El Libro de los dispositivos ingeniosos ( árabe : كتاب الحيل , romanizado : Kitāb al-Ḥiyāl , persa : كتاب ترفندها , romanizado : Ketâb tarfandhâ , iluminado. 'Libro de los trucos') es una gran obra ilustrada sobre dispositivos mecánicos , incluidos los autómatas , publicada en 850 por los tres hermanos de ascendencia persa [1] , los hermanos Banū Mūsā (Ahmad, Muhammad y Hasan ibn Musa ibn Shakir) que trabajaban en la Casa de la Sabiduría ( Bayt al-Hikma ) en Bagdad , Irak , bajo el califato abasí . [2] El libro describe alrededor de cien dispositivos y cómo utilizarlos. [3]
El libro fue encargado por el califa abasí de Bagdad , Al-Ma'mun (786–833), quien ordenó a los hermanos Banū Mūsā que adquirieran todos los textos helenísticos que habían sido conservados por los monasterios [ especificar ] y por los eruditos [ ¿quién? ] durante el declive y caída de la civilización romana . [4] [ se necesita aclaración ] Los hermanos Banū Mūsā inventaron una serie de autómatas ( máquinas automáticas ) y dispositivos mecánicos, y describieron cien de esos dispositivos en su Libro de dispositivos ingeniosos . [3]
Algunos de los dispositivos descritos en el Libro de los ingeniosos dispositivos se inspiraron en las obras de Héroe de Alejandría [5] y Filón de Bizancio , así como en la antigua ingeniería persa , china e india . [6] Sin embargo, muchos de los otros dispositivos descritos en el libro fueron inventos originales de los hermanos Banū Mūsā. [7] Si bien tomaron obras griegas como punto de partida, los Banu Musa fueron "mucho más allá de todo lo logrado por Hero o Filón". Su preocupación por los controles automáticos los distingue de sus predecesores griegos, incluido el "uso de válvulas automáticas , dispositivos de sincronización, sistemas de retardo y otros conceptos de gran ingenio" de los Banu Musa. [8] Muchas de sus innovaciones involucraron combinaciones sutiles de neumática y aerostática . [8] El paralelo moderno más cercano a su trabajo radica en la ingeniería de control y la instrumentación neumática. [9]
A su vez, el trabajo de los hermanos Banū Mūsā fue citado más tarde como una influencia en el trabajo de al-Jazari , quien produjo el Libro del conocimiento de los ingeniosos dispositivos mecánicos en 1206. [10] Dado que el Libro de los ingeniosos dispositivos circuló ampliamente en todo el mundo En el mundo musulmán , algunas de sus ideas pueden haber llegado también a Europa a través de al-Andalus , como el uso de controles automáticos en máquinas europeas posteriores o el uso de válvulas cónicas en la obra de Leonardo da Vinci . [9]
Los hermanos Banu Musa describieron varios de los primeros controles automáticos . [11] Los hermanos Banu Musa desarrollaron controles de nivel de dos pasos para fluidos, una forma temprana de controles de estructura variable discontinua. [12] También describieron un controlador de retroalimentación temprana . [13] [ página necesaria ] Donald Routledge Hill escribió lo siguiente sobre los controles automáticos subyacentes a los dispositivos mecánicos de truco descritos en el libro:
Los vasos trucados tienen una variedad de efectos diferentes. Por ejemplo, un único tubo de salida en un recipiente podría verter primero vino, luego agua y finalmente una mezcla de los dos. Aunque no se puede afirmar que los resultados sean importantes, los medios por los que se obtuvieron son de gran importancia para la historia de la ingeniería. Los Banu Musa eran maestros en la explotación de pequeñas variaciones en las presiones aerostáticas e hidrostáticas y en el uso de válvulas cónicas como componentes "en línea" en sistemas de flujo, el primer uso conocido de válvulas cónicas como controladores automáticos. [14]
Los Banu Musa también desarrollaron uno de los primeros sistemas a prueba de fallas para usar en sus dispositivos de trucos, como lo describe Hill:
En varios de estos recipientes se pueden extraer pequeñas cantidades de líquido repetidamente, pero si se extrae una cantidad grande ya no son posibles más extracciones. En términos modernos, el método utilizado para lograr este resultado se llamaría un sistema a prueba de fallos. [14]
La manivela no manual aparece en varios de los dispositivos hidráulicos descritos por los hermanos Banū Mūsā en su Libro de los ingeniosos dispositivos . [15] Estas manivelas operadas automáticamente aparecen en varios dispositivos, dos de los cuales contienen una acción que se aproxima a la de un cigüeñal , anticipando la invención de Al-Jazari en varios siglos y su primera aparición en Europa en más de cinco siglos. Sin embargo, la manivela automática descrita por los Banu Musa no habría permitido una rotación completa, sino que sólo fue necesaria una pequeña modificación para convertirla en cigüeñal. [dieciséis]
Un mecanismo desarrollado por los Banu Musa, de particular importancia para futuros desarrollos, fue la válvula cónica , que se utilizó en una variedad de aplicaciones diferentes. [8] Esto incluye el uso de válvulas cónicas como componentes "en línea" en sistemas de flujo, que fue el primer uso conocido de válvulas cónicas como controladores automáticos. [14] Algunas de las otras válvulas que describieron incluyen:
El sifón doble concéntrico y el embudo con el extremo curvado para verter diferentes líquidos, ninguno de los cuales aparece en ninguna obra griega anterior, también fueron inventos originales de los hermanos Banu Musa. [6] Algunos de los otros mecanismos que describieron incluyen una cámara de flotación [11] y un sensor de presión diferencial temprano . [18]
El libro describe la construcción de varias fuentes automáticas , un aspecto que se descuidó en gran medida en los tratados griegos anteriores sobre tecnología. [6] En una de estas fuentes, el "agua brota del manantial en forma de escudo o de lirio de los valles ", es decir, "las formas salen alternativamente: una lámina de agua cóncava hacia abajo , o un spray ". Otra fuente "descarga un escudo o un solo chorro", mientras que una variación de esta presenta alternancia de doble acción, es decir, tiene dos manantiales, uno que descarga un solo chorro y el otro un escudo, y los dos se alternan repetidamente. Otra variación presenta un manantial principal y dos o más subsidiarios, de modo que cuando el principal expulsa un solo chorro, los subsidiarios expulsan escudos, alternando los dos. [3]
Los hermanos Banu Musa también describieron la fuente eólica más antigua conocida , [19] que se describe como "operada por viento o agua, descarga un solo chorro o un lirio de los valles". Una variación de esta fuente incorpora un engranaje de tornillo sin fin , mientras que otra variación presenta alternancia de doble acción. El libro también describe una fuente con caudal variable. [3] El libro también describe fuentes que cambian de forma a intervalos. [14]
Los Banu Musa inventaron uno de los primeros instrumentos musicales mecánicos , en este caso un órgano hidromotor que tocaba cilindros intercambiables automáticamente. Según Charles B. Fowler, este "cilindro con clavijas elevadas en la superficie siguió siendo el dispositivo básico para producir y reproducir música mecánicamente hasta la segunda mitad del siglo XIX". [20]
Los Banu Musa también inventaron un flautista automático que pudo haber sido la primera máquina programable . [21] Los sonidos de la flauta se produjeron a través de vapor caliente y el usuario podía ajustar el dispositivo a varios patrones para poder obtener varios sonidos. [22]
La cuchara mecánica , [6] específicamente la cuchara bivalva , [14] es una invención original de los hermanos Banu Musa que no aparece en ninguna obra griega anterior. [6] El agarre que describieron se utilizó para extraer objetos del agua, [3] y recuperar objetos de los lechos de los arroyos. [14]
Los Banu Musa también describieron fuelles que podían eliminar el aire viciado de los pozos. [3] Explicaron que estos instrumentos permiten al trabajador "descender a cualquier pozo que desee por un tiempo y no temerá ni le hará daño, si Dios quiere que sea exaltado". [23]
El libro describe un dispensador de agua fría y caliente, donde las dos salidas se alternan, una descarga agua fría y la otra caliente, y luego viceversa repetidamente. También describe una vasija con una palangana a su lado donde, cuando se vierte agua fría en la parte superior de la vasija, se descarga por la boca de una figura en la palangana; cuando se vierte agua caliente u otro líquido en el recipiente, la misma cantidad de agua fría sale por la boca de la figura. [3]
El libro también describe una caldera con un grifo para acceder al agua caliente . El agua se calienta vertiendo agua fría por una tubería que conduce a un tanque en el fondo de la caldera, donde el agua se calienta con fuego. Luego, una persona puede acceder al agua caliente de la caldera a través de un grifo. [17]
Algunos de los otros dispositivos que los Banu Musa describieron en su libro incluyen:
Otro linaje persa importante descendiente de un astrónomo fueron los tres hermanos Banu Musa, Muhammad, Ahmad y Hasan, que procedían de la provincia nororiental de Khurasan.
{{citation}}: |author=tiene nombre genérico ( ayuda ){{citation}}: |author=tiene nombre genérico ( ayuda ){{citation}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace ){{citation}}: |author=tiene nombre genérico ( ayuda ){{citation}}: |author=tiene nombre genérico ( ayuda ){{citation}}: |author=tiene nombre genérico ( ayuda ){{citation}}: |author=tiene nombre genérico ( ayuda )