Por regla general, no es buena idea combinar agua con electrónica. De ahí que no convenga mojar tu teléfono móvil o tu ordenador, salvo que tengan la protección y aislamiento adecuados. Pero antes de la electrónica fue la mecánica, y aquí la cosa cambia. La energía hidráulica ha hecho posible mover grandes y pesadas estructuras con ayuda de corrientes de agua desde tiempos inmemoriales. Sustituyó la fuerza animal y humana. Todavía hoy sigue estando presente en la generación de electricidad pero también en automoción, construcción, minería, etc. Y otros muchos sectores gracias a las bombas, válvulas y motores hidráulicos modernos. No es de extrañar que, con la larga trayectoria de la hidráulica en la historia humana, a más de uno se le ocurriera emplearla en forma de ordenador de agua, como le ocurrió al ruso Vladimir Lukyanov, Vladímir Lukiánov en su versión hispana. El padre del integrador hidráulico.
La informática primitiva de principios del siglo XX, previa a la invención del transistor, estaba más emparentada con las máquinas que con los ordenadores actuales. Carentes de electrónica, su funcionamiento se basaba en palancas y engranajes. Estos traducían órdenes en acciones que afectaban a multitud de piezas mecánicas. En función del resultado, éste ofrecía la respuesta a un problema, normalmente un cálculo matemático. Vladímir Lukiánov pensó en sustituir ciertos elementos mecánicos de esos ordenadores primitivos. Y en emplear el agua como base.
El invento se conoció como integrador hidráulico, integrador de agua o integrador hidráulico de Lukianov. Un ordenador de agua analógico, sin electrónica de por medio. Lejos de la computación moderna, resolvía ecuaciones diferenciales. Algo de suma importancia para campos como la construcción o la aeronáutica. El primero en su especie y que mantuvo ese título durante, al menos medio siglo más. Esta es su historia.
El hormigón y los cambios térmicos
Vladímir Lukiánov. De nombre completo Vladímir Serguéyevich Lukiánov, nace en marzo de 1902 en Moscú cuando todavía reinaba el Zar. Tras graduarse en el liceo de Moscú, estudia en la facultad de construcción de la Universidad de Transportes de Rusia. Allí se gradua como ingeniero ferroviario en 1925. Uno de sus primeros trabajos será de gran envergadura. En varios sentidos. La construcción de las líneas férreas Troitsk-Orsk, de casi 500 kilómetros, y Kartaly-Magnitnaya, de 110 kilómetros.
En esta primera tarea, Lukiánov se da cuenta de que los cambios de temperatura afectan al hormigón. Tras su aplicación en verano, durante el invierno empiezan a surgir las primeras señales de rotura. Para obtener una solución a partir de los datos e información que tenía en sus manos, Lukiánov necesitaba realizar complejas ecuaciones diferenciales. Algo que requería demasiado tiempo y precisión.
¿Cómo realizar esos cálculos de manera rápida y precisa? Sin la tecnología que tenemos hoy en día. Era necesario crear una máquina que automatizase ese proceso. Un ordenador mecánico que respondiera sin error y en el menor tiempo posible. Y, curiosamente, Lukiánov descubrió que las leyes físicas que se aplican al agua tienen cierta similitud con las leyes que rigen la distribución del calor.
El ordenador de agua o integrador hidráulico
Vladímir Lukiánov inicia sus investigaciones sobre hidráulica y térmica en relación al hormigón en el Instituto Central de Vías y Construcción. En aquel entonces, 1930, se llamaba Instituto Central de Vías y Construcción del Comisariado Popular de Comunicaciones de la URSS. Hoy es el Instituto Central de Investigación de la Construcción del Transporte. Y seis años después, en 1936, de sus investigaciones nace un ordenador mecánico de agua, lo que todos conocerán como integrador hidráulico o integrador de agua. Lukiánov le puso el nombre técnico IG-1.
¿Por qué agua? Ya en 1934, dos años antes de construir su máquina y cuatro años después de empezar sus investigaciones, el ingeniero ruso propone un modelo hidráulico del proceso térmico. O lo que es lo mismo, unas bases científicas que permitían trabajar con las temperaturas del hormigón empleando el agua como equivalente. La primera vez en la historia que se hace algo así. Con anterioridad, otros habían trabajado en soluciones en forma de integradores mecánicos, pero nunca se había usado el agua como referencia.
El integrador hidráulico o IG-1 tenía el tamaño de un armario. Como todos los ordenadores de la época en adelante, hasta la llegada del transistor. Estaba fabricado en hierro. El nivel de agua, repartida en diferentes cámaras o tubos de vidrio, representaba determinados números. El flujo entre ellas equivalía a las operaciones matemáticas. En concreto, contaba con unos depósitos verticales interconectados con tubos de resistencia hidráulica variable y conectados a los depósitos móviles. Al subirlos y bajarlos, el flujo de agua cambiaba. Lejos de parecer un galimatías, el resultado se mostraba mediante un gráfico. Gráfico que se imprimía en papel. Eso sí, luego había que traducir ese gráfico a datos, pero la parte difícil ya estaba hecha. Había nacido la primera máquina informática que resolvía ecuaciones diferenciales, y además, era un ordenador de agua en vez de emplear exclusivamente elementos mecánicos.
Con todo, trabajar con esta máquina u ordenador de agua no era fácil. Era necesario realizar unos esquemas y cálculos previos para configurar los tubos y el agua de manera que se pudiera realizar el cálculo requerido por el operario. Pero aún así, el proceso era mucho más rápido y sencillo que si hubiera sido completamente manual. De ahí la importancia del integrador de agua.
La larga vida de los integradores de agua
Vladímir Lukiánov no se quedó en su primer integrador. Siguió trabajando en su mejora y perfeccionamiento. Tras el IG-1 de 1936, pone en marcha un segundo integrador en 1941. En esta ocasión, bidimensional. Y tal fue su importancia que se construyó en serie en la planta de Moscú de máquinas calculadoras. Ocho años después se crearía el Instituto Estatal de Máquinas Calculadoras. Y el ordenador de agua sería una de sus primeras máquinas insignia. Gracias a ellas se realizaron plantas energéticas, proyectos de minería y metalurgia. E incluso se aplicó en la aeronáutica y en la ciencia de cohetes. También se empleó para resolver los retos de construir en las arenas de Asia Central y en el permafrost de la Antártida.
El trabajo de Lukiánov seguirá adelante. En 1945 se doctora en Ciencias Técnicas. Gracias a una tesis relacionada con su analogía del agua para calcular las variaciones térmicas. Y en 1951 recibirá el Premio Estatal de la URSS o Premio Stalin. Entre otros premios y reconocimientos que obtendrá su fallecimiento en 1980.
Las sucesivas versiones de integradores hidráulicos se fueron empleando en la URSS hasta los años 90 del siglo pasado. Y es que desde 1949, la Unión Soviética contaba con un instituto de investigación dedicado en exclusiva a estas máquinas, el NIIschetmash. Sólo en la primera mitad de 1970 había en uso 115 de estas máquinas accionadas con agua. Por aquel entonces, ya existían los ordenadores electrónicos. Incluso en la propia URSS, desde que en 1950 viera la luz el MESM, acrónimo que en ruso significa Pequeña Máquina de Cálculo Electrónico, una máquina que empleaba tubos de vacío.
Como curiosidad, en 2015, ingenieros de la Universidad de Stanford, en California, anunciaron el desarrollo de un ordenador que empleaba gotas de agua como sustitutivo de los pulsos eléctricos de los ordenadores modernos. Aunque algo más lento que una computadora electrónica, este ordenador de agua pretendía ser una alternativa que permitiera controlar y manipular de manera precisa la materia física. Como eje central, contaba con un reloj magnético que sincronizaba las gotas para su correcto funcionamiento.
En la actualidad solamente quedan dos integradores de Lukiánov. Ambos se pueden encontrar en el Museo Politécnico de Moscú. Un recuerdo de una de las primeras máquinas de cálculos complejos. Es más, el integrador de agua aparece como uno de los primeros ordenadores tanto en la historia de la URSS como de la computación mundial. Los integradores hidráulicos son unos de los antepasados más lejanos de los ordenadores actuales. Hoy es posible realizar complicados cálculos y operaciones matemáticas mediante electrónica y en cuestión de segundos. En cambio, los integradores hidráulicos tan solo necesitaban de algo tan simple, en apariencia, como es el agua para realizar sus cálculos.
