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El carro que siempre señala el sur, usado en la antigua China para orientarse sin magnetismo

En China se utilizaban carros en campo de batalla ya en el siglo V a.C. Se trataba principalmente de elementos defensivos móviles para la protección de los soldados, mientras realizaban alguna actividad como la excavación de túneles o trincheras.

A partir de esos modelos primitivos se desarrolló en el siglo III d.C. un tipo de carro que funcionaba de manera parecida a una brújula, pero que en lugar de apuntar al norte, indicaba siempre el sur, independientemente de hacía dónde girase el carro.

Consistía en un vehículo de dos ruedas que incorporaba un puntero móvil que siempre indicaba el sur, y que solía tener la forma de una figura humana con el brazo extendido. Se utilizaba como brújula para la navegación, aunque es posible que tuviera también otros usos.

El primero conocido y documentado de forma fiable es el construido por el ingeniero Ma Jun, que vivió entre los años 200 y 265 d.C. durante la era de los Tres Reinos, en el reino de Wei. A él se le atribuye por tanto su invención, así como la del telar de seda.

Utilizaba un sistema de brújula direccional que no tenía función magnética, sino que funcionaba mediante el uso de engranajes diferenciales (que aplican la misma cantidad de par a las ruedas motrices que giran a diferentes velocidades), ya que la brújula de aguja magnética no se descubriría hasta más de siete siglos más tarde.

Modelo de carro expuesto en Dubai | foto Nemravik en Wikimedia Commons

Al comienzo del viaje el puntero se orientaba manualmente hacia el sur, y luego cada vez que el carro giraba el sistema de engranajes se encargaba de mantenerlo correctamente orientado con respecto al cuerpo del carro, para contrarrestar el giro, y que siguiera apuntando en una dirección constante al sur. Así, el mecanismo realizaba una especie de navegación por estima direccional, aunque propenso a errores e incertidumbres acumulativas.

La figura apuntadora estaba conectada, probablemente mediante engranajes intermedios, a un eje que giraba a una velocidad proporcional a la diferencia entre las velocidades de rotación de las ruedas. Cuando el carro se movía en línea recta las dos ruedas giraban a igual velocidad y por tanto el puntero no se movía. Cuando el carro giraba las ruedas giraban a diferentes velocidades y el diferencial hacía girar el puntero, compensando el giro del carro.

En los últimos períodos dinásticos medievales el carro que indicaba el sur de Ma Jun se combinó, en un solo dispositivo, con el odómetro que medía las distancias. Según las fuentes chinas parece que los carros se utilizaron, de forma intermitente, por los menos hasta el año 1300.

Los engranajes del modelo expuesto en Taiwan | foto SSR2000 en Wikimedia Commons

Algunos textos sugieren que la invención del dispositivo es mucho más antigua. El Libro de Song, una historia de la dinastía Liu Song (la primera de las Dinastías del Sur en China) escrita por Shen Yue entre los años 502 y 577 d.C. dice que

el carro que indica el sur fue construido por primera vez por el duque Zhou (a principios del primer milenio a.C.) como medio para conducir a casa a ciertos enviados que habían llegado desde una gran distancia más allá de las fronteras. El país que había que atravesar era una llanura sin límites, en la que la gente perdía la orientación hacia el este y el oeste, por lo que (el duque) hizo construir este vehículo para que los embajadores pudieran distinguir el norte y el sur.

Según este texto, Ma Jun se habría limitado a construir un nuevo ejemplar, ya que todos los anteriores se habían perdido, ante la incredulidad de algunos eruditos que afirmaban que tal artefacto nunca pudo haber existido:

En el Estado de Wei, (en el período de San Guo) Gaotong Long y Qin Lang eran famosos eruditos; disputaron sobre el carro que apuntaba al sur ante la corte, diciendo que no existía y que la historia era un sinsentido. Pero durante el periodo Qing Long (233-237) el emperador Ming Di encargó al erudito Ma Jun que construyera uno, y lo consiguió. Este se perdió de nuevo durante los problemas que acompañaron al establecimiento de la dinastía Jin

No obstante parece que todos estos carros no funcionaban demasiado bien (probablemente solo en trayectos cortos), por lo que durante los viajes los engranajes debían ser ajustados en numerosas ocasiones. Hasta que a finales del siglo V d.C. un ingeniero llamado Zi Zu Chongzhi parece que consiguió fabricar uno, tan bueno, que aunque tomó numerosas curvas y cambió en múltiples ocasiones de dirección, nunca dejó de apuntar al sur.

Así, hacia el final del período del reinado Sheng-Ming (477-479), el emperador Shun Di, durante el mandato del príncipe de Qi, encargó a Zi Zu Chongzhi la fabricación de uno, y cuando estuvo terminado fue probado por Wang Seng-qian, gobernador militar de Tanyang, y Liu Hsiu, presidente de la Junta de Censores. El trabajo era excelente, y aunque el carro se torció y giró en cien direcciones, la mano nunca dejó de apuntar al sur. Bajo los Jin, además, también había habido un barco que apuntaba al sur

En cualquier caso, la curvatura de la superficie de la Tierra habría hecho bastante imprecisos estos artefactos. Si lo trayectos fueran cortos las discrepancias serían pequeñas y sin importancia, pero en trayectos largos habrían funcionado como una brújula muy imperfecta.

Si realmente existieron carros que señalaban el sur y que funcionaban con engranajes diferenciales, se habrían adelantado muchos siglos al primer engranaje diferencial del que se tiene constancia, creado por Joseph Williamson para corregir la ecuación del tiempo de un reloj que mostraba la hora media local y la hora solar. No obstante, es posible que el mecanismo de Anticitera también usase engranajes diferenciales.

No se conserva ningún carro histórico de este tipo, pero se pueden ver réplicas más o menos fieles a los originales en el Museo de Historia de Pekín y el Museo del Palacio Nacional de Taipei (Taiwan). Además el Centro de Ciencias de Ontario en Toronto (Canadá) expone dos réplicas funcionales. Y hay ejemplos en otros lugares como Dubai y Japón.

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