los que se empezaron a poblar los entornos desérticos.Algunas de las primeras tecnologías de captura de viento provienen del Egipto de hace 3.300 años, según los investigadores Chris Soelberg y Julie Rich, de la Universidad Estatal de Weber en Utah, Estados Unidos.
El sistema en aquel entonces lo constituían unos edificios con paredes gruesas, pocas ventanas que daban al sol, aberturas en el lado en el que solía pegar el viento y un respiradero de salida en el otro, conocido como malq af.
Aunque algunos aseguran que el lugar de nacimiento del captador de viento fue el propio Irán.
Dondequiera que se inventaran, se generalizaron en Medio Oriente y el norte de África.
Se pueden encontrar variantes de la tecnología en varios países, como los barjeel de Qatar y Bahrein, el malqaf de Egipto, el mungh de Pakistán, señala Fatemeh Jomehzadeh de la Universidad Tecnológica de Malasia.
Muchos captadores de vientos están deteriorados por el desuso, pero los expertos los quieren restaurar.
Sin embargo, es ampliamente considerado que la civilización persa alteró la estructura para que enfriara mejor, combinándolo por ejemplo con un sistema de riego.
Con el clima cálido estas estructuras pronto se volvieron populares en Yazd, que se llenó de altísimas torres ornamentadas.
Fue reconocida como Patrimonio de la Humanidad por la Unesco en 2017, en parte por la proliferación de captadores de viento.
Además de cumplir con el propósito funcional de enfriar las casas, las torres también tenían un fuerte significado cultural y se destacan tanto en el horizonte como el Templo del Fuego de Zoroastro y la Torre del Silencio.
El captador de viento de Dowlatabad, del que con sus 33 metros se dice es el más alto del mundo, es uno de los pocos que sigue funcionando. Ubicado sobre un edificio octogonal, tiene vistas a una fuente que se extiende más allá de las hileras de pinos.
Futuro potencial
Por su capacidad de enfriar sin generar emisiones, hay investigadores que insisten en que deberíamos reconsiderar su uso.
Parham Kheirkhah Sangdeh, de la Universidad de Ilam en Irán, los ha estudiado ámpliamente.
Y explica que algunos de los inconvenientes, como las plagas que ingresan a los conductos y la acumulación de polvo y escombros del desierto, ha hecho que caigan en desuso.
Hoy se usan sistemas de ventilación mecánicos o aire acondicionado, alternativas que con frecuencia funcionan con combustibles fósiles y utilizan refrigerantes que actúan como potentes gases de efecto invernadero si se liberan a la atmósfera.
Los cazadores de viento de Irán han inspirado diseños modernos en Europa, Estados Unidos y otros lugares, a medida que los arquitectos recurren a formas pasivas de enfriamiento.
La llegada de las tecnologías de refrigeración modernas fue la culpable del deterioro de los métodos tradicionales en Irán, escribió la historiadora de la arquitectura iraní Elizabeth Beazley en 1977.
Sin un mantenimiento constante, el duro clima de la meseta iraní fue desgastando muchas estructuras, desde colectores de viento hasta casas de hielo.
Kheirkhah Sangdeh también considera que su desuso se debe en parte a una tendencia a preferir las tecnologías occidentales.
"Para que vuelvan a usarse es necesario que haya cambios en las perspectivas culturales. La gente debe mirar al pasado y comprender por qué la conservación de energía es importante", dice Kheirkhah Sangdeh.
Kheirkhah Sangdeh espera que los captadores de viento de Irán se puedan actualizar y sirvan como método energéticamente eficiente para refrescar edificios. Pero se ha encontrado con muchas barreras, desde las tensiones internacionales en curso, pasando por la pandemia de coronavirus hasta la escasez de agua.
"Las cosas están tan mal en Irán que (la gente) mira el día a día", dice.
Se dice que Yazd tiene la mayor cantidad de captadores de viento del mundo.
Puede que en algún momento haya un renacimiento de los métodos de enfriamiento sin combustibles fósiles y sorprendentemente tamién existen en muchos países occidentales (aunque menos majestuosos que los de viento de Irán).
En Reino Unido entre 1979 y 1994 se instalaron unas 7.000 variaciones de colectores de viento en edificios públicos. Los tienen edificios como el Royal Chelsea Hospital de Londres hasta supermercados en Mánchester, una ciudad del norte de Inglaterra.
Se parecen poco a las imponentes estructuras de Irán.
En un edificio de tres pisos en una calle muy transitada en el norte de Londres, pequeñas torres de ventilación de color rosa intenso permiten la ventilación pasiva. En lo alto de un centro comercial en la zona de Dartford, las torres de ventilación cónica giran para atrapar la brisa con la ayuda de un alerón.
EE.UU. también ha adoptado con entusiasmo diseños inspirados en los cazadores de viento. Un ejemplo de ello está en el centro de visitantes del Parque Nacional Zion en el sur de Utah.
El parque se encuentra en una alta meseta desértica, comparable a Yazd en clima y topografía; y el uso de tecnologías de enfriamiento pasivo, incluido el captador de viento, casi eliminó la necesidad de aire acondicionado mecánico.
Estas estructuras pueden tener distintas formas, pero su función es siempre la misma.
Los científicos han registrado una diferencia de temperatura de unos 16ºC entre el exterior y el interior del centro de visitantes.
Y en unos momentos en los que se buscan alternativas sostenibles frente al calentamiento global, hay margen para que estas tecnologías sigan expandiéndose.
En Palermo, Italia, los investigadores han descubierto que por su clima y condiciones de viento predominantes es un lugar propicio para invertir en el desarrollo de captadores de vientos iraníes.
El pasado octubre el atrapavientos tuvo un lugar destacado en la Feria Internacional de Dubái, como parte de una red de edificios cónicos del pabellón austríaco. El estudio de arquitectura austríaco Querkraft se inspiró en la arquitectura árabe a la hora de diseñarlo.
Si bien investigadores como Kheirkhah Sangdeh argumentan que el receptor de viento tiene mucho más que ofrecer para enfriar hogares sin combustibles fósiles, esta ingeniosa tecnología ya ha migrado más allá de lo que podría imaginar.
La próxima vez que veas una torre alta con ventilación en la parte superior de un supermercado, un rascacielos o una escuela, observa con atención: es posible que estés ante el legado de los magníficos captadores de viento de Irán.
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Fibonacci, el matemático que se puso a contar conejos y descubrió la secuencia divina
Fibonacci, el matemático que se puso a contar conejos y descubrió la secuencia divina
- Redacción
- BBC News Mundo
El vitral en espiral de la Capilla de Acción de Gracias, Dallas, Texas, Estados Unidos representa la secuencia de Fibonacci.
Durante los siglos en que China, India y el imperio islámico habían estado en ascenso, Europa había caído bajo una sombra.
Toda la vida intelectual, incluido el estudio de las matemáticas, se había estancado.
Pero en el siglo XIII, las cosas estaban empezando a cambiar.
Liderada por Italia, Europa empezó a explorar y comerciar con el oriente.
Con ese contacto llegó la difusión del conocimiento oriental hacia occidente.
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Y sería el hijo de un funcionario de aduanas quien se convertiría en el primer gran matemático medieval de Europa.
Una importación mal recibida
De niño, viajó por el norte de África con su padre, donde aprendió sobre los desarrollos de las matemáticas árabes y, especialmente, los beneficios de los números indoarábigos.
Cuando llegó a Italia, escribió un libro que sería de gran influencia en el desarrollo de las matemáticas occidentales.
Fibonacci llevó los números indoarábigos a Europa, pero no fueron bienvenidos.
Ese matemático fue Leonardo de Pisa, más conocido como Fibonacci, y en su "Libro de cálculo", Fibonacci promovió el nuevo sistema de números, demostrando lo sencillo que era en comparación con los números romanos que se utilizaban en toda Europa.
Los cálculos eran mucho más fáciles, algo tremendamente importante para quienquiera que se ocupara de los números, desde matemáticos hasta comerciantes.
No obstante, lo que los números traídos de Oriente despertaron fue desconfianza, no alegría ni alivio.
Los viejos hábitos son difíciles de abandonar.
Los romanos contaban con mucho apoyo.
Algunos creían que estarían más expuestos al fraude, que se prestaban para ser manipulados.
Otros pensaban que eran tan fáciles de usar para los cálculos que le darían poder a las masas, quitándole autoridad a los intelectuales que sabían cómo usar el tipo de números antiguos.
La ciudad de Florencia incluso los prohibió en 1299.
Pero con el tiempo, prevaleció el sentido común, el nuevo sistema se extendió por toda Europa y el antiguo sistema romano se extinguió lentamente.
El enigma de los conejos
Por fin, los números hindú-árabes, de 0 a 9, triunfaron.
Hoy en día, Fibonacci es mejor conocido por el descubrimiento de unos números, ahora llamados la secuencia de Fibonacci, que surgieron cuando intentaba resolver un enigma sobre los hábitos de apareamiento de los conejos.
¡Quién hubiera pensado que contar conejos daría para tanto!
Supongamos que un granjero tiene un par de conejos.
Los conejos tardan dos meses en alcanzar la madurez, y después de eso dan a luz a otro par de conejos cada mes.
El problema era cómo saber cuántos pares de conejos habría en un mes determinado.
Entonces:
- Durante el 1º mes tienes un par de conejos y, como no han madurado, no pueden reproducirse.
- Durante el 2º mes, todavía hay un solo par.
- Pero a principios del 3º mes, la primera pareja se reproduce por primera vez, por lo que hay 2 pares de conejos.
- Al comienzo del 4º mes, el primer par se reproduce de nuevo, pero el segundo par no está lo suficientemente maduro , por lo que hay 3 pares.
- En el 5º mes, el primer par se reproduce y el segundo par se reproduce por primera vez, pero el tercer par es todavía muy joven, por lo que hay 5 pares.
El ritual de apareamiento continúa, pero lo que pronto notarás es que la cantidad de parejas de conejos que tienes en un mes dado es la suma de las parejas de conejos que has tenido en cada uno de los dos meses anteriores, así que la secuencia continúa...
1... 1... 2... 3... 5... 8... 13... 21... 34... 55... y así.
Los favoritos
Resultó que los números de Fibonacci son los números favoritos de la naturaleza.
No solo los conejos los usan.
El número de pétalos en una flor es invariablemente un número de Fibonacci. Si cuentas los segmentos de las piñas hacia arriba y hacia abajo los encontrarás. Incluso los caracoles los utilizan para hacer crecer sus conchas.
Hasta las piñas...
Doquiera que encuentres crecimiento en la naturaleza, encontrarás los números de Fibonacci.
La secuencia de Fibonacci es además es la prima matemática del número áureo, un número que ha obsesionado a la cultura humana durante miles de años.
Número áureo
Si divides cualquier número en la secuencia de Fibonacci por el anterior, por ejemplo, 55/34, o 21/13, y la respuesta siempre es cercana a 1.61803.
Y es por eso que la secuencia de Fibonacci también es conocida como la secuencia dorada, pues ese 1,61803 es lo que se conoce como el número áureo.
Es un número especial que se encuentra al dividir una línea en dos partes, de modo que la parte más larga (a) dividida por la parte más pequeña (b) es igual a la longitud total dividida por la parte más larga.
A menudo, el número áureo se simboliza usando phi, la 21ª letra del alfabeto griego.
En una forma de ecuación, se ve así:
Esos números se pueden aplicar a las proporciones de un rectángulo, llamado el rectángulo dorado, considerado como una de las formas geométricas más satisfactorias visualmente.
El rectángulo dorado también está relacionado con la espiral dorada, que se crea al hacer cuadrados adyacentes de dimensiones de Fibonacci.
Pero para quienes somos principiantes, quizás es más fácil entenderlo si lo pensamos en términos de diseño.
Muchos nombres
El número áureo ha sido descubierto y redescubierto muchas veces, y por eso que tiene tantos nombres: número de oro, razón extrema y media, razón áurea, razón dorada, media áurea, proporción áurea y divina proporción.
Está en la naturaleza, pero también en las creaciones humanas.
Históricamente, está expresado en la arquitectura de muchas creaciones antiguas.
En la Gran Pirámide de Giza, por ejemplo, la longitud de cada lado de la base es de 230 metros con una altura de 146 metros. La relación de la base con la altura es aproximadamente 1,575, muy cercano al número áureo.
Se cree que Fidias (500 a.C. - 432 a.C.), el famoso escultor y matemático griego, aplicó phi al diseño de esculturas para el Partenón.
De "La última cena" a Twitter
"Sin matemáticas no hay arte", aseguró Luca Pacioli quien, en 1509, publicó "De divina proportione", ilustrado nada menos que por Leonardo da Vinci.
Ilustraciones de "De divina proportione" (la línea azul es agregada, para mostrar la proporción a la que se refieren).
"De divina proportione" es un libro de matemáticas, pero desde la primera página Pacioli afirma que su intención es revelarle a los artistas el secreto de las formas armónicas mediante el uso de la proporción divina.
Y, de hecho, hay quienes piensan que el número áureo es la esencia de la belleza en las proporciones de las pinturas de Da Vinci, quien la llamó sectio aurea.
Aseguran que la usó para definir todas las proporciones en su "Última Cena", "Hombre de Vitruvio" y "Mona Lisa".
"La última cena" con algunos rectángulos áureos como guía. Algunos estudiosos muestran que la proporción se está presente en todas las dimensiones clave, desde las de la sala, la mesa y los escudos ornamentales hasta la posición de los protagonistas.
También se ha notado el empleo de esa divina proporción en obras de Miguel Ángel, Rafael, Rembrandt, Seurat, Salvador Dalí... y hasta en el logo de Twitter.
Lo llevamos por dentro
Pero no hay que siquiera salir de casa para encontrar ese número de oro: nuestros cuerpos y rostros siguen esa proporción matemática.
- La longitud de nuestros dedos, cada sección desde la punta de la base hasta la muñeca es más grande que la anterior en aproximadamente la proporción de phi.
- La medida de la distancia del ombligo humano al suelo y de la parte superior de la cabeza al ombligo es la proporción de oro.
- Una molécula de ADN mide 34 angstroms por 21 angstroms en cada ciclo completo de la espiral de doble hélice. En la serie Fibonacci, 34 y 21 son números sucesivos.
Y, aparentemente, nuestros cerebros están programados para preferir los objetos y las imágenes que usan la proporción divina.
Varios estudios han demostrado que cuando se le pide a voluntarios en pruebas que observen una serie de caras aleatorias, y escojan las que consideran más atractivas -a pesar de no ser mi matemáticos ni físicos familiarizados con el phi- eligen las que muestran proporciones áureas entre el ancho de la cara y el ancho de los ojos, la nariz y las cejas.
Es casi una atracción subconsciente.
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