Ingeniería romana antigua

Los antiguos romanos eran famosos por sus avanzados logros en ingeniería . La tecnología para llevar agua corriente a las ciudades ^{se desarrolló} en Oriente, ^pero los romanos la transformaron en una tecnología inconcebible en Grecia. La arquitectura utilizada en Roma estaba fuertemente influenciada por fuentes griegas y etruscas .

Las calzadas romanas se construyeron para que fueran inmunes a las inundaciones y otros peligros ambientales. Algunas de ellas todavía se utilizan en la actualidad.

Existían diversas variantes de una calzada romana estándar. La mayoría de las calzadas de mayor calidad estaban compuestas por cinco capas. La capa inferior, llamada pavimentum , tenía una pulgada de espesor y estaba hecha de mortero. Por encima de esta había cuatro estratos de mampostería. La capa directamente encima del pavimentum se llamaba statumen . Tenía un pie de espesor y estaba hecha de piedras unidas entre sí con cemento o arcilla.

Por encima de eso, estaba el rudens , que estaba hecho de diez pulgadas de hormigón apisonado. La siguiente capa, el núcleo , estaba hecha de doce a dieciocho pulgadas de capas de hormigón colocadas y apisonadas sucesivamente. Summa crusta de sílex o losas poligonales de lava, de uno a tres pies de diámetro y de ocho a doce pulgadas de espesor, se colocaron sobre el rudens. La superficie superior final estaba hecha de hormigón o pedernal bien alisado y ajustado.

Generalmente, cuando un camino encontraba un obstáculo, los romanos preferían diseñar una solución al obstáculo en lugar de redirigir el camino para evitarlo: se construían puentes sobre vías fluviales de todos los tamaños; los terrenos pantanosos se solucionaban mediante la construcción de calzadas elevadas con cimientos firmes; con frecuencia se cortaban o hacían túneles en colinas y afloramientos en lugar de evitarlos (los túneles se hacían con bloques rectangulares de roca dura).

Once acueductos diferentes llevaban a Roma mil metros cúbicos de agua cada día. El consumo de agua per cápita en la antigua Roma era similar al de ciudades modernas como Nueva York o la Roma actual. La mayor parte del agua se destinaba a uso público, como baños y alcantarillado. De aquaeductu es el tratado definitivo en dos volúmenes sobre los acueductos de Roma del siglo I, escrito por Frontino .

Los acueductos podían tener una longitud de entre 10 y 100 km y, por lo general, descendían desde una altura de 300 m sobre el nivel del mar en su origen hasta 100 m cuando llegaban a los embalses que rodeaban la ciudad. Los ingenieros romanos utilizaban sifones invertidos para trasladar el agua a través de un valle si consideraban que no era práctico construir un acueducto elevado. Las legiones romanas fueron en gran medida las responsables de la construcción de los acueductos. El mantenimiento solía estar a cargo de esclavos. ^[2]

Los romanos fueron una de las primeras civilizaciones en aprovechar la energía del agua. Construyeron algunos de los primeros molinos de agua fuera de Grecia para moler harina y difundieron la tecnología para construir molinos de agua por toda la región mediterránea. Un ejemplo famoso se encuentra en Barbegal , en el sur de Francia, donde no menos de 16 molinos de agua construidos en la ladera de una colina funcionaban con un único acueducto, y la salida de uno de ellos alimentaba el molino de abajo en forma de cascada.

También eran expertos en minería, construyendo acueductos necesarios para abastecer el equipo utilizado en la extracción de minerales metálicos, por ejemplo, la minería hidráulica , y la construcción de depósitos para contener el agua necesaria en la boca de la mina. Se sabe que también eran capaces de construir y operar equipos de minería como molinos trituradores y máquinas de deshidratación. Se han excavado ruedas verticales de gran diámetro de época romana, para elevar agua, en las minas de Rio Tinto en el suroeste de España. Estuvieron estrechamente involucrados en la explotación de recursos auríferos como los de Dolaucothi en el suroeste de Gales y en el noroeste de España, un país donde la minería de oro se desarrolló a gran escala a principios del siglo I d. C., como en Las Médulas .

Los puentes romanos fueron de los primeros puentes grandes y duraderos que se construyeron. Se construyeron con piedra, empleando el arco como estructura básica. La mayoría también utilizaba hormigón. Construido en el año 142 a. C., el Pons Aemilius , más tarde llamado Ponte Rotto (puente roto), es el puente de piedra romano más antiguo de Roma, Italia.

El puente romano más grande fue el puente de Trajano sobre el bajo Danubio, construido por Apolodoro de Damasco , que durante más de un milenio fue el puente más largo jamás construido, tanto en longitud total como en longitud de tramo. Normalmente se elevaban al menos 18 metros por encima del nivel del agua.

Un ejemplo de construcción de puentes militares temporales son los dos puentes de César sobre el Rin .

Los romanos construyeron muchas presas para la recogida de agua, como las presas de Subiaco , dos de las cuales alimentaban Anio Novus , el mayor acueducto que abastecía a Roma. Una de las presas de Subiaco era supuestamente la más alta jamás encontrada o inferida. Construyeron 72 presas en España, como las de Mérida , y se conocen muchas más en todo el imperio. En un yacimiento, Montefurado en Galicia , parece que construyeron una presa a través del río Sil para exponer depósitos de oro aluvial en el lecho del río. El yacimiento está cerca de la espectacular mina de oro romana de Las Médulas .

Se conocen varias presas de tierra en Gran Bretaña, incluido un ejemplo bien conservado de la Lanchester romana, Longovicium , donde puede haber sido utilizado en la forja o fundición a escala industrial , a juzgar por las pilas de escoria encontradas en este sitio en el norte de Inglaterra. Los tanques para almacenar agua también son comunes a lo largo de los sistemas de acueducto, y se conocen numerosos ejemplos de un solo sitio, las minas de oro de Dolaucothi en el oeste de Gales . Las presas de mampostería eran comunes en el norte de África para proporcionar un suministro de agua confiable desde los wadis detrás de muchos asentamientos.

Los edificios y la arquitectura de la Antigua Roma eran impresionantes. El Circo Máximo , por ejemplo, era lo suficientemente grande como para ser utilizado como estadio. El Coliseo también es un ejemplo de la arquitectura romana en su máxima expresión. El Coliseo, uno de los muchos estadios construidos por los romanos, exhibe los arcos y curvas que se asocian comúnmente con los edificios romanos.

El Panteón de Roma sigue en pie como monumento y tumba, y las Termas de Diocleciano y las Termas de Caracalla son notables por su estado de conservación; las primeras aún poseen cúpulas intactas . Estos enormes edificios públicos fueron copiados en numerosas capitales y ciudades provinciales de todo el imperio, y los principios generales detrás de su diseño y construcción están descritos por Vitruvio en su monumental obra De architectura , escrita a principios del milenio .

La tecnología desarrollada para los baños fue especialmente impresionante, en particular el uso generalizado del hipocausto como uno de los primeros tipos de calefacción central desarrollados en el mundo. Ese invento se utilizó no solo en los grandes edificios públicos, sino que se extendió a los edificios domésticos, como las numerosas villas que se construyeron por todo el Imperio.

Los materiales más comunes utilizados eran el ladrillo , la piedra o mampostería , el cemento , el hormigón y el mármol . Los ladrillos se presentaban en muchas formas diferentes. Los ladrillos curvos se utilizaban para construir columnas y los ladrillos triangulares para construir muros.

El mármol era principalmente un material decorativo. Augusto se jactó en cierta ocasión de haber convertido a Roma de una ciudad de ladrillos en una ciudad de mármol. Los romanos habían traído originalmente el mármol de Grecia, pero más tarde encontraron sus propias canteras en el norte de Italia.

El cemento se fabricaba a partir de cal hidratada (óxido de calcio) mezclada con arena y agua. Los romanos descubrieron que sustituyendo o complementando la arena con un aditivo puzolánico , como ceniza volcánica, se obtenía un cemento muy duro, conocido como mortero hidráulico o cemento hidráulico . Lo utilizaron ampliamente en estructuras como edificios, baños públicos y acueductos, asegurando su supervivencia hasta la era moderna.

Los romanos fueron los primeros en explotar depósitos minerales utilizando tecnología avanzada, especialmente el uso de acueductos para traer agua desde grandes distancias para ayudar a las operaciones en la bocamina. Su tecnología es más visible en sitios en Gran Bretaña como Dolaucothi , donde explotaron depósitos de oro con al menos cinco acueductos largos que aprovechaban ríos y arroyos adyacentes. Usaban el agua para prospectar minerales liberando una ola de agua desde un tanque para raspar el suelo y así revelar el lecho de roca con cualquier veta expuesta a la vista. Usaban el mismo método (conocido como silenciamiento ) para eliminar los desechos de roca y luego apagar las rocas calientes debilitadas por el fuego .

Estos métodos podían ser muy eficaces en la minería a cielo abierto, pero el fuego era muy peligroso cuando se utilizaba en explotaciones subterráneas. Se hicieron innecesarios con la introducción de los explosivos , aunque la minería hidráulica todavía se utiliza en los minerales de estaño aluviales. También se utilizaban para producir un suministro controlado para lavar el mineral triturado. Es muy probable que también desarrollaran molinos de estampillas accionados por agua para triturar el mineral duro, que podía lavarse para recoger el pesado polvo de oro.

En las minas aluviales, aplicaron sus métodos de minería hidráulica a gran escala, como Las Médulas en el noroeste de España. Se pueden encontrar rastros de tanques y acueductos en muchas otras minas romanas tempranas. Los métodos están descritos con gran detalle por Plinio el Viejo en su Naturalis Historia . También describió la minería profunda subterránea y menciona la necesidad de desaguar las labores utilizando ruedas hidráulicas de pescante invertido , y se han encontrado ejemplos reales en muchas minas romanas expuestas durante intentos de minería posteriores. Las minas de cobre de Río Tinto fueron una fuente de tales artefactos, donde se encontró un conjunto de 16 en la década de 1920. También utilizaron tornillos de Arquímedes para eliminar el agua de una manera similar.

La ingeniería también estaba arraigada institucionalmente en el ejército romano, que construyó fuertes, campamentos, puentes, caminos, rampas, empalizadas y equipos de asedio, entre otros. Uno de los ejemplos más notables de construcción de puentes militares en la República romana fue el puente de Julio César sobre el río Rin . Este puente fue completado en solo diez días por un dedicado equipo de ingenieros. Sus hazañas en las guerras dacias bajo el mando de Trajano a principios del siglo II d. C. están registradas en la columna de Trajano en Roma.

El ejército también estuvo estrechamente involucrado en la minería de oro y probablemente construyó el extenso complejo de pozos y cisternas en la mina de oro romana de Dolaucothi en Gales, poco después de la conquista de la región en el 75 d.C.

La tecnología de las ruedas hidráulicas alcanzó un alto nivel durante el período romano, un hecho atestiguado tanto por Vitruvio (en De architectura ) como por Plinio el Viejo (en Naturalis Historia ). El complejo más grande de ruedas hidráulicas existía en Barbegal, cerca de Arles , donde el sitio estaba alimentado por un canal proveniente del acueducto principal que alimentaba la ciudad. Se estima que el sitio comprendía dieciséis ruedas hidráulicas independientes dispuestas en dos líneas paralelas a lo largo de la ladera. El agua que salía de una rueda se convertía en la entrada de la siguiente en la secuencia.

A doce kilómetros al norte de Arles, en Barbegal, cerca de Fontvieille , donde el acueducto llegaba a una colina empinada, el acueducto alimentaba una serie de ruedas hidráulicas paralelas para accionar un molino de harina . Hay dos acueductos que se unen justo al norte del complejo del molino, y una compuerta que permitía a los operadores controlar el suministro de agua al complejo. Hay importantes restos de mampostería de los canales de agua y los cimientos de los molinos individuales, junto con una escalera que sube por la colina sobre la que están construidos los molinos. Al parecer, los molinos funcionaron desde finales del siglo I hasta aproximadamente finales del siglo III. ^[3] La capacidad de los molinos se ha estimado en 4,5 toneladas de harina por día, suficiente para suministrar suficiente pan para los 12.500 habitantes que ocupaban la ciudad de Arelate en ese momento. ^[4]

El aserradero de Hierápolis era un aserradero de piedra romano accionado por agua en Hierápolis , Asia Menor (actual Turquía ). Data de la segunda mitad del siglo III d. C. ^[5] El aserradero es la máquina más antigua conocida que combina una manivela con una biela . ^[6]

El molino de agua se muestra en un relieve elevado en el sarcófago de Marco Aurelio Amiano, un molinero local . Se muestra una rueda hidráulica alimentada por un canal de molino que acciona dos sierras de bastidor a través de un tren de engranajes que corta bloques rectangulares. ^[7]

Existen arqueológicamente testimonios de otros mecanismos de manivela y biela, sin tren de engranajes, en los aserraderos de piedra accionados por agua del siglo VI d. C. en Gerasa , Jordania , y Éfeso , Turquía. ^[8] Se pueden encontrar referencias literarias a sierras de mármol accionadas por agua en Tréveris , ahora Alemania , en el poema Mosella de Ausonio de finales del siglo IV d. C. Estas referencias dan testimonio de un uso diversificado de la energía hidráulica en muchas partes del Imperio romano . ^[9]

En el Janículo de Roma también existía un complejo de molinos alimentados por el agua de Trajano . Las murallas aurelianas fueron llevadas hasta la colina aparentemente para incluir los molinos de agua utilizados para moler grano para proporcionar harina de pan para la ciudad. Por lo tanto, el molino probablemente fue construido al mismo tiempo o antes de que el emperador Aureliano (que reinó entre 270 y 275 d. C.) construyera las murallas. Los molinos se abastecían desde un acueducto, desde donde descendían por una colina empinada. ^[10]

El yacimiento se parece a Barbegal , aunque las excavaciones realizadas a finales de los años 1990 sugieren que es posible que su diseño fuera inferior al de los molinos. Los molinos estaban en uso en el año 537 d. C., cuando los godos que asediaban la ciudad cortaron el suministro de agua. Sin embargo, fueron restaurados posteriormente y es posible que permanecieran en funcionamiento al menos hasta la época del papa Gregorio IV (827-844). ^[11]

Se ha informado de muchos otros yacimientos en todo el Imperio Romano , aunque muchos permanecen sin excavar.

• Lista de molinos de agua romanos
• Agricultura romana
• Metalurgia romana
• Minería romana
• Tecnología romana

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