El Reloj de Pavo Real de Al-Jazari (1206 e. c.)

Por Salim Al-Hassani, Profesor emérito de la Universidad de Manchester y presidente de la Fundación para la Ciencia, la Tecnología y la Civilización (FSTC), Manchester, Reino Unido.

 

El reloj del pavo real es la sexta máquina descrita por al-Jazari en su famoso tratado de mecánica Al-Jami bayn al-‘ilm wa’ l-‘amal al-nafi fi sina’at al-hiyal (Compendio sobre la teoría y Práctica Útil de las Artes Mecánicas). Es un reloj de agua fascinante y es el único en el tratado que no presenta ninguna figura humana, sino que el tiempo es contado con la ayuda de unos pavos reales. Este artículo describe su complejo mecanismo con animaciones 3D.

Introducción

La mayoría de los relojes construidos por los primeros musulmanes parecen caracterizarse por una combinación de ingeniería y obras de arte [1]. Darían la hora, pero también se verían agradables, harían sonidos musicales y generarían entretenidos movimientos de un teatro de marionetas mecánicas de figuras humanas, bestias y pájaros. Tales características generaron ideas y mecanismos ingeniosos en forma de árboles de levas, escapes, engranajes complejos, sistemas de control y bombas recíprocantes.

El reloj de agua de pavo rel es uno de los relojes únicos mencionados en el libro de Al-Jami bayn al-‘ilm wa’ l-‘amal al-nafi fi sina ‘at al-hiyal de Al-Jazari (Compendio sobre la teoría y Práctica útil de las artes mecánicas) [2]. Los detalles de su construcción y funcionamiento se describen de forma bastante explícita. Este es el único reloj que no presenta ninguna figura humana, sino que el tiempo es contado con la ayuda de unos pavos reales. Utiliza una cubeta basculante para dividir el tiempo. Al final de este documento se encuentran los diagramas del reloj completamente etiquetados y deben usarse como referencia para todos los componentes.

Seguimos en nuestro estudio del dispositivo de al-Jazari su propia narrativa, pero la descripción que se da a continuación no se refiere a los detalles exactos de su construcción, sino a cómo los componentes están vinculados entre sí y al propósito del reloj y su funcionamiento. El análisis así proporcionado está concebido para acompañar animaciones por computadora; también es una interpretación de la apariencia del reloj para los espectadores y un estudio de su funcionamiento interno. Además, se han proporcionado notas básicas sobre el sistema operativo del reloj para ayudar a comprender los componentes.

¿Quién es Al-Jazari?

Al-Jazari fue un destacado ingeniero mecánico. Su nombre completo era Badi al-Zaman Abu-‘l-‘Izz Ibn Isma’il Ibn al-Razzaz al-Jazari. Vivió en Diyar-Bakir (en Turquía) durante el siglo VI H. (finales del siglo XII – principios del siglo XIII e.c.). Fue llamado Al-Jazari por el lugar de su nacimiento, Al-Jazira, el área que se encuentra entre el Tigris y el Éufrates en Mesopotamia. Sirvió a los reyes artúquidas de Diyar-Bakir durante varias décadas (al menos entre 570 y 597 H/1174-1200 e.c.) como ingeniero mecánico. En 1206, completó un excelente libro sobre ingeniería titulado Al-Jami bayn al-‘ilm wa-‘l-‘amal al-nafi’ fi sinat at al-hiyal en árabe. Es interesante notar que un cartel junto a su tumba, firmado por la Oficina del Distrito, da su año de nacimiento como 1153 en Cizre (Jizre) y menciona que se fue a Diyar Bakir donde permaneció 25 años después de lo cual regresó a Cizre donde estuvo murió en el año 1233. Esto contrasta con la información que tenemos de la copia más antigua existente de su libro (conservada en Topkapi Sarayi Libray, colección Ahmet III, MS 3472) que fue completado por Muhammad ibn Yusuf ibn ‘Uthman al-Haskafi en el final de Sha’ban 602 H/10 de abril de 1206. Del colofón de Al-Haskafi nos enteramos de que Al-Jazari no vivió en esa fecha. Esto lleva a concluir que debió haber muerto en el año 602 H/1206 e.c., pocos meses después de haber completado su obra. Pero esto contradice lo que afirma la oficina del Distrito.

El libro de Al-Jazari era un compendio de mecánica teórica y práctica. George Sarton escribe:

“Este tratado es el más elaborado de su tipo y puede considerarse el clímax de esta línea de logros musulmanes” [3].

El libro de Al-Jazari contiene 50 dispositivos mecánicos, junto con instrucciones minuciosas sobre cómo construirlos, proporcionando una contribución invaluable a la historia de la ingeniería. Los dispositivos se agrupan en seis categorías:

1) diez relojes de agua y velas.

2) diez recipientes y figuras adecuadas para sesiones de bebida;

3) diez cántaros y palanganas para flebotomía y lavado antes de las oraciones;

4) diez fuentes que cambian de forma alternativamente;

5) cinco máquinas elevadoras de agua;

6) cinco dispositivos diversos.

El ingeniero británico chárter e historiador de la tecnología islámica Donald R. Hill (1974), que tenía un interés especial en los logros de Al-Jazari, escribió:

«Es imposible sobre enfatizar la importancia del trabajo de Al-Jazari en la historia de la ingeniería, proporciona una gran cantidad de instrucciones para el diseño, fabricación y montaje de las máquinas» [4]

En su artículo [5], Ludlow y Bahrani plantearon el punto importante de que es más que probable que haya más sobre el tema en algunos de los miles de manuscritos árabes en las bibliotecas mundiales que aún no han sido inspeccionados de cerca, y obviamente requieren mirarlos.

Para obtener más detalles sobre el trabajo de Al-Jazari, consulta el libro 1001 Inventions: The Enduring Legacy of Muslim Civilization, editor en jefe Salim al-Hassani, National Geographic, 2012 [6] y en artículos que se pueden consultar en línea en www.MuslimHeritage.com (véanse especialmente las dos carpetas dedicadas a la tecnología islámica: Al-Jazari y Taqi al-Din).

¿Cómo se ve?

Un dibujo de cómo se ve el reloj se da al comienzo de la sección relevante del tratado, ver Figura 1 a la derecha.

Ve la animación 3D del frente que muestra la secuencia de movimientos del pavo real arriba (Animación 1).

En la parte superior del reloj hay 15 medallones de vidrio, y durante el día, los medallones son rojos para indicar las horas pasadas. Durante la noche, estos medallones se iluminan con velas a medida que pasan las horas.

Debajo de los medallones hay un pavo real con la cola hacia afuera y el cuello extendido como haciendo una exhibición. Abajo hay dos pavos reales uno frente al otro, listos para pelear. Debajo de los dos hay un pavo real solo.

Durante cada media hora, el pavo real irá girando lentamente hacia la derecha. Al final de cada intervalo de media hora, se producirán una serie de eventos:

El disco de media luna se revela rojo a través de los medallones
El pavo real de arriba se vuelve rápidamente hacia la izquierda.
Los dos pavos reales de abajo se moverán peleando
El pavo real en la parte inferior girará
Se escucha el sonido de los pavos reales

Lo anterior ocurrirá cada media hora durante todas las horas del día y continuará durante toda la noche, pero con la adición de una vela encendida detrás del disco creciente. Por lo tanto, a medida que pasan las horas de la noche, el disco de media luna girará para revelar la luz a través de los círculos.

¿Como funciona?

Para obtener una vista general de los componentes del reloj, consulta las Animaciones 3D. Abajo>

Muestran el funcionamiento interno de las distintas partes y sus interacciones.

La animación 10, que muestra el funcionamiento interno de las distintas partes y sus interacciones.

El reloj utiliza un depósito para almacenar su energía potencial. Todas las partes del reloj se describirán en orden de partes afectadas por el agua que sale del depósito principal.

El depósito principal

La fuente de agua proviene del reservorio principal, ver Fig. 2. Hay un suministro continuo de agua al reservorio, y este proviene de una fuente de río o de una gran cisterna con suficiente agua para todo el día. Aproximadamente 20 kg de agua están contenidos en el depósito y el exceso de agua escaparía por un canal de desbordamiento en la pared lateral del depósito. En el fondo de este depósito hay un canal corto, con un ónix en su extremo libre para que el agua fluya hacia la cubeta basculante. El ónix está calibrado al tamaño, para permitir que la cubeta basculante se llene de agua en media hora.

El propósito del desbordamiento en el depósito principal es mantener la altura del agua constante y, por lo tanto, la tasa de flujo de salida no variará, lo que garantiza un cronometraje preciso.

La cubeta basculante

La cubeta basculante es el dispositivo que activa todos los mecanismos durante todo el día a intervalos de 30 minutos. Hay un pequeño flotador en la cubeta basculante, que se elevará a medida que la cubeta se llene de agua. En la punta de la cubeta hay un brazo que forma parte de un varillaje inteligente.

El flotador está conectado a un sistema de poleas que hace girar el pavo real, de modo que a medida que el flotador se eleva, el pavo girará, ver Fig. 3. Hay un peso en el otro extremo de la cuerda, que es más liviano que el flotador, y esto mantiene la cuerda tensa en todo momento. Inicialmente, el pavo está orientado hacia la derecha y el sistema de poleas lo girará 180º hacia la izquierda en media hora.

La cubeta basculante puede contener unos 20 kg de agua antes del vuelco, y esto se consigue mediante un posicionamiento cuidadoso de su punto de pivote y un contrapeso correcto.

Cuando la cubeta se inclina, vaciará su contenido en un canal, pero cuando la cubeta vuelva a su posición original, hará girar una rueda dentada en un incremento de un diente. La disposición del varillaje permite que la cubeta se incline sin mover el engranaje, sino que solo puede engranar cuando se endereza. Se evita que la rueda dentada gire en sentido contrario mediante otro trinquete colocado cerca de su parte superior.

La rueda dentada principal es parte de un sistema de poleas que hace girar el disco de media luna detrás de los medallones en la parte superior.

Los medallones y el disco de media luna creciente

Hay 15 medallones de vidrio que corresponden con el número máximo de horas de luz diurna/nocturna. Por ejemplo, en el solsticio de verano hay 14,5 horas de luz solar y 9,5 horas de noche, y viceversa durante el solsticio de invierno.

Hay un disco detrás de los medallones, la mitad de su borde está pintada de rojo y la otra mitad está cortada. Es similar al disco de media luna descrito para el reloj de agua del castillo, ver Fig. 4. La diferencia en los bordes es para uso diurno y nocturno. Durante el día, el disco en forma de media luna girará para mostrarse rojo a través de los medallones, y durante la noche los medallones revelarán luz (se enciende una vela y se coloca dentro del reloj por la noche).

Antes se mencionó la rueda dentada conectada al disco de media luna a través de un sistema de poleas, por lo que el disco de media luna también gira a intervalos de 30 minutos e incrementos de espacio de 1 diente de la rueda dentada principal. El espaciado en la rueda dentada es tal que en la primera media hora, solo se revela la mitad de un círculo, y después de la segunda mitad de la hora se revela el resto del círculo.

Los tres pavos reales y la rueda de cucharas

El agua de la cubeta basculante se acumula en el canal y, a través de un pico en la parte inferior, el agua fluye sobre la rueda de cucharas. Esto hará girar la rueda y proporcionará movimiento a los tres pavos reales.

Para la «pelea» de dos pavos reales, hay una varilla larga que se extiende desde la base de cada pavo real, vea el video y la Fig.5 a continuación. El pavo real puede moverse sobre su base cuando las varillas se mueven hacia la izquierda y hacia la derecha.

La disposición de las varillas es diferente para cada pavo y, por lo tanto, el movimiento de cada uno sería más variable y la pelea más intensa.

La varilla se extiende hasta la rueda de las cucharas y se encuentra entre dos cucharadas. Entonces, a medida que gira la rueda, las varillas se alteran y les da movimiento a los pavos reales.

La rueda de las cucharas también está conectada al pavo real inferior a través de un sistema de engranajes. La rueda gira alrededor de un eje horizontal, pero la rotación se traslada a un eje vertical, a través de la disposición de los engranajes, para hacer girar el pavo real.

El agua cae de las cucharas y se acumula en otro recipiente con un pico en la parte inferior y en un recipiente de aire.

El recipiente de aire y el silbato

El recipiente está sellado excepto por tres tuberías conectadas a él, la entrada del canal de la rueda de las cucharas, el canal de aire para la flauta y el sifón de los recipientes, ver Fig. 6 (abajo).

El agua entrará en el recipiente y, mientras se llena de agua, el aire sale del canal de aire a través de una flauta. Esta flauta es audible y los espectadores creerán que es el sonido de los dos pavos que luchan.

El recipiente debe llenarse hasta la curva del sifón, por lo que debe contener unos 20 kg de agua, y el agua liberada por el sifón fluiría de regreso a la fuente del río o se recogería en una cisterna.

Eso completa la descripción del Reloj del pavo real

Para concluir la descripción de cómo funciona este reloj, se da un esquema del reloj. Para una visión clara y una comprensión de cómo se conectan los diversos componentes internos, se muestran tres diagramas de las vistas frontal, lateral y trasera.

Vista esquemática del pavo real

Reloj de agua de pavo real: vista frontal

Reloj de agua de pavo real: vista lateral

Reloj de agua de pavo real: vista trasera

¿Por qué los pavos reales?

Al-Jazari no explica por qué eligió pavos reales en este reloj y en su dispositivo para lavarse las manos (máquina de wudhu’). Sin embargo, ha utilizado halcones en sus otros relojes, también sin explicar el motivo. Aunque somos conscientes de que se menciona un reloj de pavo real en los famosos cuentos populares durante la edad de oro islámica, conocida como Las 1001 noches. Repartidos a lo largo de estos cuentos, se mencionan numerosos dispositivos y procesos reales y ficticios. Entre ellos hay un reloj que marca la hora y suena cada hora. Tiene la forma de un pavo real que usa el movimiento de sus alas para medir/establecer el tiempo (el cuento del caballo de ébano 1/534). Este no habría sido un reloj de agua ficticio, ya que en ese momento los relojes de agua eran bien conocidos en Bagdad. Sabemos, por ejemplo, que el califa Harun al-Rashid regaló un reloj de agua a Carlomagno (el emperador del Sacro Imperio Romano Germánico) que lo fascinó a él y a su corte en Aquisgrán. Además, Hasan ibn al-Haytham, que vivió en ese momento, construyó un reloj de agua novedoso, que describió en uno de sus manuscritos.

No se puede decir si Al-Jazari estaba al tanto de los cuentos de las 1001 noches. Si lo fuera, lo habría mencionado, ya que no dudó en referirse explícita y/o indirectamente a las obras de Hero, Philo, Archimedes, Banu Musa, al-Muradi y Ridwan al-Sa’ati, basándose en los logros técnicos y peculiaridades mecánicas de sus obras, aun cuando observa muy rápidamente cómo ha tratado de refinar aún más y, lo que es más importante, apartarse de sus mecanismos. Todavía desconocemos la razón por la que estos relojes y dispositivos anteriores usaban halcones.

Por supuesto, los pavos reales han sido un símbolo de riqueza, belleza y renacimiento desde la antigüedad y también fueron un adorno favorito en las civilizaciones antiguas en los últimos tiempos.

Uno de los relojes de pavo real más fascinantes es un gran autómata con tres pájaros mecánicos de tamaño natural. A diferencia del reloj de agua de pavo real de Al-Jazari, es un reloj mecánico que utiliza escapes conectados a un mecanismo de cuerda. [7]

La forma original de los relojes fue fabricada por el joyero y orfebre londinense James Cox en la segunda mitad del siglo XVIII. Hoy en día, el reloj es una exhibición destacada en las colecciones del Museo del Hermitage en San Petersburgo. El reloj también se muestra a diario en el canal de televisión ruso Russia-K. Se dice que el mecánico ruso Ivan Kulibin lo puso en funcionamiento. Desde 1797 hasta la actualidad, el reloj del pavo real ha sido una de las exposiciones más famosas del Hermitage. Es, además, el único gran autómata del siglo XVIII en el mundo que ha llegado hasta nosotros inalterado y en condiciones de funcionamiento.

 

Fuente: Muslim Heritage

 

Bibliografía

• Al-Jazari, The Book of Knowledge of Ingenious Mechanical Devices: Kitáb fí ma’rifat al-hiyal al-handasiyya, translated by D. R.. Hill. Dordrecht: D. Reidel, 1974.
• Al-Jazari, al-, Al-Jami’ bayn al-‘ilm wa ‘l-‘amal al-nafi’ fi sina’at al-hiyal. Edited by Ahmad Y. al-Hassan. Aleppo: Institute for the History of Arabic Science, 1979.
• Al-Muradi, Introduction to the English version of ‘The Book of Secrets in the Results of Ideas’, edited by Leonardo Research Centre for the Qatar Museums Authority.
• Salim T S Al-Hassani (ed.) “1001 Inventions: The Enduring Legacy of Muslim Civilisation” National Geographic, 2012. Also: “1001 Inventions: The Enduring Legacy of Muslim Civilization: Reference (4th) Edition Annotated, Text only”, https://www.amazon.co.uk/gp/product/B0775TFKVY.
• Salim Al-Hassani, The Machines of Al-Jazari and Taqi Al-Din (2004).
• Hariri, “Study and Analysis of the Water Machines in the book entitled ‘A Compendium of the Theory and Practice of the Mechanical Arts by al-Jazari’. Applying Modern systems on Control Engineering”. Master Thesis. Aleppo: Aleppo University (in Arabic), 1997.
• D R Hill, “Mechanical Engineering in the Medieval Near East”, Scientific American, May 1991.
• D R Hill, Arabic Water Clocks, University of Aleppo, Institute for the History of Arabic Science, 1981.
• Ananda K. Kumarasvami, The Treatise of Al-Jazari on Automata: Leaves from a Manuscript of the Kitab fi Ma’arifat al-Hiyal al-Handasiya in the Museum of Fine Arts, Boston, and Elsewhere. Boston: Museum of Fine Arts, 1924 (Communications to the trustees, VI).
• C G Ludlow and A S Bahrani, “Mechanical Engineering during the Early Islamic Period” , I. Mech. E, The Chartered Mechanical Engineer, 1978, pp. 79-83.
• George Sarton, “Introduction to the History of Science”, 1927, vol. 2, p. 510. Also: Krieger Publishing (31 Dec. 1975).

 

Referencias

[1] Al-Hassani, Salim, The Machines of Al-Jazari and Taqi Al-Din (2004). Ver también:

• Hill, D.R. Arabic Water Clocks, 37.
• Introducción a la versión en inglés de «The Book of Secrets in the Results of Ideas», editado por el Leonardo Research Centre for the Qatar Museums Authority, p. 11

[2] Al-Jazari, «The Book of Knowledge of Ingenious Mechanical Devices: Kitáb fí ma’rifat al-hiyal al-handasiyya», traducido por D. R. Hill. Dordrecht: D. Reidel, 1974.

[3] George Sarton, “Introduction to the History of Science”, 1927, vol. 2, p. 510. También: Krieger Publishing (31 de diciembre de 1975).

[4] Donald Hill, “Mechanical Engineering in the Medieval Near East”, Scientific American, mayo de 1991, págs. 64-9.

[5] C. G. Ludlow and A. S. Bahrani on “Mechanical Engineering during the Early Islamic Period”, I. Mech. E, The Chartered Mechanical Engineer, 1978, págs. 79-83.

[6] Salim T S Al-Hassani (ed.) “1001 Inventions: The Enduring Legacy of Muslim Civilisation” National Geographic, 2012. También “1001 Inventions: The Enduring Legacy of Muslim Civilization: Reference (4th) Edition Annotated, Text only”, https://www.amazon.co.uk/gp/product/B0775TFKVY.

[7] Yuna Zek, Antonina Balina, Mikhail Guryev, Yuri Semionov: The Peacock Clock – photos, history and description of the Peacock Clock at hermitagemuseum.org (sitio web del Museo del Hermitage, versión archivada)