Source: The Conversation – (in Spanish) – By Álvaro De la Llave Propín, Doctor Ingeniero Agrónomo especializado en Acuicultura, Universidad Politécnica de Madrid (UPM)
El giro, o movimiento de rotación, puede manifestarse como un bucle destructivo o como una solución técnica brillante, dependiendo de cómo se aplique. Aunque solemos asociar la idea de “dar vueltas” a la mente humana —como ocurre en la rumiación mental, donde el cerebro procesa miles de pensamientos diarios que, bajo situaciones de estrés, giran en vacío gastando energía sin llegar a ninguna conclusión—, este mismo principio rige en el mundo de la ingeniería.
Cuando la circulación de un fluido o el movimiento de una máquina no están bien diseñados, se generan turbulencias, presiones descompensadas, desgaste prematuro de las piezas y un gasto inútil de energía. En cambio, cuando el giro se encauza mediante la geometría adecuada, esa misma rotación se transforma en una herramienta de transporte extraordinariamente eficiente y respetuosa con el medio.
La ingeniería milenaria del tornillo de Arquímedes
En el ámbito de la ingeniería agrícola y de pesquerías, la búsqueda de mecanismos eficientes para elevar fluidos es un reto histórico. Hace más de 2 000 años, el sabio griego Arquímedes de Siracusa adaptó e impulsó una solución geométrica clave conocida como el tornillo sin fin o tornillo de Arquímedes.
Este dispositivo consiste en una hélice helicoidal alojada en el interior de un cilindro o canal inclinado. Su funcionamiento es tan sencillo como ingenioso: al girar sobre su propio eje a una velocidad suave y constante, la parte inferior del tornillo recoge un volumen determinado de agua. Conforme la espiral rota, el fluido queda atrapado en las cavidades formadas por las roscas y asciende de forma continua y gradual hasta ser vertido en la parte superior.
A pesar de su antigüedad, esta tecnología sigue plenamente vigente. La razón técnica principal es que permite trasladar grandes caudales de agua sin requerir altas velocidades ni generar presiones extremas, lo que la convierte en el método más seguro para desplazar líquidos que contienen elementos sólidos o seres vivos en su interior.
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Acuicultura intensiva: succión rápida frente a elevación progresiva
En las instalaciones de acuicultura moderna, el transporte de biomasa es una operación delicada y recurrente. Mover miles de peces entre estanques de engorde, clasificarlos por tallas o conducirlos hacia el punto de cosecha exige sistemas de bombeo capaces de gestionar un alto volumen de agua sin comprometer la integridad física de los ejemplares.
Durante décadas, el estándar industrial ha sido el uso de bombas de succión hidráulica tradicionales o turbinas centrífugas. Estos equipos operan mediante la aspiración barométrica acelerada a través de tubos rectos, impulsando la mezcla mediante paletas metálicas o plásticas que giran a elevadas revoluciones.
Desde la perspectiva de la eficiencia mecánica pura, las bombas tradicionales son
máquinas compactas que alcanzan rendimientos termodinámicos superiores al 90 %,
ocupando muy poco espacio en la planta. Sin embargo, su impacto biológico es severo: los peces pueden sufrir aceleraciones bruscas, cambios drásticos de presión y choques directos contra las paletas en movimiento. Esto provoca colisiones, pérdida de escamas, daños musculares e incluso la muerte por colapso metabólico.
Para evitar que las hélices se atasquen con restos de pienso o detritos, estas instalaciones requieren complejas mallas de filtrado que elevan los costes de mantenimiento e incrementan la resistencia hidráulica del sistema. Como alternativa a tal violencia operativa, el tornillo de Arquímedes ofrece una
elevación por confinamiento biológico. La hélice gira a bajas revoluciones
(generalmente entre 10 y 100 revoluciones por minuto), confinando pequeñas masas de
agua y peces dentro de sus roscas. Al no existir cambios abruptos de presión
barométrica ni componentes de corte a gran velocidad, los animales mantienen una
dinámica de nado activo con una perturbación hidrodinámica mínima.
Aunque el tornillo helicoidal presenta un rendimiento energético algo menor (en torno al 75 %) y requiere una obra civil de mayor envergadura debido a la longitud y la inclinación de su canal, la ecuación bioeconómica favorece al diseño antiguo. Es decir, la mortalidad nula de los peces, la supresión de tiempos de parada por averías en filtros y el bajo desgaste de sus piezas amortizan con creces la inversión inicial en infraestructura.
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Evaluación científica y respuesta fisiológica
En nuestro equipo, formado por investigadores de las universidades Politécnica y Complutense de Madrid, hemos analizado experimentalmente cómo responden especies como la trucha arcoíris (Oncorhynchus mykiss) ante estos dos sistemas de transporte industrial. Medición en mano de biomarcadores de estrés en sangre y tejido muscular, la evidencia científica confirma que el tornillo de Arquímedes reduce significativamente el desequilibrio interno del organismo en comparación con las bombas de succión, de forma que los peces transportados por el sistema helicoidal muestran menores concentraciones de cortisol plasmático (la hormona del estrés) y preservan mejor las reservas glucogénicas del músculo, garantizando una superior calidad del producto final.
No obstante, los estudios revelaron un importante matiz fisiológico derivado de la
condición ectoterma de los peces, cuya temperatura corporal depende directamente del agua en la que se encuentran. En agua templada (entre 12 °C y 18 °C), los peces se encuentran en su rango de confort y el tornillo de Arquímedes resulta imbatible, ya que nadan tranquilamente contracorriente dentro del compartimento en ascenso sin sufrir secuelas físicas.
Sin embargo, en aguas frías o hipotérmicas, el metabolismo de la trucha se ralentiza provocando un estado de aletargamiento donde la obligación biomecánica de nadar de forma continuada para mantener la posición dentro del canal exige un esfuerzo muscular excesivo para un cuerpo metabólicamente deprimido, por lo que, en este escenario concreto, una aspiración rápida por bomba puede suponer un menor desgaste físico total a pesar del impacto del choque inicial.
La aplicación del tornillo sin fin en la acuicultura demuestra que el avance en la
ingeniería no siempre exige soluciones complejas o velocidades extremas. La
biomecánica confirma que un principio físico geométricamente simple, ideado en la
Antigüedad, sigue siendo la tecnología más sólida para conciliar la eficiencia en el manejo de fluidos con las exigencias normativas y éticas del bienestar animal.
Morris Villarroel recibe fondos del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades para proyectos que indagan en la producción acuícola y el bienestar de los peces.
Álvaro De la Llave Propín no recibe salario, ni ejerce labores de consultoría, ni posee acciones, ni recibe financiación de ninguna compañía u organización que pueda obtener beneficio de este artículo, y ha declarado carecer de vínculos relevantes más allá del cargo académico citado.
– ref. El tornillo de Arquímides: un invento de la Antigüedad para la industria acuícola del siglo XXI – https://theconversation.com/el-tornillo-de-arquimides-un-invento-de-la-antiguedad-para-la-industria-acuicola-del-siglo-xxi-281816
Original source: https://submissions.mil-osi.com/2026/11/12/el-tornillo-de-arquimides-un-invento-de-la-antiguedad-para-la-industria-acuicola-del-siglo-xxi-281816/