La rueda es una de las innovaciones fundamentales de la humanidad, pues supuso toda una revolución en la forma en que transportamos objetos y nos desplazamos. Aunque su impacto es incuestionable, sus orígenes exactos han sido motivo de debate durante siglos. ¿Dónde se inventó? ¿Cómo fue creada? Un reciente estudio titulado “Reconstructing the Invention of the Wheel Using Computational Structural Analysis and Design” ofrece una nueva perspectiva al combinar ingeniería estructural computacional y análisis arqueológico para descifrar cómo se desarrollaron los primeros seres humano este dispositivo clave.
El estudio, dirigido por Lee R. Alacoque, Richard W. Bulliet y Kai A. James, propone que la primera rueda fue inventada por mineros neolíticos en las montañas de los Cárpatos hacia el 3900 a.C. Estos mineros, en su intento de transportar grandes cantidades de mineral de cobre en un terreno accidentado, habrían utilizado rodillos y luego evolucionado hacia el diseño de ruedas con ejes.
Los rodillos como predecesores de la rueda
Antes de que la rueda se empleara en vehículos, los rodillos fueron el principal método de transporte de cargas pesadas. En las minas neolíticas de los Cárpatos, los mineros colocaban troncos redondeados debajo de los objetos que necesitaban mover. Esto reducía significativamente la fricción en comparación con arrastrar los objetos sobre el suelo. Sin embargo, este sistema tenía una limitación importante: los rodillos necesitaban ser recolocados constantemente delante de la carga para continuar el movimiento.
El estudio sugiere que el paso decisivo en la evolución de la rueda fue la creación de ranuras en los recipientes que contenían los minerales. Estas ranuras permitían que los rodillos permanecieran en su lugar mientras la carga se movía, lo que eliminaba la necesidad de reposicionar los rodillos constantemente. Esta innovación redujo aún más la fricción y permitió a los mineros transportar cargas más pesadas a través de los estrechos túneles de las minas.
“En este estudio, empleamos técnicas avanzadas de mecánica estructural computacional para arrojar luz sobre este antiguo enigma. Basándonos en este análisis, proponemos una posible trayectoria evolutiva de la rueda a través de tres grandes innovaciones. Además, presentamos un algoritmo de diseño computacional original que genera de manera autónoma un sistema de rueda y eje mediante un proceso evolutivo, ofreciendo una visión de cómo probablemente se desarrollaron las primeras ruedas hace unos 6000 años. Nuestro análisis aporta nuevas pruebas que apoyan la teoría recientemente avanzada de que la rueda fue probablemente inventada por mineros neolíticos que extraían mineral de cobre en las montañas de los Cárpatos alrededor del 3900 a.C. Además, mostramos cómo el descubrimiento de la rueda fue posible gracias a las características físicas únicas del entorno minero, cuyo impacto fue similar a las presiones selectivas que impulsan la evolución biológica”.
El nacimiento del eje
A partir de esta innovación, los mineros comenzaron a experimentar con una estructura más compleja que incluía un eje. El estudio de Alacoque y su equipo muestra que, al introducir un eje en el centro de los rodillos, estos se convirtieron en ruedas capaces de girar libremente. El eje no solo mejoraba la estabilidad de la estructura, sino que también hacía que el transporte fuera más eficiente al reducir la cantidad de energía necesaria para mover las cargas pesadas.
El uso del eje fue una de las principales razones por las cuales las ruedas se convirtieron en una tecnología tan exitosa y ampliamente adoptada. Esta configuración permitió el desarrollo de carros más sofisticados y fue la base para la evolución de las ruedas radiadas, que aparecerían siglos más tarde, alrededor del 2000 a.C., en civilizaciones como Mesopotamia y Egipto.
Innovaciones posteriores en el diseño de la rueda
El diseño de la rueda no se detuvo allí. A medida que las sociedades humanas avanzaban, la rueda evolucionó para adaptarse a diferentes necesidades. En Mesopotamia, por ejemplo, las primeras ruedas eran discos macizos de madera. Estas ruedas eran eficientes, pero pesadas. Fue en Anatolia, alrededor del 2000 a.C., donde se inventaron las ruedas con radios, una innovación clave que las hacía mucho más ligeras y ágiles. Esta mejora permitió su uso en carros de guerra y en vehículos de transporte, donde la velocidad y maniobrabilidad eran esenciales
Durante la Edad Media, las ruedas comenzaron a incorporar hierro en su estructura, lo que las hizo más resistentes. Sin embargo, fue durante la Revolución Industrial cuando la rueda experimentó su mayor transformación. La introducción del caucho y los neumáticos inflables por parte de inventores como Robert William Thomson a mediados del siglo XIX marcó el inicio de una nueva era en el transporte, haciendo que los vehículos fueran más rápidos y cómodos
La rueda en la actualidad
Hoy en día, la rueda sigue siendo un componente crucial en la ingeniería moderna. Desde los neumáticos de los automóviles hasta las ruedas utilizadas en maquinaria pesada, la rueda ha evolucionado considerablemente. Gracias a los avances en ciencia de materiales, las ruedas actuales están hechas de materiales como el acero y el caucho, diseñados para soportar diversas condiciones y reducir la fricción al máximo. Incluso hay Rover con ruedas especiales para permitir el desplazamiento en las superficies de la Luna y Marte.
Además de su uso en transporte, la rueda ha encontrado aplicaciones en industrias como la generación de energía. Las ruedas de molino, por ejemplo, siguen utilizándose para transformar la energía del agua en electricidad en algunos lugares. También se emplea en la ingeniería mecánica para reducir la fricción y aumentar la eficiencia en máquinas como relojes y generadores eléctricos
No fue la única vía
Los expertos son claros y no quieren ir más allá de lo que sugieren en su paper: “Cabe señalar que nuestra investigación no abarca todo el desarrollo histórico de la rueda, y esta no dejó de evolucionar con la aparición del sistema de eje y ruedas múltiples. La tecnología cerró el círculo en 1869 con la invención de los cojinetes de bolas radiales, que reintrodujeron el rodamiento bilateral pero resolvieron el problema de los rodillos gastados al encerrarlos dentro de una jaula. Tampoco queremos insinuar que esta fue la única vez en la historia en que la rueda fue descubierta de forma independiente. Los pueblos indígenas de América también conocían la locomoción sobre ruedas, como lo evidencian las figurillas con ruedas del siglo VIII a.C. en lo que hoy es el sur de México. Sin embargo, las ruedas de Boleráz representan el ejemplo más antiguo conocido de transporte sobre ruedas y son probablemente la fuente de su proliferación temprana en el Viejo Mundo”.
Referencias
- Alacoque, L. R., Bulliet, R. W., & James, K. A. (2024). “Reconstructing the invention of the wheel using computational structural analysis and design“. Royal Society Open Science, 11, 240373.
Cortesía de Muy Interesante
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