Solución a: Ciencia Emcriptada «Por el bien de la ciudad (I)»
Estas son las respuestas a las preguntas que planteamos en la entrada anterior de la serie Ciencia Encriptada, titulada Por el bien de la ciudad (I). Esperamos que te haya gustado la historia y las respuestas te resulten interesantes.
¿Cómo se llama el ingeniero que protagoniza el relato?
Se llamaba Henry Darcy (nombre de pila Henry Philibert Gaspard Darcy), nacido en Dijon, Francia, el 10 de junio de 1803 y fallecido en París el 3 de enero de 1858.. Fue un eminente ingeniero, famoso por sus grandes méritos profesionales y científicos, pero también por su carácter generoso y desinteresado y sus profundas convicciones sociales y morales.
¿En qué ciudad y cuándo se realizaron las obras por él proyectadas?
Las obras se realizaron en su ciudad natal, Dijon, en la región de Borgoña, al Este de Francia, famosa por sus vinos (los vinos de Borgoña) y su mostaza (la mostaza de Dijon). Dijon es también la ciudad natal de otro conocido ingeniero, Gustave Eiffel (1832-1923), proyectista de la célebre torre parisina.
Darcy se graduó en la Escuela de Puentes y Caminos de París, donde se formaban los integrantes del cuerpo nacional de ingenieros de la especialidad, en 1826. Tras un breve primer destino en el cercano Departamento del Jura, fue transferido a Dijon en 1827. Se le asignó el estudio de viabilidad del proyecto de abasto público de la ciudad, propuesto inicialmente por el arquitecto Hugues Sambin. Completó esta tarea entre 1828 y 1834, año en que publicó su informe al alcalde y al consejo municipal con el proyecto definitivo. Las obras fueron aprobadas sin revisiones por el ayuntamiento el 31 de marzo de 1837, y comenzaron el 21 de marzo de 1839. El 6 de septiembre de 1840, 535 días después, el agua comenzó a llegar al depósito de Port Guillaume, situado en la plaza que hoy lleva el nombre de Darcy. La foto de una de las puertas de esta elegante obra, el “Chateau d’Eau” puede verse en la entrega anterior de esta serie.
Las obras se completaron hacia 1844. Consistieron en la captación de un caudal de unos 8 m3 por minuto del naciente de Rosoir, y su transporte mediante un acueducto de casi 13 km de longitud hasta dos grandes depósitos municipales, el ya citado de Port Guillaume (2313 m3 de capacidad) y el de Montmusard (3177 m3). Incluían una red de distribución de alrededor de 13,5 km de longitud y un total de 141 fuentes públicas urbanas (una por cada 200 habitantes) separadas unos 100 m entre sí, que suministraban agua gratuita y de excelente calidad para usos domésticos, limpieza de calles y extinción de incendios.
Gracias a estas obras, Darcy convirtió a su ciudad natal, Dijon, hasta entonces una vulgar capital provincial llena de suciedad y miseria, en la envidia de toda Europa.
¿Cómo se titula el libro que da cuenta de esas obras y en que año se publicó?
Se titula Les Fontaines Publiques de la Ville de Dijon. Exposition et Application des Principes a Suivre et des Formules a Employer dans les Questions de Distribution d’Eau. Ouvragé Terminé par un Appendice Relatif aux Fournitures d’Eau de Plusieurs Villes, au Filtrage des Eaux et a la Fabrication des Tuyaux de Fonte, de Plombs, de Tole et de Bitume. (Las fuentes públicas de la villa de Dijon. Exposición y aplicación de los principios a seguir y las fórmulas a usar en las cuestiones de distribución de agua. Obra terminada con un apéndice relativo a los suministros de agua de varias ciudades, a la filtración de aguas y a la fabricación de tubos de hierro fundido, plomo, metal laminado y betún).
Aunque, como hemos visto, las obras hidráulicas de Dijon finalizaron hacia 1844, Darcy no escribió este libro hasta diez años más tarde, en el periodo 1854-1856. Su mala salud crónica se resintió mucho en ese periodo, y en 1855 fue liberado de todos sus servicios en París, excepto las tareas de investigación, tras lo que volvió a Dijon para recuperarse. Es posible que eso lo decidiera a escribir este libro de 680 páginas y 28 láminas de ilustraciones que recopila gran parte de los trabajos y experimentos desarrollados a lo largo de toda su carrera.
El libro Las fuentes públicas de Dijon fue publicado en 1856 en París, dos años antes de que Darcy muriera durante un viaje a esa misma ciudad, víctima de una neumonía, a la edad de 56 años. Fue la última obra que publicó en vida.
¿Cuál es la ciencia aplicada a la que nos referimos y por qué la nota D, parte 2, del apéndice de ese libro es tan importante en su nacimiento y desarrollo?
La nota D del libro está dedicada a los sistemas de filtración de agua. La parte dos de la nota explica brevemente el resultado de unos experimentos que Darcy había estado realizando en su retiro investigador en Dijon con unos tubos de arena diseñados por él, los antecesores de un aparato hoy conocido como permeámetro de carga variable. Darcy hacía pasar el agua tomada del suministro público de un hospital de la ciudad a través de la arena que rellenaba los tubos (Figura 1). Descubrió que el caudal que era capaz de circular por ellos era directamente proporcional a la sección o anchura del tubo y al gradiente o pérdida de presión de agua entre los dos extremos del mismo. La constante de proporcionalidad era diferente según qué arena utilizara. Dicho de otro modo, la constante de proporcionalidad que relaciona el caudal que pasa con la sección y el gradiente, conocida por conductividad hidráulica o permeabilidad de Darcy, es propia y característica de cada material poroso que el agua tiene que atravesar.
Al parecer Darcy era consciente de la importancia y amplia aplicabilidad de esta ecuación fundamental, ya que dedicó casi la mitad del prefacio del libro a comentar los resultados de sus experimentos con los tubos de arena.
La Ley de Darcy es la primera descripción empírica y cuantitativa del movimiento del agua a través de un medio poroso y, formulada de múltiples maneras, sigue constituyendo la base de todos los estudios físico-matemáticos sobre este fenómeno. Es particularmente relevante para la ciencia aplicada dedicada al estudio y descripción del flujo natural de las aguas denominadas subterráneas a través de las rocas porosas que forman la corteza de nuestro planeta, y a la captación de dichas aguas. Esta ciencia recibe el nombre de Hidrogeología.
Figura 1. Tubo de arena utilizado por Darcy en su experimentos en Dijon en 1855-1856. Figura 3 de la Lámina 24 del libro Las Fuentes Públicas de la Villa de Dijon (Darcy, 1856).
Juan J. Coello
Técnico del Museo de Ciencias Naturales. MUNA, Museo de Naturaleza y Arqueología
Bibliografía consultada:
- Brown G.O. (2002) Henry Darcy and the making of a law. Water Resources Research 38(7): 1106.
- https://doi.org/10.1029/2001WR000727
- Simmons C.T. (2008) Henry Darcy (1803–1858): Immortalised by his scientific legacy. Hydrogeology Journal 16: 1023-1038. https://doi.org/10.1007/s10040-008-0304-3