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Desarrollo e Historia de la Mecánica de Suelos
1.2 Aportes de diversos hombres de ciencia:
precursores y contribuyentes modernos de la mecánica
de suelos.
La tierra, uno de los elementos más abundantes en la
Naturaleza, ya señalado por los antiguos como uno de
los cuatro (4) básicos que componen nuestro
inmemoriales como material de construcción. En su
manejo y utilización el análisis científico ha ido
reemplazando, gradualmente, a las reglas intuitivas,
siendo el estado actual del conocimiento la suma de
los aportes de diversos científicos, físicos,
matemáticos e ingenieros, que desde el pretérito
fueron forjando, sin saberlo, una nueva ciencia,
nutrida por sus investigaciones. Entre estos pioneros
cabe destacar los nombres de:
Carlos A. de Coulomb (1736-1806)
Alexander Collin ( )
Tomás Telford (1757-1834)
Juan V. Poncelet (1788-1867)
Guillermo Rankine (1820-1872)
Karl Culmann (1821-1881)
O. Mohr (1835-1918)
José V. Boussinesq (1842-1929)
Coulomb, Poncelet, Collin y Rankine aportaron valiosas
experiencias en el análisis de presiones de tierras.
Las contribuciones del ingeniero militar francés
Coulomb tienen todavía vigencia, en fricción,
electricidad y magnetismo. Poncelet ofreció en 1840 un
método gráfico para la determinación directa de la
superficie de falla y las presiones de tierra activa y
pasiva. Collin publicó en 1846 su trabajo "Recherches
Expérimentales sur les Glissements Spontanés des
Terrains Argileux". Guillermo M. Rankine fue un
ingeniero y físico escocés que se distinguió, también,
por sus trabajos en termodinámica.
Culmann le dio una solución gráfica a la teoría
Coulomb - Poncelet, permitiendo la resolución de
problemas complejos de presiones de tierras.
Tomás Telford fue un ingeniero inglés, constructor de
puentes, puertos y canales, primer presidente de la
Asociación Británica de Ingenieros Civiles, en 1820.
Sus investigaciones le llevaron a desarrollar una
modalidad de pavimentos.
Mohr ideó un método gráfico para representar esfuerzos
normales y tangenciales actuantes en planos
inclinados, cuando el material se somete a esfuerzos
biaxiales, de útil aplicación en el campo de los
suelos.
De Boissinesq hemos aprovechado sus ecuaciones para
establecer los valores de las componentes verticales
de esfuerzos generados por la aplicación de cargas.
Dos (2) nombres no incluidos en la relación de
precursores antiguos y que merecen ser citados son los
G. G. Stokes, quien enunció una ley que rige el
descenso de una esfera en un líquido, fundamento del
ensayo granulométrico por sedimentación y el del
físico francés H. Darcy autor, en 1856, de una ley
básica para el estudio del flujo del agua en los
suelos.
Entre los principales contribuyentes modernos tenemos
a:
Karl Terzaghi (1883-1963)
A. Atterberg ( )
Wolmar Fellenius (1876-1957)
Arturo Casagrande (1902-1981)
Laurits Bjerrum (1918-1973)
A. W. Skempton (1914- )
Karl Terzaghi, el padre indiscutible de la mecánica de
suelos, nació en Praga, Checoslovaquia, y murió en los
Estados Unidos de Norteamérica, a los ochenta (80)
años de edad. Trabajó en Austria, Hungría y Rusia, de
1915 a 1911. Fue profesor del Robert College de
Constantinopla, de 1915 a 1925. Enseñó ingeniería de
fundaciones en el Instituto Tecnológico de
Massachusetts, entre 1925 a 1929, dedicándose
simultáneamente a la práctica consultiva en Norte y
Centro América. Catedrático en Viena, de 1929 a 1938,
comenzó a laborar a partir de este último año con la
Universidad de Harvard. Su obra "Erdbaumechanik",
publicada en 1925, en Viena y en idioma alemán, marcó
el nacimiento de una nueva disciplina.
A. Atterberg, sueco, estableció una serie de ensayos
para determinar el comportamiento plástico de los
suelos cohesivos, de amplia difusión mundial, hoy en
día, en cuyos resultados están basados todos los
sistema de clasificación ideados.
Fellenius, trabajando para la Comisión Geotécnica de
los Ferrocarriles del Estado Sueco, creó un método
para analizar y diseñar taludes que se designa con su
apellido o es denominado "Método Sueco", el cual se ha
convertido en el procedimiento indispensable para el
estudio de taludes de presas, carreteras o de
cualquier otro tipo.
Arturo Casagrande, alemán de origen, emigró a los
EE.UU. en 1926. Alumno sobresaliente y compañero de
Terzaghi, es después del maestro la figura más
relevante en la mecánica de suelos; siendo notables
sus contribuciones en equipos y sistemas al estudio de
la plasticidad, consolidación y clasificación de los
suelos. Organizó junto al Dr. Terzaghi el Primer
Congreso de Mecánica de Suelos y Fundaciones,
celebrado en la Universidad de Harvard, Cambridge,
Massachusetts, en el año de 1936, habiendo sido
presidente de la Sociedad Internacional de Mecánica de
Suelos y Cimentaciones.
Bjerrum nació y estudió en Dinamarca. Laboró en Suiza
y en su país natal, siendo el primer director, en
1951, del Instituto Geotécnico Noruego. De esa época
son sus valiosas investigaciones en torno a la
resistencia al corte de los suelos y de modo especial
sobre la sensibilidad de las arcillas.
Skempton, nacido en Inglaterra, es profesor del
colegio Imperial de la Universidad de Londres, donde
introdujo la enseñanza de la mecánica de suelos. Ha
sido presidente de la Sociedad Internacional de
Mecánica de Suelos y Fundaciones. Sus contribuciones
han discurrido sobre presiones efectivas, capacidad de
carga y estabilidad de taludes.
Es oportuno señalar que la Sociedad Internacional de
Mecánica de Suelos e Ingeniería de Fundaciones,
organizada por Terzaghi y con asiento en Londres,
tiene como miembros componentes a sociedades
nacionales de igual naturaleza constituidas en casi
todos los países de la Tierra. Auspicia cada cuatro
(4) años, como suceso principal, congresos mundiales
que hasta el momento presente han sido celebrados en
la ciudades y años indicados a continuación:
Primero Cambridge 1936
Segundo Rotterdam 1948
Tercero Zurich 1953
Cuarto Londres 1957
Quinto París 1961
Sexto Montreal 1965
Séptimo Ciudad de México 1969
Octavo Moscú 1973
Noveno Tokio 1977
Décimo Estocolmo 1981
De igual modo tienen lugar eventos regionales dentro
de los cuales nos tocan directamente los congresos
panamericanos. El primero de ellos tuvo lugar en la
Ciudad de México 0en el año 1959.
1.3 Casos mundiales en los que hizo falta la
aplicación de la mecánica de suelos.
Dos (2) de las obras de construcción de carácter
monumental en el ámbito mundial donde se hizo patética
la ausencia de los postulados de la mecánica de suelos
moderna son la Torre de Pisa y el canal de Panamá. La
llamada Torre Inclinada de Pisa fue comenzada por
Bonno Pisano en el 1174 y terminada en la segunda
mitad del Siglo XIV. Con una altura de cuarenta y
cinco (45) metros y un peso total de 14,500 toneladas,
su cimentación anular transmite presiones al subsuelo
del orden de 5 Kg/cm². Fundada sobre capas alternadas
de arena y arcilla, su inclinación comenzó a
producirse desde la época de su construcción como
consecuencia de presiones diferenciales de los suelos
afectados, observándose en la actualidad una
separación entre la vertical y el eje longitudinal de
la torre de 4.90 m en su parte más alta.
Una estructura parecida construida en Venecia, de 100
m de altura, se desplomó en 1902 cuando su inclinación
era de apenas 0.8%. Una nueva torre, existente, fue
erigida en el lugar de la antigua, con una cimentación
más grande.
El primer intento por construir un canal artificial
que uniese los océanos Atlántico y Pacífico fue
realizado por el Ing. Francés Fernando de Lesseps, en
el 1881, quien antes había llevado a cabo el Canal de
Suez. Pero no fue hasta el año 1914 que el canal de
navegación solucionado por los norteamericanos
mediante un sistema de esclusas pudo ser puesto en
servicios, después de lograr el saneamiento de la zona
de la fiebre amarilla y la malaria. El costo final de
la obra fue de 380 millones de dólares, suma superior
a la estimada en el presupuesto. Se excavaron 315
millones de metros cúbicos de material, en los 82.5
Km. de longitud del canal, de los cuales 129 millones
correspondieron al corte de Gaillard. La construcción
de caracterizó por grandes deslizamientos en las
formaciones denominadas "culebra" y "cucaracha",
estando constituida esta última por arenisca arcillosa
estructuralmente débil. Las fallas se siguieron
produciendo años después de la inauguración del canal
provocando el cierre temporal por períodos más o menos
largos. La estabilidad actual de las laderas del canal
plantea un problema de resistencia a largo tiempo,
donde las respuestas hay que buscarlas en la
asociación de la geología y la mecánica de suelos.
Panorama histórico de la mecánica de suelos en la
República Dominicana.
Los pobladores taínos de la Isla de Santo Domingo a
fines del Siglo XV, que constituían el grupo cultural
más avanzado de la familia arahuaca, edificaban sus
viviendas: bohíos y caneyes con postes de madera
hincados en la tierra, como estructura principal, en
los que cargaban, mediante soleras, maderos menores
actuantes como sustentadores de techo; construyendo
finalmente las paredes de las casas con cañas
penetradas en el suelo y tan próximas entre sí como
posibles, las cuales ataban fuertemente con bejucos.
La techumbre se proporcionaba con hojas tejidas de
palma u otro árbol. En la figura 1.3 se observa un
bohío taíno típico. Tan ligera construcción provocaba
cargas reducidas al subsuelo por lo que no debieron
haber tenido graves problemas de cimentación.
Con el arribo de los conquistadores peninsulares se
inicia en La Española y en América un proceso de
transculturación que en la ingeniería civil y la
arquitectura estará caracterizado por las influencias
romanas y árabe, como se observa en la figura 1.4. La
mampostería se utilizó como elemento básico para el
levantamiento de muros y murallas, salvándose con
bóvedas los espacios libres de los templos. En los
edificios públicos y en las casas señoriales los
techos se construyeron con vigas de caoba y losetas de
barro cocido, con las disposiciones que se suelen
llamar techo romano.
En Santo Domingo de Guzmán, desarrollada finalmente en
el hombro derecho de la ría Ozama, los esfuerzos al
subsuelo se incrementaron teniendo que ser asimilados
por un manto superior mezcla de arcilla limosa y arena
con aglutinantes calcáreos, capa de cubrimiento en el
sector primigenio de la ciudad del basamento geológico
calizo. Aunque no se han efectuado investigaciones
profundas y pormenorizadas de las condiciones de
fundación de los principales monumentos españoles de
Santo Domingo las informaciones disponibles indican
que ha habido un comportamiento aceptable del conjunto
suelo - estructura y que los serios daños observados
en algunas de las seculares iglesias han sido
consecuencias de movimientos sísmicos, generadores de
tensiones a las cuales es débilmente resistente la
mampostería; salvo, hasta ahora, en el lado norte del
templo de Santa Bárbara, cimentado sobre suelo
arcilloso de condiciones desiguales al material
calcáreo rocoso que sustenta las partes restantes de
la iglesia, habiéndose originado hundimientos
diferenciales que han dañado porciones de la secular
estructura.
Independientemente de la aplicación de principios y
métodos que de la mecánica de suelos racionalizada
veníanse empleando en el país, sobre todo en la
selección de materiales para carreteras y en el
control de ejecución de terraplenes para las mismas,
su estudio riguroso como disciplina independiente se
inició en la antigua Universidad de Santo Domingo
dentro del pénsum de la carrera de Ingeniería civil,
en el año 1958.
En ninguna de las principales poblaciones de la
República Dominicana se han observado hundimientos
generales de magnitudes comparables a las que sufren
las ciudades enumeradas en la lista del acápite 1.4.
Una de las comarcas más críticas de la nación en lo
que a condiciones geotécnicas concierne es la faja
costera noreste donde desemboca al mar el río Yuna,
conocida como Gran Estero. Topográficamente baja, en
ella han sido depositados durante milenios suelos
finos que constituyen masas cohesivas, saturadas, de
condiciones indispensables para la construcción. El
sentido del flujo de agua en muchos de los ríos de
esta zona está dominado por la acción de las marea,
notándose desagüe de agua dulce en momentos de bajamar
y penetraciones de agua salada hacia tierra durante
pleamar. Con estas características la ejecución de
vías terrestres aquí ha sido tradicionalmente
problemática ; habiéndose utilizado, otrora, para
soportar rellenos de caminos un "piso de tronco"
colocados sobre pantano (corduroy) e inmediatamente
antes de los terraplenes. Esta inveterada práctica se
observó en todo el país y se reflejó de modalidades
mundiales de la época.
En la ciudades de Puerto Plata las manzanas contiguas
a los muelles presentan un nivel freático muy elevado
y un subsuelo arcilloso blando que requiere
cimentaciones no convencionales para edificaciones que
se realizan en el área. Iguales características
prevalecen en los sectores bajos de la ciudad de San
Pedro de Macorís.
Desarrollo e Historia de la Mecánica de Suelos
1.1 Forma de trabajo de la geotecnia y la mecánica de suelos
Todas las obras de ingeniería civil descansan, de una u otra forma, sobre el suelo, y muchas de
ellas, además, utilizan la tierra como elemento de construcción para terraplenes, diques y rellenos
en general; por lo que, en consecuencia, su estabilidad y comportamiento funcional y estético
estarán regidos, entre otros factores, por la conducta del material de asiento situado dentro de las
profundidades de influencia de los esfuerzos que se generan, o por la del suelo utilizado para
conformar los rellenos. Si se sobrepasan los límites de la capacidad resistente del suelo, o si aún
sin llegar a ellos las deformaciones son considerables, se pueden producir esfuerzos secundarios
en los miembros estructurales, quizás no tomados en consideración en el diseño, productores a su
vez de deformaciones importantes, fisuras, grietas, alabeo o desplomos que pueden producir, en
casos extremos, el colapso de la obra o a su inutilización y abandono. En consecuencia, las
condiciones del suelo como elemento de sustentación y construcción y las del cimiento como
dispositivo de transición entre aquél y la supraestructura, han de ser siempre observadas, aunque
esto se haga en proyectos pequeños fundados sobre suelos normales a la vista de datos
estadisticos y experiencias locales, y en proyectos de mediana a gran importancia o en suelos
dudosos, infaliblemente, al través de una correcta investigación de mecánica de suelos.
Historia de la Mecánica
Anaco, octubre de 2005.
Introducción
La historia de la mecánica encierra a un amplio rubro de personajes que a lo largo de su
vida han venido dando aportes importantes para la evolución de esta área. Antes de adentrar
en los antiguos comienzos de esta disciplina es importante saber que la mecánica es una
ciencia que se encarga de estudiar las condiciones de reposo o movimiento de los cuerpos
bajo la acción de fuerzas. Ademas de ello, la mecánica
Es difícil conocer con exactitud los inicios de esta ciencia pero podemos afirmar que los
orígenes de la mecánica están muy mezclados con el uso de instrumentos por medio de los
cuales el hombre podía intervenir y cambiar la naturaleza a su voluntad en tiempos muy
remotos. Entre estos instrumentos se encuentran las diversas armas filosas que eran
empleadas por ellos para satisfacer sus necesidades.
La mecánica como ciencia apareció en el periodo helenístico por medio de Arquímedes,
quien describió cuantitativamente las leyes de la palanca y otras maquinas simples, las
cuales con su uso dieron origen a las primeras nociones de dinámica y estática. Arquímedes
estableció los fundamentos de la estática y fue el fundador de la hidrostática al enunciar su
famoso principio. Ademas de Arquímedes a lo largo de los años también existieron varios
estudiosos de la física que poco a poco sirvieron como impulso al aportar valiosos
principios para el desarrollo de la mecánica entre ellos podemos citar a Tartaglia, Galileo
Galilei, Newton, Euler, Einstein,entre otros.
El físico y astrónomo italiano Galileo reunió las ideas de otros grandes pensadores de su
tiempo y empezó a analizar el movimiento a partir de la distancia recorrida desde un punto
de partida y del tiempo transcurrido. Demostró que la velocidad de los objetos que caen
aumenta continuamente durante su caída. Esta aceleración es la misma para objetos pesados
o ligeros, siempre que no se tenga en cuenta la resistencia del aire (rozamiento). El
matemático y físico británico Isaac Newton mejoró este análisis al definir la fuerza y la
masa, y relacionarlas con la aceleración. Para los objetos que se desplazan a velocidades
próximas a la velocidad de la luz, las leyes de Newton han sido sustituidas por la teoría de
la relatividad de Albert Einstein. Para las partículas atómicas y subatómicas, las leyes de
Newton han sido sustituidas por la teoría cuántica. Pero para los fenómenos de la vida
diaria, las tres leyes del movimiento de Newton siguen siendo la piedra angular de la
dinámica (el estudio de las causas del cambio en el movimiento).
Historia de la Mecánica
Los antepasados del hombre, al construir sus instrumentos, iniciaron el desarrollo de la
mecánica. El origen de los primitivos interrogantes planteados por la mecánica surgió en las
antiguas civilizaciones por su necesidad de disponer de máquinas, bélicas o pacíficas, que
las liberaran de ciertos esfuerzos.
En la última etapa del homo sapiens, hace unos 20.000 años, a las lanzas y anzuelos
empleados para la caza y la pesca se añaden los arpones y, sobre todo, el arma más
revolucionaria de la prehistoria: el arco y las flechas, la primera máquina inventada por el
ser humano.
El hombre paleolítico, compañero del mamut y el reno, vivió siempre asediado por el hielo,
que con sólo algunas intermitencias dejó de cubrir el norte y centro de Europa y Asia. Fue
pues de diez milenios el periodo durante el cual el hombre satisfizo todas las necesidades
de su vida con el sílex.
Uno de los primeros frutos del ingenio humano, destinado a ponerle a salvo de los
elementos naturales, fue la vivienda. En su esencia, las casas que habitamos hoy se basan
en los mismos principios que las primeras chozas del Neolítico, adaptaciones, a su vez, de
los refugios transportables que usaba el cazador de la Edad de Piedra cuando se alejaba de
la caverna que le servía de vivienda en invierno.
Los constructores Egipcios poseían utensilios apropiados para medir y diseñar los planos,
utilizan algunos principios de la mecánica para la construcción de pirámides, disponían de
la piedra caliza y el granito, así como ladrillos. Cubrían grandes salas utilizando pilares o
columnas, dinteles de piedra y losas de grandes dimensiones para los techos; para cubrir
espacios emplearon esencialmente el sistema de dintel horizontal monolítico de piedra
apoyada sobre pilares, razón por la cual éstos tenían que estar muy próximos, al ser la
piedra material no apto a la flexión. Una particularidad importante, que demuestra las
preocupaciones constructivas de los egipcios, es la disposición de un dado de piedra sobre
el capitel, protegiendo así los bordes frágiles del mismo en su flexión y contribuyendo al
centrado de la carga de compresión sobre la columna. Así mismo, en la forma de planta
cuadrada, que va decreciendo de sección hasta su cúspide, en los grandes obeliscos
egipcios, se adivina la intuición del sólido de igual resistencia a la compresión. Parece que
también conocieron el arco como elemento constructivo, pero, de todos modos, las formas
adinteladas fueron sus construcciones características.
Las primeras ideas claras sobre el universo mecánico en que vivimos fueron dadas por los
filósofos griegos. Uno de los más brillantes fue Pitágoras de Samos, quien vivió en Crotona
en el sur de Italia y fundó la Escuela Pitagórica. El más brillante representante de esta
escuela fue Filolao de Crotona quien nació en 480 a.C. un siglo después de su maestro.
Para Filolao y Pitágoras la Tierra era esférica, no constituía el centro del Universo, y
observaron que el Sol, la Luna y los planetas no comparten el movimiento uniforme de las
estrellas, sino que cada uno tenía su camino propio.
Otro gran filósofo fue Demócrito, nacido en 470 a.C., que desarrolló la teoría atómica de la
materia. Para él toda la materia consistía de pequeñas partículas a las que llamó "átomos"
que quiere decir "indivisible". Los átomos eran eternos e indestructibles y existían diversos
tipos de átomos que explicaban las diferencias existentes entre diversas sustancias. Además
de los átomos sólo existía el vacío.
Los escritos de Demócrito no han sobrevivido y sus ideas se conocen por referencias de
otros filósofos, algunas de ellas hechas en son de burla, como Sócrates y Platón que las
consideraban absurdas y otras de la Escuela de Epicuro que las admiraban. Las ideas de
Demócrito fueron totalmente intuitivas y a ellas se opusieron otras igualmente intuitivas de
otros filósofos como Sócrates y Platón que para desgracia de la ciencia tuvieron durante
muchos siglos más influencia en el mundo.
Epicuro nació en la isla de Samos en 342 a.C. y fundó su escuela en Atenas. Adoptó la
teoría atómica de Demócrito para explicar el comportamiento mecánico del Universo que
estaba formado por átomos y vacío. Para él, si un cuerpo se mueve, deberá continuar su
movimiento a menos que exista un efecto que lo modifique. Esto es el llamado principio de
Galileo, redescubierto casi 2000 años después, y una de las leyes fundamentales de la
mecánica moderna.
También explica que en el vacío, bajo la acción de su peso, los cuerpos pesados y los
ligeros deben moverse con la misma velocidad. Dice que para producir el vacío basta
separar con rapidez dos cuerpos planos que estaban bien unidos. Esto es lo que hacían los
metalurgistas del hierro del Cáucaso y de China al inventar los fuelles y pistones con los
que absorbían aire y después lo comprimían al presionar el fuelle. Observó que pequeños
cuerpos suspendidos en el aire se desplazan con movimientos zigzagueantes y él lo explicó
como producido por choques con los átomos del aire transparente que se mueven
continuamente en todas direcciones.
Esto se llama actualmente el movimiento Browniano y fue redescubierto el siglo pasado
por Brown. Aunque casi nada de la abundante obra de Epicuro ha sobrevivido (escribió
unos 300 tratados), uno de sus libros llamado De la naturaleza de las cosas fue traducido al
latín por un romano que vivió 250 años después, Tito Lucrecio Caro, con el nombre De
rerum natura, dándole la forma de un largo poema. Es muy probable que Lucrecio haya
agregado valiosas ideas al libro original.
Aristóteles (384-322 a. de 1. C.) intentó elaborar una teoría de la Mecánica, pero no hizo
ninguna distinción entre las propiedades estáticas, cinemáticas y dinámicas. Aristóteles,
maestro de Alejandro Magno, escribió sobre física, pero casi todo lo que dijo fue
incorrecto. Sí aceptó que la Tierra era esférica y dio como argumento el que al viajar al
norte o al sur se observan nuevas estrellas en el cielo lo que no sucedería si la Tierra fuera
plana.
Arquímedes (287-212 AC), Fue el verdadero creador de la Mecánica teórica, Nació en
Siracusa, Sicilia, y se educó en Alejandría, Egipto. En mecánica, Arquímedes asombró al
rey Herón de Siracusa con los sistemas de palancas y de poleas que había ideado. Animado
por la fuerza de su descubrimiento, afirmó que si habitara en otro mundo sería capaz de
mover éste y, para demostrarlo, diseñó un conjunto mecánico mediante el cual fue capaz de
hacer navegar sobre arena a un pesado barco mercante de la flota real con la sola fuerza de
su brazo.
También estableció las leyes de la palanca. Conocida es su famosa frase para hacer resaltar
la aplicación de la palanca como máquina multiplicadora de fuerza: “Deduce un punto de
apoyo y os levantaré el mundo". Desarrolló las poleas múltiples con las que también se
puede levantar un cuerpo pesado con una fuerza pequeña.
Durante su estancia en Egipto inventó el polipasto, el torno, la rueda dentada, y el “tornillo
sinfín” que se usaba para extraer el agua que había entrado a un barco, a los campos
inundados por el Nilo.
En el campo militar se le atribuye la invención de maquinaria de guerra como la catapulta y
un sistema de espejos que incendiaba las embarcaciones enemigas al enfocarlas con los
rayos del sol; con ello logró defender durante tres años a Siracusa que estaba sitiada por los
romanos.
Además de establecer los fundamentos de la Hidrostática con su célebre principio. Cuenta
la historia que Arquímedes un día que se encontraba en el baño observó que podía levantar
fácilmente sus piernas cuando estaban sumergidas. Esta fue la chispa que le permitió llegar
a lo que ahora conocemos como "Principios de Arquímedes". Fue tan grande el entusiasmo
que le produjo el descubrimiento de su principio que tomó la corona en una mano y salió
desnudo del baño corriendo por las calles de Siracusa y gritando su célebre exclamación de
júbilo: " ¡ Eureka!, ¡ eureka! "que quiere decir "ya lo encontré". Lo que había hallado era un
método para determinar la densidad de los cuerpos tomando como unidad la del agua.
El llamado principio de Arquímedes, establece que todo cuerpo sumergido en un fluido
experimenta una pérdida de peso igual al peso del volumen del fluido que desaloja.
Escribió importantes obras sobre geometría plana y del espacio, aritmética y mecánica.
Todavía subsisten muchas de sus obras, como el Tratado de los cuerpos flotantes, El
arenado y Sobre la esfera y el cilindro. Todas ellas muestran el rigor y la imaginación de su
pensamiento matemático. Su libro Mecánica contenía algunas aseveraciones erróneas, en
especial como consecuencia de la debilidad de sus tratamientos matemáticos, pero ponía de
manifiesto un profundo conocimiento de los sistemas de poleas y máquinas.
Herón de Alejandría (c. 20-62 D.C.), matemático y científico griego. Inventó varios
instrumentos mecánicos, gran parte de ellos para uso práctico: la eolipila, una máquina a
vapor giratoria, la fuente de Herón, un aparato neumático que produce un chorro vertical de
agua por la presión del aire y la dioptra, un primitivo instrumento geodésico.
Sin embargo, es conocido sobre todo como matemático tanto en el campo de la geometría
como en el de la geodesia (una rama de las matemáticas que se encarga de la determinación
del tamaño y configuración de la Tierra, y de la ubicación de áreas concretas de la misma).
Herón trató los problemas de las mediciones terrestres con mucho más éxito que cualquier
otro de su generación.
También inventó un método de aproximación a las raíces cuadradas y cúbicas de números
que no las tienen exactas. A Herón se le ha atribuido en algunas ocasiones el haber
desarrollado la fórmula para hallar el área de un triángulo en función de sus lados, pero esta
fórmula, probablemente, había sido desarrollada antes de su época. Además, escribió al
menos 13 obras sobre mecánica, matemáticas y física.
Leonardo da Vinci (1452-1519). Fue una de las mentes más maravillosas del
Renacimiento. En sus manuscritos, llegó a predecir inventos que no pudo desarrollar
(aunque se construyeron años más tarde) tales como: el helicóptero o el submarino. Hubo
otros que si diseñó y funcionaron: grúas móviles que permitían alzar grandes cargas,
barcos, trajes de buzo, ascensores, máquinas para tallar tornillos y limas e incluso una
especie de coche o máquina de movimiento continuo-alterno.
Para sus diseños, Leonardo se basó en los estudios que 1.600 años antes habían hecho
Herón y Arquímedes en la escuela de Alejandría. Los mecanismos eran simples y se
basaban en cinco elementos: Un plano inclinado, una cuña, un tornillo, una palanca y una
rueda. Arquímedes los llamaba los cinco grandes y combinándolos obtenía otras máquinas
como tornos o engranajes.
Una de las máximas aportaciones de Leonardo fue la representación que realizó de muchas
de estas máquinas. Todas estaban basadas en la famosa Ley de Oro: si conseguimos reducir
esfuerzo hay que recorrer más espacio.
Niccoló Fontana, (Brescia, 1499-Venecia, 1557). Matemático italiano. Recibió el
sobrenombre de Tartaglia (tartamudo) por un defecto en el habla a consecuencia de una
herida durante el saqueo de su ciudad natal por las tropas de Gastón de Foix, en 1512. A
Tartaglia se le debe el desarrollo del primer método general de resolución de ecuaciones
cúbicas (es decir, de tercer grado). Sin embargo, no publicó sus resultados conservando el
secreto, que más tarde rompió Cardano al hacerlos públicos sin su consentimiento. Escribió
también un tratado de balística en el que determina que el alcance máximo de una pieza de
artillería corresponde a un ángulo de tiro de 45º, Fue autor también de un Tratado general
de los números y las medidas (1543), en el que publica por primera vez el triángulo que
lleva su nombre (también conocido como triángulo de Pascal).
Gerolamo Cardano (1501-1576) escribió un tratado sobre la Mecánica (De Subtilitate) e
invento la junta universal llamada cardán; el cual consiste en un mecanismo que se encarga
de transmitir el movimiento del diferencial a las ruedas directrices del automóvil.
Johannes Kleper (1571-1630) La teoría de Kepler (que debe sobrentenderse, era errónea)
resultaba muy ingeniosa. Sabía que sólo existían cinco sólidos perfectos que podrían
construirse en el espacio tridimensional: Se le ocurrió a Kepler que estos cinco sólidos
podrían caber exactamente en los cinco intervalos que separaban a los seis planetas (no se
conocían más en ese tiempo).
Galileo Galilei nació en Pisa en el año 1564. Su primer descubrimiento, la ley del péndulo,
lo realizó cuando sólo tenía diez y siete años. Estaba en la catedral de Pisa cuando vio que
para encender una lámpara, la retiraban hacia un lado. Al dejar de retenerla, una vez
encendida, la lámpara oscilaba como un péndulo, con movimientos que eran cada vez
menores, pero de igual duración. A falta de cronómetro, Galileo midió el compás regular de
las oscilaciones de la lámpara valiéndose de los latidos de su propio pulso. También
encontró que el tiempo de oscilación de un péndulo es proporcional a la raíz cuadrada de la
longitud. Así, un péndulo que sea cuatro veces más largo que otro, tendrá un tiempo de
oscilación doble que el de menor longitud.
En el año 1586 realizó interesantes descubrimientos de hidrostática, que le dieron
celebridad y pronto fue nombrado profesor de matemáticas de la Universidad de Pisa. Allí
continuó sus estudios sobre la caída de los cuerpos. Galileo llegó a la conclusión de que la
velocidad de un cuerpo al caer depende del tiempo que ha estado cayendo, esto es, que al
empezar va despacio y aumenta su velocidad a cada unidad de tiempo, y que los espacios
recorridos al caer son proporcionales a los cuadrados de los periodos de tiempo durante los
cuales el cuerpo ha estado cayendo.
Como se ve en la formulación de estos principios, Galileo podía formular la Ley de la
Gravedad, aunque sin darle el carácter de Ley del Universo, que es lo que hace sublime la
Ley de Gravitación Universal de Newton. Mientras el estudio de la estática se remonta al
tiempo de los filósofos griegos, la primera contribución importante a la dinámica fue hecha
por Galileo (1564- 1642).
Galileo con sus telescopios fue el primero en realizar descubrimientos astronómicos
utilizando estos instrumentos y los describieron en su obra publicada en 1610: "Sidereus
nuntius" (El mensajero de los astros).
Evangelista Torricelli (1608-1647). Físico italiano, discípulo de Galileo, quien le sugirió
que estudiara el problema del vacío. La posibilidad de bombear agua, al hacer el vacío en la
parte superior de un tubo por medio de un pistón, se pensaba que se debía a que la
naturaleza aborrecía el vacío, sin embargo, se sabía que no se podía subir agua por este
método a más de 10 metros. Torricelli pensó que no existía tal aborrecimiento y que todo se
debía a un efecto mecánico, que el aire pesaba y que el límite de diez metros se debía a que
el peso del aire de la atmósfera sólo podía balancear esa columna de agua.
Para probarlo, Torricelli llenó con mercurio un tubo de vidrio cerrado en un extremo y de
más de un metro de largo, lo tapó con su pulgar y lo introdujo invertido en un recipiente
abierto que contenía mercurio. Encontró que la columna de mercurio fue de sólo 76
centímetros y que en la parte superior del tubo de vidrio había vacío.
Simon Stevin de Brujas (1548-1620). Escribió Aritmética de Simon Stevin de Brujas
(1585). También escribió diversas obras de mecánica, en las que trató del equilibrio de los
cuerpos y del problema de la composición de fuerzas. En el campo de la mecánica
demostró la imposibilidad de un tipo de movimiento perpetuo y llevó a cabo la
comprobación de que, en caída libre, dos cuerpos distintos llegan al suelo al mismo tiempo
(1586).
Guldin, Paul (1577 - 1643). Matemático suizo. Enunció varios teoremas sobre el
baricentro de los cuerpos de revolución, resolvió el problema de la composición de las
fuerzas y estableció el valor de la presión ejercida sobre las paredes del recipiente que las
contiene. Destacan sus obras Paralipomena, Dissertatio de motu Terrae y Centrobaryca.
En 1656 Christiaan Huygens confirmó a Boulliau la teoría sobre los anillos de Saturno e
informó sobre esto al Grupo de París. En 1659 publica Systema Soturnium, en el cual
explica las fases y cambios en la forma de los anillos.
En 1656 patentó le primer reloj de péndulo, que permitió medir el tiempo con más
precisión. Construyó varios relojes de péndulo para determinar la longitud en el mar, para
lo cual hizo varios viajes entre 1662 y 1686.
En 1673 publica Horo!ogium Oscillatorium sive de motu pendulorum, en el cual describe el
movimiento del péndulo. Determinó que realmente existe una relación entre la longitud de
un péndulo y el periodo de oscilación.
También dedujo la ley de la fuerza centrífuga en un movimiento circular uniforme. Como
consecuencia de esto, Huygens, Hooke, Halley1y Wren formularon la ley de gravitación
universal.
Por un lado, Huygens realizó el estudio del vacío en la bomba pneumática, la determinación
del peso del aire, las propiedades de la “fuerza” de la pólvora y del vapor condensado y, por
el otro, escribe sobre la causa de la gravedad y plantea la primera teoría ondulatoria
moderna de la luz.
En 1620 Snell da la ley de refracción, en 1662 Fermat enuncia su principio de
minimización para la propagación de la luz, en 1675 Römer mide la velocidad de la luz.
Durante los siglos XVII a XVIII aparece la mecánica racional fundada por el inglés Isaac
Newton (1642-1727); quien elabora la teoría sobre la atracción universal. Newton
representa el impulsor de la mecánica clásica, destacó por la inspiración combinada con la
curiosidad de sus estudios y escribió una obra fundamental para el posterior desarrollo de la
física: Philosophiae naturalis principia mathematica (1687; Principios matemáticos de
filosofía natural), en la que enunció los tres axiomas básicos de la mecánica y resolvió el
problema del equilibrio dinámico del universo mediante la deducción de la teoría de la
gravitación universal.
El prestigio adquirido por Newton, cimentado en el éxito teórico y experimental de sus
trabajos, lo convirtió en el estandarte científico de los dos siglos posteriores. Él se encargo
de sentar los cimientos de la mecánica al describir en forma completa la mecánica de un
punto material sometido a fuerzas centrales.
Los suizos Jacques (1654-1705) y Jean Bernoulli (1667-1748) resolvieron un buen
número de cuestiones prácticas, aplicaron las teorías mecánicas de los problemas de
Dinámica. Bernoulli, también fundó la hidrodinámica observando la conservación de las
fuerzas vivas en el fluir de un fluido perfecto. Dedujo, por otra parte, que la presión de los
gases resulta del choque de los átomos contra las paredes de los recipientes que lo
contienen y que su temperatura se debe a la vivacidad de dichos átomos. Esta teoría cinética
de los gases tuvo ocupados a los estudiosos de la termodinámica durante buena parte del
siglo XIX.
Pierre Varignon (1654-1722) fue autor del principio de las velocidades virtuales. En una
obra póstuma, Nueva Mecánica o Estática (1725), expuso toda la estática, enunciando por
primera vez la regla de la composición de fuerzas concurrentes y dando, en su generalidad,
la teoría de los momentos.
Leonardo Euler (1.707 - 1.783), considerado el mejor matemático del siglo XVIII,creador
de las funciones que llevan su nombre y de su conocida fórmula para el cálculo de barras a
pandeo, estudiando también las coordenadas angulares de los cuerpos rígidos, el teorema
fundamental de la cinemática y las ecuaciones del movimiento del cuerpo rígido. En
mecánica obtuvo las ecuaciones diferenciales que rigen el movimiento de un cuerpo sólido
en rotación en torno a un punto fijo y definió los conceptos de centro de inercia y momento
de inercia. Perfeccionó asimismo el principio de economía natura enunciado por Fermat y
reiterado por Pierre como principio mínima acción: el camino que sigue la luz es aquel es
menor la cantidad de acción. Este principio es la primera aproximación al principio de la
Conservación de la Energía.
En el año 1709 se construye en Italia el primer piano por Bartolomeo Cristofori.
1712 fue inventada por el herrero inglés Thomas Newcomen la Máquina de vapor y se
utilizó para extraer el agua de las minas de carbón, que se inundaban constantemente.
Posteriormente fue perfeccionado por James Watt, quien ideó un condensador separado,
no incluido, como en la máquina de Newcomen, lo que permitió que fuera más eficaz y
consumiera solo la tercera parte de carbón que la de Newcomen.
1714 se inventa la Máquina de escribir. Su inventor fue Henry Mill, quien patentó un
aparato con el cual era posible imprimir las letras una tras otra.
Benjamín Franklin (1706-1790) En mecánica mientras se adentraba en el campo de los
fenómenos eléctricos. Descubrió el carácter eléctrico de los rayos atmosféricos e inventó el
pararrayos.
1757 El capitán John Campbell construyó el Sextante, aunque el primer instrumento
preciso para medir la latitud lo ideó el inglés John Hadley, en 1731.
Jean Le Roud D'Alembert (1717-1783). En su obra Tratado de Dinámica (1743), enuncia
su conocido Principio de D'Alembert en el que enunciaba el principio de los trabajos
virtuales. Redujo las cuestiones dinámicas a problemas de equilibrio.
En el año 1751 Nicolás Louis de la Caille (1713-1762) y Joseph L. (1732-1807) miden el
paralaje de la luna.
José Luis Lagrange (1736-1813). Matemático, físico y astrónomo italiano, creador del
cálculo de variaciones, que es una herramienta poderosa en el estudio de la mecánica. El
método de Lagrange, que resuelve numerosos problemas de la mecánica, lo resumió en su
libro Mecánica analítica, publicado en 1788. Newton resolvió el problema del movimiento
de dos cuerpos unidos por la fuerza de gravedad, pero no el problema del sistema de tres o
más cuerpos, como es el sistema Sol, Tierra, Luna. Lagrange desarrolló métodos para
estudiar sistemas de tres o más cuerpos
Durante la Revolución francesa, en 1793, fue nombrado director de la comisión encargada
de crear un nuevo sistema de pesas y medidas, que dio lugar al sistema métrico decimal.
Pedro Simón Laplace (1749-1827). Físico, astrónomo y matemático francés. Escribió un
tratado sobre la teoría de probabilidades y dio a esta rama de las matemáticas su forma
actual. Expuso la teoría de la gravitación en un libro monumental, en cinco volúmenes,
Mecánica celeste. Estudió las perturbaciones que se producen en la órbita de un planeta
alrededor del Sol por la atracción de otros planetas o satélites y encontró, junto con
Lagrange, que dichas perturbaciones no producirán cambios que afecten drásticamente al
Sistema Solar.
El español Jorge Juan (1713-1773) supo emplear acertadamente los conocimientos de
Mecánica en la construcción naval.
En el siglo XIX sobresalieron el irlandés William Rowan Hamilton (1805-1865), que se
interesó por cuestiones de Óptica y Dinámica. Llevó a cabo diversas investigaciones en el
campo de la óptica, contribuyendo al establecimiento definitivo de la teoría ondulatoria de
la luz. Señaló la analogía entre la dinámica del punto material y la óptica geométrica e
introdujo la llamada velocidad de grupo, para la descripción del comportamiento de la luz
en medios dispersos.
Descubrió la hodógrafa y los cuaterniones, cuyo papel sería de gran importancia para el
establecimiento del cálculo vectorial.
Trató de extender a cuatro dimensiones las propiedades de los vectores, creando el
álgebra no conmutativa, base del desarrollo matemático de la actual Mecánica Cuántica.
A finales del siglo XVII Coulomb y Cavendish inician el estudio de la electricidad.
Louis Poisson (1777-1859) En Recherchés sur la probabilité des jugements...., un trabajo
importante en probabilidad publicado en el año 1837, la distribución de Poisson recién
aparecía. La distribución de Poisson describe la probabilidad como un acontecimiento
fortuito ocurrido en un tiempo o intervalo de espacio bajo las condiciones que la
probabilidad de un acontecimiento ocurre es muy pequeño, pero el número de intentos es
muy grande, entonces el evento actual ocurre algunas veces.
Barón Augustin Cauchy (1789-1857), y sus estudios matemáticos de la deformación de un
medio continuo. Es autor de más de 700 memorias. Mohr (1.806 - 1.879), quien en 1.874
aplicó el principio de los trabajos virtuales al cálculo de estructuras, además de desarrollar
la teoría de los círculos de su nombre para las tensiones de los sólidos.
Henri Hugoniot (1851-1887), estudió la elasticidad, la balística experimental en su obra
"Memoria sobre la propagación del movimiento de los cuerpos", año 1887.
Castigliano (1.847 - 1.884), quien en 1.876 estableció su célebre teorema, aplicándolo
enseguida al cálculo de los sistemas reticulares, además de inventar un cronómetro para
medir los esfuerzos en las construcciones metálicas.
Gerber (1.832 - 1.912), ingeniero y notable constructor de puentes metálicos, que en 1.878
creó las vigas que llevan su nombre, convirtiendo en isostáticas las vigas continuas
mediante articulaciones intermedias.
Cremona (1.830 - 1.903) creador del sencillo método de cálculo para vigas trianguladas y
cerchas de nudos articulados, que lleva el nombre de "diagrama de Cremona".
Sin olvidar a Saint-Venant (1.797 - 1.886), Rankine (1.820 - 1.872), Maxwell (1.831-
1.879), Culman (1.821 - 1.881), Muller-Breslau (1.851 - 1.925) y tantos otros.
Los promotores de la Mecánica clásica en el siglo XVIII y los creadores de la Mecánica
analítica a finales de dicho siglo y comienzos de XIX se preocuparon más por desarrollar
todas las consecuencias matemáticas de los principios sentados para el análisis dinámico
del movimiento, que por establecer una reflexión sobre la incidencia que pudiera tener en
este análisis la atención prestada al sistema de referencia del movimiento. Clairaut fue una
excepción al proponer, en 1742, el estudio de este problema, pero llego a un principio
incompleto.
En la primera mitad del siglo XIX se colma, gracias a Coriolis, la considerable laguna que
hemos advertido en la ley fundamental de la Mecánica, la falta de atención al sistema de
referencia.
Foucault, idea en 1852 el giroscopio, basado en el movimiento de Poinsot (todo sólido
suspendido por su centro de gravedad, debe conservar la rotación que se le da, si esa
rotación se produce en torno a uno de los ejes privilegiados, hoy llamados ejes principales
de inercia).
En definitiva; la fuerza centrífuga compuesta, de Coriolis, el péndulo y el giroscopio de
Foucault, son grandes conquistas de la Mecánica en el siglo XIX. Una se basa en el
Análisis matemático, la otra, por el contrario, en la intuición y el experimento; pero las dos
se caracterizan igualmente por la interacción de la teoría con la técnica. Nacidas por
separado, los tratados clásicos las reúnen, desde comienzos del siglo XX, en una misma
explicación racional; el hecho de que esta explicación racional haya tardado tanto en
elaborarse, se debe precisamente a la dificultad de hacer explícita la lección común y
esencial contenida en esas dos conquistas, a saber, que la ley de la Dinámica clásica lleva
en sí misma el postulado de la existencia de sistemas de referencia privilegiados para el
movimiento. La revolución relativista era lo único que podía superar esa dificultad.
Varias obras de finales del siglo XIX anuncian las primeras discusiones, que darían lugar a
esa revolución: Barré de Saint-Venant; "Principios de Mecánica fundados en la
Cinemática", año 1851. Se niega a considerar las nociones de masa y de fuerza si no es
como nociones derivadas.
Reech; "Curso de mecánica", año 1852. Al contrario que Barré, hace de la fuerza una
noción primera.
Andrade; "Lecciones de Mecánica Física", año 1898, en la misma línea que Reech, intenta
perfeccionar un método de la que se ha llamado la Escuela del hilo, en el que se supone la
existencia de un sistema de referencia en que todos los puntos materiales ejercen, unos
sobre otros, acciones recíprocas equivalentes dos a dos.
Ernst Mach (1838-1916), uno de los críticos más lúcidos de fines de siglo, en su
"Mecánica", año 1883, razona que en principio hay que considerar en todo instante todas
las masas como situadas en interacción. Y como también es imposible traducir esta
consideración de un modo práctico, la aplicación de la ley fundamental de la Mecánica
clásica supone aproximaciones, y nada permite afirmar que en la cadena de consecuencias
no vayan a presentarse dificultades que impongan la revisión de los principios mismos.
Sin despreciar el valor práctico del sistema clásico, H. Herz, en su "Principios de la
Mecánica expuestos en una nueva conexión", Leipzig, año 1894, intenta construir un
edificio más perfecto desde el punto de vista lógico y formal.
Henri Poincaré, y Pierre Duhen, realizan, con tesis distintas, un examen crítico a los
principios newtonianos. Las tesis de Poincaré influyeron profundamente en la joven
generación científica de fines de siglo.
El experimento de Michelson (consistente en estudiar la propagación de dos rayos
luminosos procedentes de un mismo haz, utilizando el interferómetro) de 1881, repetido
con la colaboración de Morley en 1887, y su interpretación por Lorentz en 1895, sitúan el
origen de las teorías relativistas en la época misma cuyo malestar acabamos de mostrar.
Pero la historia de esas teorías pertenece propiamente a nuestro siglo, y exige un
tratamiento separado. La verdadera conclusión del siglo XIX en el dominio de la Mecánica
es precisamente esa constelación del malestar y las incertidumbres nacidas de la utilización
misma de los principios clásicos, y del presentimiento de una novedad radical,
aparentemente.
La profunda crítica de las medidas de longitud y duración que precisa el verdadero carácter
físico del vínculo establecido por el principio de relatividad entre el espacio y el tiempo; el
tratamiento matemático de las cualidades que el punto de vista relativista sitúa o vuelve a
situar necesariamente en el lugar de las cantidades de la Ciencia clásica; la importancia
decisiva dada a la noción de energía por los esquemas ondulatorios, son otras tantas
conquistas que sólo han podido cosechar después de los trabajos de Albert Einstein.
Al llegar a nuestro siglo, el siglo XX, se producen en sucesión una serie de acontecimientos
y avances importantes, que hacen progresar todas las ciencias, y las nuestras en particular, y
que demuestran que el techo de las investigaciones no se alcanza jamás, sino muy al
contrario, animan al hombre a continuar en su empeño de avance. Nos referimos, en
concreto, a:
a) La publicación de libros excelentes en nuestras ramas específicas, tratando sobre todo de
las modernas teorías de elasticidad y plasticidad y de métodos de cálculo cada vez más
idóneos.
b)El desarrollo de máquinas, instrumentos y técnicas de ensayo de materiales, junto con el
ensayo de nuevos materiales. En concreto, debemos citar el hormigón armado, que tanto
desarrollo cobra en este siglo, junto con los aceros, los perfiles laminados, aluminio,
plásticos, etc., todos ellos revolucionarios y aún en proceso de mejoramiento y avance.
c) El método de distribución de momentos; el estudio más profundo de la resistencia a la
rotura y comportamiento plástico. En 1.930 el norteamericano Cross da a conocer su
método de cálculo de estructuras reticulares hiperestáticas.
d) La aparición de la revolucionaria teoría de la relatividad de Einstein, que tanto
conmocionó toda la Mecánica clásica y racional.
e) También en el estudio de las cimentaciones de los suelos se está avanzando a pasos
rápidos; se conocen mejor los repartos de tensiones en el suelo y sus distintas
características. Aparece la rama de la "Mecánica del suelo", cuyos principales fundamentos
ha desarrollado el profesor Terzaghi.
f) Y, finalmente, y quizás el no menor de todos los citados, la aparición de las calculadoras
y el actual imperio creciente de los ordenadores, que está constituyendo un formidable
aporte al análisis y diseño en la práctica profesional, hasta el extremo de hacer posible
utilizar teorías clásicas, aunque para ello sea necesario resolver un elevado número de
ecuaciones simultáneas: importa ya más la sistematización, que la simplificación; ya no se
busca simplificar los métodos operatorios, puesto que el ordenador calcula en tiempos
ínfimos, sino metodizarlos, organizarlos de manera repetitiva; los métodos matriciales se
van imponiendo cada vez más y son el futuro de todas las ciencias aplicadas, del Cálculo de
Estructuras sobre todo.
Muchos son los científicos que han impulsado la nueva mecánica de nuestro siglo, dando
pie a dos grandes revoluciones; la de 1905 (Relatividad restringida), provocada por
Einstein, a la de 1923 (Mecánica ondulatoria), debida principalmente a Schrödinger.
Contrariamente a lo que sugerían las revoluciones de comienzos de siglo, la Mecánica de
tipo clásico no es hoy una disciplina agotada. El haber tropezado en este siglo con más
paradojas que el total de cuantas había conocido en siglos pasados, le ha servido para
adquirir una mejor conciencia de sus límites, de la naturaleza de su método, sin
comprometer su esencia. Sin duda se ha convertido en la cantera donde los más modernos
recursos de las Matemáticas se conjugan con los de numerosas técnicas experimentales de
todos los órdenes. Sin duda, el tiempo de los absolutos de tipo newtoniano ha concluido, y
los fundamentos no quedan ya asegurados mediante una metafísica simplista.
Pero en su nueva elaboración axiomática, profundamente marcada por la Relatividad
general, esta Mecánica conserva los trazos característicos de la Mecánica clásica. Trabaja
sobre los mismos objetos, de los que además estudia la estructura con una mayor precisión,
sigue las sugerencias de la experiencia, proyecta sobre sus problemas la creciente luz del
razonamiento matemático y extrae del análisis los materiales útiles para perfeccionar los
conceptos abstractos. Pero la Mecánica clásica no ha finalizado su desarrollo y sigue siendo
para las otras ramas de la Física a la vez una encrucijada y un modelo privilegiado.
Posteriormente en el año 1877 es creado el Fonógrafo. Utilizando un cilindro de estaño
como disco, Thomas Alva Edison, en Estados Unidos, grabó y reprodujo la canción de cuna
María tenía un corderito. En 1888, Emile Berliner, un emigrante alemán residente en
Washington, inventó el tocadisco de plato o gramófono.
En el 1879 Thomas Edison mantuvo encendida durante trece horas y media la primera
ampolleta o bombilla eléctrica con filamento incandescente, en Nueva Jersey (Estados
Unidos).
El primer refrigerador doméstico mecánico lo fabricó el ingeniero alemán Karl von Linde,
modificando un modelo industrial que había diseñado seis años antes para una fábrica de
cerveza.
En los años 1885 se inventa el primer Automóvil a gasolina. Karl Benz, inventor realizó un
recorrido de prueba en Mannheim (Alemania) el cual demostró que el automóvil funciono
con éxito.
Rudolf Diesel en 1893 inventa el Motor diesel y se caracteriza porque se enciende por el
calor del aire comprimido en vez de la chispa eléctrica que utilizan otros motores. La
mayoría de los camiones y buses lo usan.
En 1894 se instaló como una diversión en el muelle de Coney Island. La primera escalera
mecanica (“ascensor inclinado”), la cual fue fue diseñada por el empresario neoyorquino
Jesse W. Reno. Los primeros modelos eran básicamente cintas móviles y no tenían
escalones
En el año 1895 Guglielmo Marconi realizó una demostración de comunicación con un
radio, años despues inventa el sistema de telégrafo sin hilos enviando una señal inalámbrica
(sin usar cables) desde su jardín hasta un campo que se encontraba a tres kilómetros de
distancia.
Conclusión
A lo largo de los años la mecánica ha experimentado muchos avances técnicos que han
ampliado las fronteras del conocimiento tecnológico. Durante el siglo XX estuvo marcado
por el desarrollo de la física como ciencia capaz de promover el desarrollo tecnológico. A
principios de este siglo los físicos consideraban tener una visión casi completa de la
naturaleza. Sin embargo, pronto se produjeron dos revoluciones conceptuales de gran
calado: El desarrollo de la teoría de la relatividad y el comienzo de la mecánica cuántica.
Estos aportes cientificos permitieron ir expandiendo el saber de las ciencias y cada día los
hombres de ciencia enfrentan un reto cada vez mayor para desembrollar las mas complejos
que nos prepare el futuro.
