La actividad agrícola ha saltado a la palestra nacional debido a las protestas de miles de campesinos de alrededor de 20 estados de la República que demandan un precio de garantía de siete mil 200 pesos por tonelada de maíz. Esto deja preparado el terreno para plantear algunas características de la producción agrícola en México.

De acuerdo con el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (Inegi) (Censo Agropecuario 2022), 26 por ciento de la superficie agrícola de México es de riego (aproximadamente 6.68 millones de hectáreas de un total de 25.7 millones), mientras que 74 por ciento es de temporal. De toda la superficie de regadío, alrededor del 79 por ciento se riega por gravedad y en 21 por ciento se utiliza riego presurizado, como el sistema de avance lateral, el pivote central (torre fija con un brazo rotativo que riega en círculos) y la microaspersión en algunos cultivos.

En los sistemas de riego por aspersión, el agua es presurizada mediante una bomba y se transporta a través de las tuberías principales y ramales hasta las boquillas de los aspersores, donde se dispersa mediante gotas finas. ¿Cómo se explica el movimiento del agua y de los fluidos en general? Mediante la ecuación de Bernoulli.

Daniel Bernoulli nació en 1700 en Groningen (Países Bajos), en una familia de célebres matemáticos que dominaron esta disciplina durante buena parte de los siglos XVII y XVIII. Su vida fue brillante, pero turbulenta: su hermano murió muy joven de tuberculosis; fue traicionado por su amigo Leonhard Euler y plagiado por su propio padre Johann Bernoulli, matemático eminente quien fue, a su vez, su maestro y con quien compartió el premio de la Académie Royale des Sciences de Francia en 1734.

La ecuación de Bernoulli fue el vórtice donde confluyeron los más grandes avances científicos de la época: Newton había explicado el movimiento de los astros, formulado la Ley de la Gravitación Universal e inventado el cálculo independientemente de Leibniz. En materia de fluidos, Leonardo da Vinci había observado que la velocidad del agua en un río aumenta cuando éste se estrecha (a menor área mayor velocidad). Leibniz había dejado formulada la idea de la conservación de la vis viva (aún no se le llamaba energía): conforme un objeto cae, va perdiendo altura; pero ganando fuerza viva.

Pese a su sólida formación como matemático, Daniel Bernoulli estudió medicina. Veía en el cuerpo humano un laboratorio natural donde aplicar la física y el cálculo. En 1725 fue invitado por Catalina I como profesor de matemáticas en la Academia Imperial de Ciencias en San Petersburgo y desde allí estudió el movimiento de la sangre y el comportamiento de los fluidos.

Ahora bien, ¿cómo medir la presión sanguínea sin hacer vivisecciones (cortar y abrir seres vivos para observar sus órganos en funcionamiento) y cómo surgió su ecuación? Bernoulli unió las siguientes ideas:

• La idea de Harvey de que, al romperse una arteria, la sangre brota y forma un chorro cuya altura varía con el latido del corazón (a mayor presión, mayor altura).

• Experimentando con tuberías perforadas con tubos capilares, vio que cuando el agua fluía lentamente, la columna en el capilar subía más; y cuando fluía rápidamente, subía menos; es decir: si un fluido usa su energía en moverse, le queda menos para empujar las paredes (a velocidades grandes, presiones bajas).

• Finalmente, Bernoulli retomó la idea de la conservación de la vis viva, que estaba formulada para los sólidos, para los fluidos, empleando el cálculo: si la velocidad del fluido disminuye, esa energía no se pierde, se expresa como un aumento en la presión, y viceversa.

El resultado fue su ecuación fundamental: P+½ pv2+pgh = constante

Años más tarde, esta ecuación fue llevada a la aeronáutica por el ingeniero y matemático ruso Nikolái Zhukovski: el aire rápido sobre el ala ejerce menos presión que el aire lento bajo ella, y esa diferencia “levanta” al avión (principio de sustentación).

Que la presión colectiva eleve las demandas de los campesinos como el aire hace a las alas.