Ingeniería de la Antigua Roma

Los antiguos romanos fueron famosos por sus avanzados logros en ingeniería . La tecnología para llevar agua corriente a las ciudades se desarrolló en el Cercano Oriente y Mesopotamia ^{[ 1 ]} , pero los romanos la transformaron en una tecnología inconcebible en Grecia. La arquitectura utilizada en Roma estuvo fuertemente influenciada por fuentes griegas y etruscas .

Las calzadas romanas se construyeron para ser inmunes a las inundaciones y otros peligros ambientales. Algunas de las calzadas construidas por los romanos todavía se utilizan hoy en día.

Existían varias 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. Encima de esta había cuatro estratos de mampostería. La capa inmediatamente superior al pavimentum se llamaba statumen . Tenía un pie de espesor y estaba hecha de piedras unidas con cemento o arcilla.

Por encima de esto, se encontraba el rudens , que consistía en diez pulgadas de hormigón compactado. La siguiente capa, el núcleo , estaba formada por capas sucesivas de hormigón, de doce a dieciocho pulgadas, colocadas y compactadas. Sobre el rudens se colocaban losas poligonales de sílex o lava, de uno a tres pies de diámetro y de ocho a doce pulgadas de espesor. La superficie superior final estaba hecha de hormigón o sílex bien alisado y ajustado.

Por lo general, cuando un camino se topaba con un obstáculo, los romanos preferían diseñar una solución en lugar de desviar el camino para rodearlo: se construían puentes sobre cursos de agua de todos los tamaños; los terrenos pantanosos se sorteaban mediante la construcción de calzadas elevadas con cimientos firmes; las colinas y los afloramientos rocosos se atravesaban con frecuencia mediante cortes o túneles en lugar de evitarlos (los túneles se construían con bloques rectangulares de roca dura).

Cada día, once acueductos diferentes abastecían a Roma con mil metros cúbicos (260 000 galones estadounidenses) de agua . El consumo de agua per cápita en la antigua Roma era comparable al de ciudades modernas como Nueva York o la actual Roma. 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 romanos del siglo I, escrito por Frontino .

Los acueductos podían tener una longitud de entre 10 y 100 km (10 y 60 millas) , y generalmente descendían desde una elevación de 300 m (1000 pies) sobre el nivel del mar en su origen, hasta los 100 m (330 pies) al llegar a los embalses alrededor de la ciudad. Los ingenieros romanos utilizaban sifones invertidos para transportar agua a través de un valle si consideraban que no era práctico construir un acueducto elevado. Las legiones romanas fueron las principales responsables de la construcción de los acueductos. El mantenimiento solía ser realizado por esclavos. ^{[ 3 ]}      

Los romanos fueron una de las primeras civilizaciones en aprovechar el poder del agua. Construyeron algunos de los primeros molinos de agua fuera de Grecia para moler harina y difundieron la tecnología de construcción de molinos de agua por toda la región mediterránea. Un ejemplo famoso se encuentra en Barbegal , en el sur de Francia, donde nada menos que 16 molinos de paletas construidos en la ladera de una colina eran accionados por un solo acueducto, cuya salida alimentaba el molino inferior en cascada.

También eran expertos en minería, construyendo acueductos necesarios para abastecer los equipos utilizados en la extracción de minerales metálicos, por ejemplo, la minería hidráulica , y construyendo embalses para almacenar el agua necesaria en la bocana de la mina. Se sabe que también eran capaces de construir y operar equipos mineros 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 Río Tinto en el suroeste de España. Estuvieron muy 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 jamás construidos. Se edificaban con piedra, utilizando el arco como estructura básica. La mayoría también empleaba hormigón. Construido en el año 142 a. C., el Pons Aemilius , posteriormente 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 siguió siendo el puente más largo jamás construido, tanto en longitud total como en longitud de tramo. Normalmente, estos puentes se elevaban al menos 18 metros sobre el nivel del agua.

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

Los romanos construyeron numerosas presas para la recolección de agua, como las de Subiaco , dos de las cuales alimentaban el Anio Novus , el mayor acueducto que abastecía a Roma. Se dice que una de las presas de Subiaco fue la más alta jamás encontrada o estimada. 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 en el río Sil para exponer depósitos aluviales de oro en el lecho del río. El yacimiento se encuentra cerca de la espectacular mina de oro romana de Las Médulas .

Se conocen varias presas de tierra en Gran Bretaña, incluyendo un ejemplo bien conservado de la Lanchester romana, Longovicium , donde pudo haber sido utilizada en la forja o fundición a escala industrial , a juzgar por los montones de escoria encontrados en este sitio en el norte de Inglaterra. Los depósitos para almacenar agua también son comunes a lo largo de los sistemas de acueductos, y se conocen numerosos ejemplos en 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 fiable desde los uadis detrás de muchos asentamientos.

Los edificios y la arquitectura de la Antigua Roma eran impresionantes. El Circo Máximo , por ejemplo, fue uno de los mayores recintos de espectáculos jamás construidos, con capacidad para albergar a unos 50 000 espectadores ^{[ 4 ]} . El Coliseo también ofrece un ejemplo de la arquitectura romana en su máxima expresión. Como uno de los muchos estadios construidos por los romanos, el Coliseo exhibe los arcos y las curvas característicos de los edificios romanos.

El Panteón de Roma sigue en pie como monumento y tumba, y las Termas de Diocleciano y las de Caracalla destacan por su excelente estado de conservación; las primeras aún conservan sus cúpulas intactas . Estos imponentes edificios públicos fueron imitados en numerosas capitales provinciales y ciudades de todo el imperio, y los principios generales de su diseño y construcción fueron descritos por Vitruvio a principios del milenio en su monumental obra De architectura .

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

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

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

El cemento se elaboraba con cal hidratada (óxido de calcio) mezclada con arena y agua. Los romanos descubrieron que al sustituir o complementar la arena con un aditivo puzolánico , como la 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, lo que garantizó su conservación hasta la época moderna.

Los romanos fueron los primeros en explotar depósitos minerales utilizando tecnología avanzada, especialmente el uso de acueductos para traer agua desde grandes distancias y facilitar las operaciones en la bocana. Su tecnología es más visible en yacimientos de Gran Bretaña como Dolaucothi , donde explotaron depósitos de oro con al menos cinco largos acueductos que conectaban con ríos y arroyos adyacentes. Utilizaban el agua para prospectar el mineral liberando una ola de agua desde un tanque para erosionar el suelo y dejar al descubierto la roca madre con las vetas expuestas. Utilizaban el mismo método (conocido como "hushing ") para eliminar la roca estéril y luego para enfriar las rocas calientes debilitadas por el fuego .

Estos métodos podían ser muy efectivos en la minería a cielo abierto, pero la ignición era muy peligrosa en las explotaciones subterráneas. Quedaron obsoletos con la introducción de los explosivos , aunque la minería hidráulica todavía se utiliza en los yacimientos de estaño aluvial. También se empleaban para obtener un suministro controlado para lavar el mineral triturado. Es muy probable que también desarrollaran molinos de estampación hidráulicos para triturar el mineral duro, que luego se lavaba para recoger el denso polvo de oro.

En las minas aluviales, aplicaron sus métodos de minería hidráulica a gran escala, como en Las Médulas, en el noroeste de España. Se pueden encontrar vestigios de depósitos y acueductos en muchas otras minas romanas antiguas. Plinio el Viejo describe estos métodos con gran detalle en su Historia Natural . También describió la minería subterránea profunda y menciona la necesidad de drenar las galerías mediante ruedas hidráulicas de paletas invertidas ; se han encontrado ejemplos reales en muchas minas romanas que quedaron al descubierto durante posteriores intentos de extracción. Las minas de cobre de Río Tinto fueron una fuente de estos artefactos, donde se encontró un conjunto de 16 en la década de 1920. También utilizaban tornillos de Arquímedes para extraer el agua de forma similar.

La ingeniería también estaba arraigada 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 tan solo diez días por un 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 participó activamente en la minería de oro y probablemente construyó el extenso complejo de acequias y cisternas en la mina de oro romana de Dolaucothi , en Gales, poco después de la conquista de la región en el año 75 d.C.

La tecnología de las ruedas hidráulicas alcanzó un alto nivel de desarrollo durante el período romano, un hecho atestiguado tanto por Vitruvio (en De architectura ) como por Plinio el Viejo (en Naturalis Historia ). El mayor complejo de ruedas hidráulicas se encontraba en Barbegal , cerca de Arlés , donde el sistema se abastecía mediante un canal del acueducto principal que alimentaba la ciudad. Se estima que el complejo constaba de dieciséis ruedas hidráulicas de flujo superior, dispuestas en dos líneas paralelas ladera abajo. El agua de salida de una rueda se convertía en la entrada de la siguiente en la secuencia.

Doce kilómetros al norte de Arles, en Barbegal, cerca de Fontvieille , donde el acueducto llegaba a una colina escarpada, alimentaba una serie de ruedas hidráulicas paralelas que impulsaban un molino harinero . Dos acueductos se unen justo al norte del complejo del molino, y una compuerta permitía a los operarios controlar el suministro de agua. Se conservan importantes restos de mampostería de los canales de agua y los cimientos de los molinos individuales, junto con una escalera que asciende por la colina sobre la que se construyeron. Al parecer, los molinos funcionaron desde finales del siglo I hasta finales del siglo III. ^{[ 5 ]} Se ha estimado que la capacidad de los molinos era de 4,5 toneladas de harina al día, suficiente para abastecer de pan a los 12.500 habitantes de la ciudad de Arelate en aquella época. ^{[ 6 ]}

El aserradero de Hierápolis era un aserradero romano de piedra accionado por agua ubicado en Hierápolis , Asia Menor (actual Turquía ). Data de la segunda mitad del siglo III d. C., ^{[ 7 ]} y es la máquina más antigua conocida que combina una manivela con una biela . ^{[ 8 ]}

El molino de agua se muestra en un relieve en el sarcófago de Marco Aurelio Amianos, un molinero local. Se muestra una rueda hidráulica alimentada por un canal de molino que acciona dos sierras de bastidor mediante un tren de engranajes que cortan bloques rectangulares. ^{[ 9 ]}

Se han encontrado arqueológicamente 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. ^{[ 1 ]} Se pueden encontrar referencias literarias a sierras de mármol accionadas por agua en Tréveris , actual Alemania , en el poema Mosela 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 . ^{[ 10 ]}

También existía un complejo de molinos en el Janículo de Roma , alimentado por el Aqua Traiana . Las Murallas Aurelianas se extendían hasta la cima de la colina, aparentemente para albergar los molinos de agua utilizados para moler grano y así obtener harina para el pan de la ciudad. Por lo tanto, es probable que el molino se construyera al mismo tiempo o antes que las murallas, bajo el mandato del emperador Aureliano (que reinó entre 270 y 275 d. C.). Los molinos se abastecían mediante un acueducto que descendía por una empinada ladera. ^{[ 11 ]}

El sitio se asemeja, por lo tanto, a Barbegal , aunque las excavaciones de finales de la década de 1990 sugieren que su diseño podría haber sido de tipo "subdivisión" en lugar de "sobredivisión". Los molinos estaban en funcionamiento en el año 537 d. C., cuando los godos que asediaban la ciudad cortaron el suministro de agua. Sin embargo, posteriormente fueron restaurados y es posible que permanecieran en funcionamiento al menos hasta la época del papa Gregorio IV (827-844). ^{[ 12 ]}

Se han reportado 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

• Davies, Oliver (1935). Minas romanas en Europa . Oxford.{{cite book}}: CS1 mantenimiento: falta el editor de ubicación ( enlace )
• Healy, AF (1999). Plinio el Viejo sobre la ciencia y la tecnología . Oxford: Clarendon.
• Hodge, T. (2001). Acueductos romanos y suministro de agua (2ª  ed.). Duckworth.
• Ritti, Tullia; Grewe, Klaus; Kessener, Paul (2007), "Un relieve de un aserradero de piedra accionado por agua en un sarcófago en Hierápolis y sus implicaciones" , Journal of Roman Archaeology , 20 : 138–163 , doi : 10.1017/S1047759400005341 , S2CID 161937987 
• Smith, Norman (1972). Historia de las represas . Citadel Press.
• Wilson, Andrew (2002), "Máquinas, poder y la economía antigua" , The Journal of Roman Studies , vol.  92, pp. 1–32 , doi : 10.2307/3184857 , JSTOR 3184857 , S2CID 154629776   

• Cuomo, Serafina. 2008. «Fuentes escritas antiguas sobre ingeniería y tecnología». En Manual Oxford de ingeniería y tecnología en el mundo clásico . Editado por John P. Oleson, 15-34. Nueva York: Oxford University Press.
• Greene, Kevin. 2003. «Arqueología y tecnología». En Guía práctica para la arqueología . Editado por John L. Bintliff, 155-173. Oxford: Blackwell.
• Humphrey, John W. 2006. Tecnología antigua . Westport, CT: Greenwood.
• McNeil, Ian, ed. 1990. Una enciclopedia de la historia de la tecnología . Londres: Routledge.
• Oleson, John P., ed. 2008. Manual de Oxford de ingeniería y tecnología en el mundo clásico . Nueva York: Oxford Univ. Press.
• Rihll, Tracey E. 2013. Tecnología y sociedad en los mundos griego y romano antiguos . Washington, DC: Sociedad Histórica Americana.
• White, Kenneth D. 1984. Tecnología griega y romana . Ithaca, NY: Cornell Univ. Press.