El pozo de petróleo

¿Qué es lo que llevaría a alguien a pensar que existían enormes bolsas de petróleo bajo tierra?

En primer lugar, saber que había bolsas de agua bajo tierra y que la gente ya hacía muchos siglos que excavaban pozos. En segundo lugar, en algunos lugares el petróleo crudo se filtraba hacia la superficie. En 1859, cerca de Titusville (Pasadena), se hizo un primer intento comercial de perforar el subsuelo buscando petróleo cerca de una filtración.

La compañía petrolífera Seneca contrató a Edwin Drake para que con un taladro giratorio perforara el suelo hasta hallar roca. El orificio se revistió con una tubería de hierro  colado para que el agua no lo derrumbara. El taladró traspasó el lecho de roca y encontró petróleo a 22 metros bajo tierra. Una bomba hizo emerger el petróleo a la superficie.

Hoy en día el proceso es similar pero con un mayor control medioambiental, bajo una serie de normativas y con supervisión de ingeniería. Una sarta sobre la torre de perforación hace girar una broca dentro de una tubería, llamada camisa. Se va bombeando un fluido, conocido como lodo de perforación, por la tubería para enfriar la punta del taladro y eliminar los residuos del orificio. Cuando la broca alcanza una profundidad determinada, o un lecho de roca, se inserta una funda de acero en el orificio. Después se inyecta cemento a gran presión por la funda para que salga por el extremo inferior de esta y resurja por la parte exterior hacia la superficie. Una vez asentado, el cemento mantiene la funda en su lugar y separa el agua freática del petróleo.

Después, una broca de punta mas pequeña baja por dentro encajada para llegar hasta el petróleo. Otra funda de acero y, después, el cemento baja por el orificio. En este punto, se quita el equipo de perforación, se instala un brocal y ya se puede empezar a bombear para extraer petróleo.

Hoy en día, gran parte de la economía depende del petróleo. Se bombean y refinan unos 85 millones de barriles al día, casi todos desde pozos de petróleo, aunque en muchos casos se transportan a grandes distancias o se trasladan a través de tuberías, como en el caso del oleoducto Trans-Alaska.

Oleoducto Trans-Alaska

La máquina de coser.

A mediados del s. XIX, la industria textil había experimentado toda una revolución. Las fábricas textiles, las desmontadoras, y los telares mecánicos transformaron la producción del sector: el proceso estaba totalmente automatizado.

Pero algo que no había cambiado era coser. La ropa la seguían cosiendo personas pieza a pieza, manualmente, con hilo y aguja, pero era algo que iba a cambiar con la llegada de una máquina de coser pespuntes patentada por el inventor Elias Howe. Hizo su aparición en Estado Unidos en 1846 y fue rápidamente mejorada gracias el esfuerzo y a las aportaciones de muchos inventores e ingenieros en 1850.

La tecnología clave necesaria era una máquina que pudiera realizar el pespunte, una costura que no se deshiciera si la persona tiraba del hilo. Las máquinas de coser Singer fueron las primeras en conseguirlo a escala comercial en la segunda mitad del s. XIX.
El mecanismo sigue siendo tan ingenioso como cuando se inventó. Una aguja enhebrada se clava y atraviesa la tela desde arriba. Así se forma un bucle de hilo por debajo. Debajo de la tela, un gancho atrapa el bucle y después lo enrolla alrededor del hilo de una bobina. Una vez el gancho lo suelta, la aguja superior atrapa el bucle y cierra el punto.

Una máquina de coser puede hacer costuras largas, rectas y resistentes diez veces más rápido que una costurera o un sastre lo harían manualmente.
Toda esta tecnología encajaba con otra innovación de la época de la Guerra Civil: prendas en talla estándar que hacían posible producirlas en serie en las fábricas.

Es un modo de comprender el cambio que se produjo en el mercado. Durante la revolución, los norteamericanos no disponían de un uniforme estándar. Los soldados se llevaban sus propias prendas al campo de batalla. No había modo de que el ejército se pudiera permitir pagar los uniformes porque la ropa era muy escasa y cara.

Durante la Guerra Civil, un soldado normal recibía del ejército tres pares de pantalones, tres camisas, dos chaquetas, un abrigo y varias prendas íntimas como calcetines.
La abundancia en el vestir, todo en tallas estandarizadas, fue posible gracias a la revolución industrial textil. Ingenieros e inventores tuvieron una influencia enorme en el sector.

Elias Howe

Máquina de coser Singer

La catapulta.

La palabra "ingeniero" se incorporó a la lengua inglesa a principios del s. XIV. Designaba a una persona que construía máquinas militares de asedio. Estas máquinas se usaban para sitiar una ciudad amurallada, un castillo o una fortaleza, e incluían dispositivos como arietes, balistas (una especie de ballestas gigantes) y catapultas.
Aunque las máquinas de guerra tienen su origen alrededor del año 400 a. C. en las civilizaciones griega y romana, normalmente asociamos estas estrategias de asedio a los asaltos de los castillos en las batallas medievales. Esto explicaría la fecha de incorporación del término al léxico común.

En aquella época, dos eran los tipos de catapulta más extendidos: el mangonel (o mangana) y el fundíbulo (o trabuquete). El mangonel consistía en un dispositivo de torsión para acumular la energía para el disparo, mientras que en el fundíbulo se utilizaba un contrapeso. Este último era especialmente potente, capaz de lanzar piedras de hasta  kg de peso contra los muros de un castillo para derribarlo, y tenía un alcance de cientos de metros. Cuando no se utilizaban para disparar proyectiles, las catapultas podían arrojar objetos incendiarios o cadáveres de animales, o personas con enfermedades infecciosas.

Los mecanismos de ambos eran sencillos diseños. El fundíbulo consistía en un brazo o viga que disparaba la honda con el impulso del contrapeso situado en uno de sus extremos. En una de estas máquinas de grandes dimensiones este brazo podía medir hasta 18 metros de largo, y el contrapeso podía llegar a las 10 o 12 toneladas.

En el mangonel, por otra parte, se usaban cientos de cuerdas tensadas y torsionadas. Para amartillar la catapulta había que tirar del brazo hacia abajo unos 90 grados, añadiendo aún más tensión a las cuerdas. Una vez liberado, las cuerdas lanzaban el proyectil al recuperar su posición original.

En el año 1304 se construyó el que está considerado como el fundíbulo más grande utilizado nunca en un asedio en Escocia. Lo llamaron "el lobo de guerra". Después de repetidos impactos de proyectiles de mas de 136 kg, uno de los muros del castillos Stirling se derrumbó. La batalla se ganó utilizando un ingenio mecánico para derribar los fortificados muros de piedra.

Mangonel

Fundíbulo

Introducción a la Ingeniería.

Con solo echar un vistazo a nuestro alrededor, estemos donde estemos ahora mismo, es muy posible que nos veamos rodeados de objetos fruto de la ingeniería. Si estamos sentados en una silla de oficina corriente, hemos de saber que los ingenieros han tenido un importante papel en su creación: en el diseño y la manufactura de la tela, la espuma que hay bajo esa tela y la estructura que las une, las piezas de plástico que forman los reposabrazos, los mecanismos que permiten que la silla suba y baje y que bascule hacia delante y hacia atrás, las patas y las ruedas que permiten desplazarla fácilmente.

La pintura de la habitación donde nos encontremos puede ser el resultado de una proceso de ingeniería, al igual que los propios paneles que bajo esa pintura forman la pared. El yeso puede provenir de una central eléctrica, porque un ingeniero diseñó un día un mecanismo para limpiar el sulfuro de las chimeneas y transformarlo en yeso, y otro ideó la fábrica que transformaba ese yeso en paneles para la construcción.

Si salimos a la calle veremos que pasan complejos automóviles, quizás incluso un avión volando sobre nuestras cabezas a 885 kilómetros por hora. Y bajo el suelo hay redes de alcantarillas, cañerías de agua, sistemas de drenaje pluvial, cables de teléfono y de televisión y tuberías de gas. Todo ello ha salido también de del trabajo de los ingenieros.
Y además están las ondas de radio. Aunque totalmente invisibles a nuestros ojos, estamos rodeados de miles de señales, todo gracias a la ingeniería. Cada emisora de radio AM, FM y televisión de nuestra zona nos está atravesando ahora mismo en forma de ondas de radio de diferentes frecuencias. Todos los teléfonos móviles están en constante comunicación con la antena más próxima.

Los ingenieros son un asombroso grupo de personas que hacen posible el mundo moderno. En Estados Unidos hay cerca de dos millones de ingenieros en ejercicio, la mayor parte desde el anonimato y sin mucha ostentación. Pero sin ellos, volveríamos a la Edad de Piedra.

Quizás en este sea un buen momento para hacernos una pregunta: ¿qué es exactamente la ingeniería? Un buen punto de partida puede ser el Diccionario Extendido Webster de Random House, que la define como: "el arte o la ciencia de llevar a aplicaciones prácticas el conocimiento de las ciencias teóricas como la física y la química, por ejemplo en la construcción de motores, puentes, edificios, barcos, minas o plantas químicas".

En este blog hablaremos maravillosos hitos de la ingeniería, desde un rueda hidráulica hasta el coche autónomo, pasando por el Boeing 747 y el Apollo 1.