Agua y Desarrollo Sustentable: Arquímedes, Pascal, Hipócrates y Aristóteles en: EL AGUA

El agua

La importancia del agua para Arquímedes de Siracusa. (Principio de Arquímedes)

“Todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un fluido (líquido o gas) recibe un empuje ascendente, igual al peso del fluido desalojado por el objeto”.

Este principio lo aplicamos y lo vemos en nuestra vida cotidiana. Por ejemplo: cuando nadamos y cuando tiramos un objeto al agua.

Como la densidad del agua es de 1 g/cm³ (1000 kg/m³), el número de gramos de masa del agua corresponde al número de centímetros cúbicos de volumen del objeto. Un objeto completamente sumergido siempre desplaza un volumen de líquido igual a su propio volumen.

El que un objeto flote o se hunda en un líquido depende de cómo es la fuerza de flotación comparada con el peso del objeto. El peso a su vez depende de la densidad del objeto.

De acuerdo a la magnitud de estas dos fuerzas se tienen los siguientes casos:

1) Si el peso del objeto sumergido es mayor que la fuerza de empuje, el objeto se hundirá.

2) Si el peso del cuerpo es igual a la fuerza de empuje que recibe, el objeto permanecerá flotando en equilibrio (una parte dentro del líquido y otra parte fuera de él).

3) Si el peso del objeto sumergido es menor que la fuerza de empuje que recibe, el objeto flotara en la superficie del líquido.

El principio de Arquímedes se aplica a objetos de cualquier densidad. En caso de conocer la densidad del objeto, su comportamiento al estar sumergido dentro de un fluido puede ser:

1) Si el objeto es más denso que el fluido en el cual está sumergido, el objeto se hundirá.

2) Si la densidad del objeto es igual a la del fluido en el cual está sumergido, el objeto no se hundirá ni flotara.

3) Si el objeto es menos denso que el fluido en el cual está sumergido, el objeto flotara en la superficie del fluido.

El valor de la fuerza de empuje se determina mediante la diferencia del peso real y la del peso aparente:

Empuje = peso real – peso aparente

El peso del cuerpo está dado por la expresión:

F_cpo = P_cpo = ρ_cpo • V_cpo • g

Y el peso del fluido desplazado o fuerza de empuje ejercida por el líquido:

E = ρ_liq • V_cpo • g

En donde:

E = es el empuje

V_cpo = el volumen que desplaza el cuerpo

ρ_liq = la densidad del líquido donde se sumerge el cuerpo

g = 9.81 m/s²

También podemos calcular el empuje que sufren los cuerpos que están sumergidos en un fluido usando la expresión:

E = V_cpo • ρ_liq•g = m_líq • g

De acuerdo a todo lo anterior, el empuje que recibe un cuerpo sumergido en un líquido puede determinarse por alguna de las siguientes expresiones:

Empuje = Peso del fluido desalojado

Empuje = Peso real – peso aparente en el líquido

Empuje = (densidad del cuerpo) (volumen del cuerpo sumergido) (gravedad)

E = ρ_cpo • V_cpo • g

Empuje = (Peso específico de la sustancia) (Volumen del líquido desalojado)

E = Pe • V_cpo

Empuje = (masa del líquido desplazado) (gravedad)

E = m_líq • g

Empuje = (densidad del líquido) (volumen del líquido desalojado) (gravedad)

E = ρ_liq • V_liq • g

· La importancia del agua para Blaise Pascal. (Principio de Pascal)

“A presión ejercida sobre un fluido poco compresible y en equilibrio dentro de un recipiente de paredes indeformables se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y en todos los puntos del fluido.”

La aplicación de esta ley puede observarse en diversos dispositivos que apelan a la energía hidráulica. De acuerdo a lo advertido por Pascal, el agua que ingresa a un recipiente con las características mencionadas, puede ser expulsada por cualquier agujero que tengan a la misma presión y velocidad.

El principio de Pascal es la clave del funcionamiento de las prensas hidráulicas, un tipo de máquina se toma como base para la creación de frenos, la prensa, el gato, el freno, el ascensor y la grúa y otros dispositivos que se utilizan en las industrias.

Una prensa hidráulica suele estar formada por un par de cilindros que se mantienen intercomunicados y que están llenos de aceite o de agua. A los lados de estos cilindros se instalan dos émbolos que se mantienen en contacto con el fluido. En el émbolo de menor sección se aplica una cierta fuerza, generando una presión que se transmite a la totalidad del líquido. De acuerdo a la mencionada ley de Pascal, dicha presión será idéntica a la ejercida por el líquido en el otro émbolo.

Este dispositivo, llamado prensa hidráulica, nos permite prensar, levantar pesos o estampar metales ejerciendo fuerzas muy pequeñas.

El recipiente lleno de líquido de la figura consta de dos cuellos de diferente sección cerrados con sendos tapones ajustados y capaces de res-balar libremente dentro de los tubos (pistones). Si se ejerce una fuerza (F1) sobre el pistón pequeño, la presión ejercida se transmite, tal como lo observó Pascal, a todos los puntos del fluido dentro del recinto y produce fuerzas perpendiculares a las paredes. En particular, la porción de pared representada por el pistón grande (A2) siente una fuerza (F2) de manera que mientras el pistón chico baja, el grande sube. La presión sobre los pistones es la misma.

Como p1=p2 (porque la presión interna es la misma para todos los puntos)

Entonces: F1/A1 es igual F2/A2 por lo que despejando un término se tiene que: F2=F1(A2/A1)

· La importancia del agua (los 4 humores) para Hipócrates. (Juramento hipocrático)

1. Los 4 humores

La teoría de los Cuatro Humores (o líquidos en el cuerpo humano) empezó a desarrollarla Hipócrates, cuando analizando una muestra de sangre descubrió que la parte roja de la sangre fresca era muy líquida, las partículas blancas de material mezcladas con la sangre eran lo que él denominó flemas, la espuma amarilla lo clasificó como Bilis Amarilla y la parte más densa la procesó con el nombre como Bilis Negra. Estos Humores, según él, podrían estar directamente relacionados con las cuatro estaciones del año, es decir: Bilis Amarilla con el Verano; Bilis Negra con el Otoño, Flema con el Invierno y Sangre con la Primavera.

Esa teoría de los Cuatro Humores se identificaba plenamente con la filosofía, de ahí que se formara la idea de que los Cuatro Humores de los hombres tenían que estar perfectamente equilibrados con el fin de evitar todo tipo de enfermedades tanto del cuerpo como del espíritu.

Según nos cuentan en sus escritos, "aquellos individuos con mucha Sangre eran sociables; aquellos otros con mucha Flema eran calmados; aquellos con mucha Bilis eran coléricos y aquellos con mucha Bilis Negra eran melancólicos."

La teoría de los “Cuatro Humores” dominaba la práctica médica, con médicos dispuestos a hacer diagnósticos basados en la estación del año y en el carácter del enfermo. Una vez diagnosticado el Humor que estaba descompensado en el paciente se procedía a su curación. Un diagnóstico de epilepsia significaba que la flema bloqueaba los conductos respiratorios del enfermo y eso arrastraba al cuerpo a rebelarse mediante convulsiones con el único fin de desbloquear esos conductos obstruidos para que volviera a circular el aire. También que las manías o rarezas de la gente eran causadas por la Bilis que probablemente estaría en plena ebullición en el cerebro. La Bilis Negra fue añadida como causante de la melancolía ya que por tratarse de una "toxina" lo mismo que envenenaba el cuerpo también envenenaba el cerebro (el alma).

Según esas teorías, vigentes aún en muchos países especialmente en zonas rurales de la India, podemos clasificar a los seres humanos por su temperamento como sigue:

1. El hombre flemático es propenso a holgazanear.

2. El melancólico (bilis negra) es meditabundo.
3. El sanguíneo ama la alegría y la música.

4. El colérico (bilis amarilla) es "Toda violencia".

2. Juramento Hipocrático

Juramento Hipocrático "Juro por Apolo el Médico y Esculapio por Hygeia y Panacea y por todos los dioses y diosas, poniéndolos de jueces, que éste mi juramento será cumplido hasta donde tengo poder y discernimiento. A aquel quien me enseñó este arte, le estimaré lo mismo que a mis padres; él participará de mi mantenimiento y si lo desea participará de mis bienes.
Consideraré su descendencia como mis hermanos, enseñándoles este arte sin cobrarles nada, si ellos desean aprenderlo.
Instruiré por concepto, por discurso y en todas las otras formas, a mis hijos, a los hijos del que me enseñó a mí y a los discípulos unidos por juramento y estipulación, de acuerdo con la ley médica, y no a otras personas.
Llevaré adelante ese régimen, el cual de acuerdo con mi poder y discernimiento será en beneficio de los enfermos y les apartará del prejuicio y el terror. A nadie daré una droga mortal aún cuando me sea solicitada, ni daré consejo con este fin. De la misma manera, no daré a ninguna mujer supositorios destructores; mantendré mi vida y mi arte alejado de la culpa.
No operaré a nadie por cálculos, dejando el camino a los que trabajan en esa práctica.
A cualesquier cosa que entre, iré por el beneficio de los enfermos, obteniéndome de todo error voluntario y corrupción, y de la lasciva con las mujeres u hombres libres o esclavos.
Guardaré silencio sobre todo aquello que en mi profesión, o fuera de ella, oiga o vea en la vida de los hombres que no deban ser público, manteniendo estas cosas de manera que no se pueda hablar de ellas.
Ahora, si cumplo este juramento y no lo quebranto, que los frutos de la vida y el arte sean míos, que sea siempre honrado por todos los hombres y que lo contrario me ocurra si lo quebranto y soy perjuro."

El juramento hipocrático es un juramento público que hacen los que van a empezar sus prácticas con pacientes o se gradúan en medicina, veterinaria, tecnología médica, fisioterapia, logopedia, odontología y enfermería, lo hacen igualmente otras personas del área de la salud. Se hace ante los otros médicos, doctores y ante la comunidad. Su contenido es de carácter ético, para orientar la práctica de su oficio, es también el juramento que se basa a partir de la responsabilidad del ser humano y conciencia de ella.

A partir del Renacimiento, el juramento empezó a usarse en algunas escuelas médicas, y esa costumbre se ha ido ampliando. Aun cuando sólo tenga en la actualidad un valor histórico y tradicional, allí donde se pronuncia, el tomarlo es considerado como un rito de pasaje o iniciación después de la graduación, y previo al ingreso a la práctica profesional de la medicina.

El contenido del juramento se ha adaptado a menudo a las circunstancias y conceptos éticos dominantes de cada sociedad.

· El agua como uno de los 4 elementos de Aristóteles.

Según Aristóteles, el mundo material estaba compuesto de cuatro elementos fundamentales: tierra, agua, aire y fuego. Cada uno de estos elementos tenía una posición natural en el universo, hacia la cual tendían a situarse. En esa visión del universo, la tierra se situaba en el centro, el agua como una capa cubriendo la tierra, el aire estaría por encima del agua y el fuego por encima de este último.

El elemento agua, junto con el fuego, la tierra y el aire, es uno de los cuatro elementos de las cosmogonías tradicionales en Occidente y está presente en todas las religiones y sus rituales, en la filosofía esotérica, en la alquimia y en la astrología. Se le atribuyen caracteres femeninos, pasivos y fecundantes.

La tendencia de los cuatro elementos era intentar volver a su posición. Los elementos pesados, agua y tierra, al centro y los elementos ligeros (aire y fuego) hacia fuera. Aristóteles, además mantenía la visión de que elementos más pesados caían a mayor velocidad, al tener más cantidad de tierra y agua, y por lo tanto estar más atraídos.

Para Aristóteles, los cuatro elementos se encontraban organizados alrededor del centro del universo para formar una esfera sublunar. Completaba su tradicional estudio anotando que "el agua es tanto fría como húmeda, y ocupa un espacio entre el aire y la tierra en las esferas elementales".

Aristóteles se dio cuenta La estrecha relación que había de los Cuatro Humores con los cuatro elementos: el fuego, el aire, el agua y la tierra además de algunas cualidades como caliente, frío, húmedo y seco, elementos junto con cualidades a las que no se hizo referencia expresa hasta los tiempos de Aristóteles en que aparecen muy claramente especificadas como tales en la "Cosmología" de Empédocles.