L’evolució de la innovació

—Com la tecnologia de l’antiga Grècia ha modelat l’enginyeria moderna i l’actual rellevància de l’harmonia i la moderació.—

La tecnologia de l’antiga Grècia representa un dels primers exemples de l’enginy humà, i va assentar les bases de nombrosos avenços de l’enginyeria moderna. Des d’invents innovadors com el cargol d’Arquímedes, que va revolucionar la gestió de l’aigua, fins al mecanisme d’Anticitera, una primerenca computadora analògica que incorporava un conjunt d’engranatge per als seus càlculs, els enginyers van introduir solucions innovadores a diversos reptes pràctics. El seu treball va combinar un profund coneixement de les matemàtiques, la física i la mecànica, i va assentar les bases per als avenços tecnològics que van seguir en segles posteriors. Malgrat les limitacions de la seua època, aquestes innovacions antigues van demostrar principis que segueixen influint en camps de l’enginyeria moderna com la hidràulica, la mecànica i la ciència dels materials. Aquest article explora alguns invents clau de l’antiga Grècia, centrant-se en els seus aspectes innovadors i la seua influència duradora en les tecnologies contemporànies. Mitjançant l’anàlisi d’exemples com el cargol d’Arquímedes, l’eolípila d’Heró i la bomba de força de Ctesibi, aquest estudi posa de relleu com la motivació del progrés tecnològic va impulsar la innovació, no només atenent a les necessitats de la seua època, sinó també assentant les bases de pràctiques tecnològiques que perduren en l’actualitat. La connexió entre la innovació antiga i l’enginyeria moderna subratlla la rellevància atemporal d’aquests primers avenços, que aporten valuoses idees als enginyers i innovadors d’avui dia.

Mecanisme d’Anticitera. La primera computadora analògica coneguda (ca. 2000 aC). Wikimedia.

El període d’innovació tecnològica de l’antiga Grècia es va caracteritzar per una mescla única de curiositat intel·lectual, necessitat pràctica i una creixent cultura del comerç i la comunicació. Enginyers i inventors operaven en una societat que valorava el coneixement i l’aprenentatge, on van florir la filosofia i la ciència. Les ciutats-estat de Grècia, amb les seues diferents necessitats i recursos, van crear un entorn que fomentava les solucions pràctiques als problemes quotidians, ja fos en l’agricultura, el transport o les infraestructures.

Aquesta època també es va caracteritzar per un fort èmfasi en les matemàtiques i la física, que van esdevenir la pedra angular de l’enginyeria grega. La necessitat de resoldre problemes pràctics –com el reg, la construcció i la navegació– va impulsar el desenvolupament de noves tecnologies que combinaven els principis científics amb l’aplicació pràctica.

Els invents de l’antiga Grècia responien a diversos factors, com les necessitats agrícoles, el desenvolupament urbà i les aplicacions militars. Els sistemes de gestió de l’aigua eren essencials per a mantenir la producció agrícola i també per a protegir-se de les catàstrofes naturals, mentre que els avenços en mecànica facilitaven la construcció i la navegació.

Cargol d’aigua (de l’edició de Vitruvi de Fra Giocondo, Venècia, 1511) tal com va aparèixer a Ten Books on Architecture by Vitruvius, traduït per Morris Hicky. Wikimedia.

El cargol d’Arquímedes és un dels primers i més famosos exemples d’enginyeria grega. Inventat per Arquímedes de Siracusa al segle III aC, aquest dispositiu va ser dissenyat per a elevar l’aigua de les zones baixes, la qual cosa va facilitar el reg dels camps i la gestió de l’aigua en diversos entorns. El cargol consistia en una fulla helicoidal dins d’un cilindre buit. En girar, el cargol recollia l’aigua i la transportava a un nivell superior. Aquest principi permetia elevar l’aigua amb un esforç manual mínim.

La invenció del cargol d’Arquímedes es va deure a la necessitat de gestionar l’aigua de manera eficaç a les zones agrícoles, especialment en regions on el reg era essencial per a la producció de cultius. Abans d’aquest invent, els agricultors havien de recórrer al treball manual o a sistemes menys eficaços per a moure l’aigua. El mecanisme de cargol era relativament senzill de construir, fer funcionar i mantenir, la qual cosa el va convertir en una solució pràctica d’ús generalitzat.

El disseny del cargol d’Arquímedes se segueix utilitzant avui dia, sobretot en sistemes de reg, plantes de tractament d’aigües residuals i inclús en el trasllat de cereals i altres materials a l’engròs. Els seus principis de moviment rotacional i dinàmica de fluids han influït en el desenvolupament de les bombes i els sistemes hidràulics moderns. L’eficàcia, senzillesa i versatilitat de la bomba de cargol l’han permès mantenir la seua vigència durant més de dos mil·lennis.

Il·lustració a A history of the growth of the steam-engine (1878), de Thurston, d’un dispositiu descrit a La pneumàtica d’Heró, publicada al segle I dC. Wikimedia.

A Heró d’Alexandria, enginyer, matemàtic i inventor, se li atribueix el desenvolupament de l’eolípila, també coneguda com a “màquina d’Heró”, al segle I de la nostra era. Aquest dispositiu es considera el primer exemple registrat d’una màquina de vapor. Consistia en un recipient esfèric muntat sobre un suport, del que sobresortien dos tubs doblegats. Quan s’escalfava l’aigua de l’esfera, el vapor sortia pels tubs i feia girar l’esfera.

L’eolípila es considerava principalment una novetat o una demostració dels principis de l’energia de vapor. Heró era conegut per crear dispositius que il·lustraven conceptes científics, i l’eolípila no en va ser una excepció. Encara que no es va utilitzar per a aplicacions pràctiques a l’antiguitat, representava un coneixement significatiu de la pressió del vapor i l’energia cinètica.

Si bé l’eolípila no va conduir directament al desenvolupament de la màquina de vapor, va demostrar el potencial de l’energia del vapor per a generar moviment. Aquest concepte no es materialitzaria plenament fins a la revolució industrial, més d’un mil·lenni després, quan les màquines de vapor van esdevenir la força motriu dels principals processos industrials. Els principis il·lustrats per l’eolípila d’Heró es poden veure en les turbines i motors moderns, on la conversió de la pressió del vapor en energia mecànica és una component crítica de la generació d’energia.

Rèplica de la bomba de força de Ctesibi. Dionisis Kriaris, Noesis, Tessalònica, Grècia.

Ctesibi d’Alexandria, sovint considerat el “pare de la pneumàtica”, va ser un inventor i enginyer grec que va viure al voltant del segle III aC. Va inventar la bomba de força, un dispositiu utilitzat per a moure aigua mitjançant la creació de pressió. La bomba constava de pistons que podien extreure aigua i expulsar-la a pressió, la qual cosa la feia eficaç per a tasques com l’extinció d’incendis, el reg i inclús la construcció d’òrgans hidràulics (una forma primitiva d’instrument musical).

La bomba de força va ser una resposta a la necessitat de gestionar i distribuir l’aigua amb major eficàcia. Ciutats i pobles necessitaven sistemes d’aigua fiables per a l’ús diari, els banys públics i la protecció contra incendis. El disseny de Ctesibi, que incloïa elements com vàlvules per a controlar el flux d’aigua, era molt innovador per a la seua època. Podia accionar-se manualment, la qual cosa el feia adaptable a diverses situacions en què era necessari transportar aigua a grans distàncies o a majors altures.

Els principis fonamentals de la bomba de força de Ctesibi –succió, pressió i control del cabal– se segueixen utilitzant en els dissenys moderns de bombes. Es poden trobar variacions de la bomba de força en sectors que van des de l’agricultura fins als sistemes municipals d’aigua i els processos industrials. L’invent va ser una clara demostració de com la comprensió de la dinàmica de fluids podia conduir a solucions pràctiques, un concepte que segueix sent el nucli de l’enginyeria hidràulica.

La tecnologia de l’antiga Grècia no es va desenvolupar al marge dels valors filosòfics de la cultura, que feien èmfasi en l’harmonia (armonia) i la moderació (metron). Aquests principis, originats a la filosofia grega, no eren només teòrics, sinó que s’aplicaven activament en l’enfocament grec de la tecnologia i l’enginyeria. Per exemple, els sofisticats sistemes de gestió de l’aigua que harmonitzaven amb els recursos i paisatges locals, especialment a les regions àrides, com els canals d’aigua i els sistemes de drenatge de l’àgora d’Atenes, es van dissenyar per a maximitzar la recollida d’aigua i minimitzar-ne el malbaratament. Aquest èmfasi en l’harmonia en l’enginyeria ressona amb les peticions actuals de dissenys integrats en el medi ambient i de baix impacte.

De manera similar, la moderació es reflectia en les decisions gregues sobre l’ús de materials i l’aprofitament energètic. Tot i que existia la capacitat tecnològica per a construir estructures més grans o elaborades, els enginyers grecs acostumaven a preferir dissenys que satisfessin les necessitats pràctiques sense excessos. L’ètica d’utilitzar “només” els materials i l’energia “justos”, sense esgotament ni extravagància, es fan eco de les pràctiques sostenibles d’avui dia i serveix com a recordatori dels beneficis de la restricció de recursos en la cerca de la viabilitat a llarg termini.

En el darrer segle, la innovació ha propiciat avenços significatius en tecnologia, assistència sanitària i qualitat de vida. Tanmateix, també ha portat greus conseqüències, com la degradació ambiental i el canvi climàtic. El problema no radica en la innovació en si, sinó en com s’ha dirigit. Històricament, gran part de l’atenció s’ha centrat en els beneficis econòmics a curt termini, sovint sense tenir en compte les repercussions ambientals i socials a llarg termini. Aquest enfocament ha donat lloc a pràctiques insostenibles que han contribuït a l’actual crisi climàtica.

En canvi, els antics enginyers grecs mostraven pràctiques que, encara que no pretenien ser explícitament sostenibles, s’ajustaven de forma natural a molts principis que avui associem amb la sostenibilitat. Utilitzaven materials locals com pedra, fusta, pedra calcària, marbre i argila, la qual cosa reduïa els costos i la càrrega ambiental del transport de recursos. D’aquesta manera no només es minimitzava l’impacte ambiental, sinó que es garantia l’ús eficient del que es tenia a mà.

Els enginyers grecs també eren experts en l’aprofitament de fonts d’energia renovables, com l’aigua i el vent. Van desenvolupar molins d’aigua per a moldre el gra i dispositius mecànics com el ja esmentat cargol d’Arquímedes, que utilitzava l’aigua corrent per a transportar-la costa amunt, exemples primerencs d’energia hidràulica. A més, van comprendre els beneficis de tenir en compte la posició del sol i van dissenyar edificis per a maximitzar la llum i la calor naturals. Les estructures públiques i els habitatges s’orientaven per a captar la llum solar a l’hivern i mantenir-se fresques a l’estiu, una forma primerenca de disseny solar passiu que reduïa la necessitat de calefacció i refrigeració artificials.

En les seues pràctiques constructives, els enginyers grecs intentaven minimitzar els residus mitjançant un ús eficient dels materials i la mà d’obra. Tècniques com el tall precís de les columnes garantia un malbaratament mínim de material, precursor de les modernes pràctiques d’enginyeria sostenible. A més, l’aigua, un recurs preciós en moltes regions àrides de Grècies, es gestionava mitjançant sistemes avançats, com l’ús del cargol d’Arquímedes per a un reg eficient, que garantia que l’aigua es dirigís on més es necessitava sense malbaratar-la.

Els grecs també van adaptar els seus dissenys a les condicions ambientals locals. A les regions amb estius calorosos i secs, els edificis tenien murs gruixuts i patis amb ombra per a mantenir-se frescos, mentre que a les zones més fredes les estructures es dissenyaven per a retenir la calor. Aquesta atenció al clima local reduïa la necessitat d’energia externa per a calefacció o refrigeració.

Encara que els antics enginyers grecs no tenien el concepte modern de sostenibilitat, les seues pràctiques sovint reflectien principis sostenibles a causa de la necessitat i la limitació de recursos. La seua confiança en els recursos locals, l’ús eficient de l’energia, els dissenys duradors i l’adaptació intel·ligent a les condicions ambientals oferien solucions pràctiques que minimitzaven els residus i maximitzaven l’ús dels recursos disponibles.

Avui, quan ens esforcem per crear un futur més sostenible, cal aprendre molt d’aquestes antigues pràctiques. Els grecs van demostrar que l’eficiència, la resistència i l’harmonia amb la natura són essencials per a l’èxit a llarg termini. Els enginyers i innovadors moderns poden inspirar-se en aquests mètodes i combinar-los amb les noves tecnologies i els coneixements científics per a afrontar els reptes ambientals actuals.

En adoptar l’harmonia i la moderació com a principis rectors, la tecnologia grega demostra una forma primerenca de pensament sostenible que els enginyers i dissenyadors moderns poden seguir aplicant avui dia. A mesura que el món s’enfronta a problemes ambientals urgents, la reavaluació de les pràctiques antigues pot oferir quelcom més que una visió històrica: pot proporciona un model per a integrar la sostenibilitat en tots els aspectes del disseny i la gestió de recursos.

Ioannis Kakogiannos
University of West Attica

* Traducció de l’original en anglès: Judit Gil-Farrero

Com citar aquest article:
Kakogiannos, Ioannis. L’evolució de la innovació Sabers en acció, 09-10-2024. https://sabersenaccio.iec.cat/levolucio-de-la-innovacio/.

Per a saber-ne més

Pots ampliar la informació amb la bibliografia i recursos disponibles.