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Cómo Conseguían Agua Dulce las Civilizaciones Antiguas?

Un acueducto es un suministro de agua o canal navegable construido para transportar agua. En la ingeniería moderna, el término se utiliza para cualquier sistema de tuberías, zanjas, canales, túneles y otras estructuras utilizadas para este fin. En un uso más restringido, acueducto (ocasionalmente puente de agua) se aplica a cualquier puente o viaducto que transporta agua, en lugar de un camino, carretera o vía férrea, a través de un desnivel. 

Los grandes acueductos navegables se utilizan como enlaces de transporte para embarcaciones o barcos. Los acueductos deben atravesar un cruce al mismo nivel que los cursos de agua en cada extremo. La palabra se deriva del latín aqua («agua») y ducere («conducir»).

acueducto romano 2

Los romanos construyeron acueductos para traer un flujo constante de agua desde fuentes distantes a ciudades y pueblos, abasteciendo baños públicos, letrinas, fuentes y hogares privados. 

Las aguas residuales fueron eliminadas por los sistemas de alcantarillado y vertidas en cuerpos de agua cercanos, manteniendo las ciudades limpias y libres de desechos nocivos. Algunos acueductos también servían agua para minería, procesamiento, manufactura y agricultura.

Los acueductos movían el agua solo por gravedad, a lo largo de una ligera pendiente descendente dentro de conductos de piedra, ladrillo u hormigón.

La mayoría fueron enterrados bajo tierra y siguieron sus contornos; los picos que obstruían se eludían o, con menos frecuencia, se atravesaban por túneles. Donde intervenían valles o tierras bajas, el conducto se transportaba sobre puentes, o su contenido se alimentaba a tuberías de plomo, cerámica o piedra de alta presión y se extraía con sifón. 

La mayoría de los sistemas de acueductos incluían tanques de sedimentación, esclusas y tanques de distribución para regular el suministro según las necesidades.

El primer acueducto de Roma abastecía una fuente de agua situada en el mercado de ganado de la ciudad. En el siglo III d. C., la ciudad tenía once acueductos para sostener a una población de más de 1.000.000 en una economía despilfarradora de agua; la mayor parte del agua abastecía a los numerosos baños públicos de la ciudad. Ciudades y municipios de todo el Imperio Romano emularon este modelo y financiaron acueductos como objetos de interés público y orgullo cívico, «un lujo costoso pero necesario al que todos podían aspirar y lo hicieron».

La mayoría de los acueductos romanos demostraron ser confiables y duraderos; algunos se mantuvieron hasta principios de la era moderna y algunos todavía están parcialmente en uso. Vitruvio proporciona métodos de topografía y construcción de acueductos en su obra De Architectura (siglo I a. C.). El general Frontino da más detalles, en su informe oficial sobre los problemas, usos y abusos del suministro público de agua de la Roma Imperial. Ejemplos notables de la arquitectura del acueducto incluyen los pilares de apoyo del Acueducto de Segovia y las cisternas alimentadas por el acueducto de Constantinopla.

Fondo

Antes de desarrollar la tecnología de acueductos, los romanos, como la mayoría de sus contemporáneos en el mundo antiguo, dependían de fuentes de agua locales como manantiales y arroyos, complementadas con agua subterránea de pozos privados o públicos, y con agua de lluvia estacional drenada de los techos hacia tinajas y cisternas de almacenamiento. 

La dependencia de las comunidades antiguas de tales recursos hídricos restringió su crecimiento potencial. 

Los acueductos de Roma no fueron estrictamente invenciones romanas, sus ingenieros habrían estado familiarizados con las tecnologías antiguas, probadas y probadas de gestión del agua de los vecinos etruscos y los aliados griegos, pero demostraron ser notablemente exitosos.

 A principios de la era imperial, los acueductos de la ciudad sustentaban a una población de más de un millón y un suministro de agua extravagante para servicios públicos como baños,

Acueductos en la Ciudad de Roma

Roma tenía varios manantiales dentro de los muros de su perímetro, pero su agua subterránea era notoriamente desagradable y el agua del Tíber no era segura para beber. La demanda de agua de la ciudad probablemente había excedido durante mucho tiempo sus suministros locales cuando el censor Appius Claudius Caecus encargó el Aqua Appia, el primer acueducto de Roma (312 a. C.) como uno de los dos proyectos importantes financiados con fondos públicos; el otro era un camino estratégico entre Roma y Capua, el primer tramo de la llamada Vía Apia.

Ambos proyectos probablemente tenían un alto valor estratégico, ya que la tercera guerra samnita de Roma había estado en marcha durante unos treinta años. El camino permitió rápidos movimientos de tropas; y por diseño o coincidencia afortunada, la mayor parte del Aqua Appia corría dentro de un conducto enterrado, relativamente a salvo de un ataque. Fue alimentado por un manantial a 16,4 km de Roma y descendió 10 metros en toda su longitud para descargar aproximadamente 75.500 metros cúbicos de agua por día en una fuente en el mercado de ganado de Roma, el Foro Boarium, uno de los espacios públicos más bajos de la ciudad. 

Un segundo acueducto, el Viejo Anio, se encargó unos cuarenta años después, financiado con el botín incautado a Pirro de Epiro. Su caudal era más del doble que el del Aqua Appia, y entraba en la ciudad por arcos elevados, abasteciendo de agua a las elevaciones más altas de la ciudad.

Hacia el 145 a. C., la ciudad había superado nuevamente sus suministros combinados; una comisión oficial encontró los conductos del acueducto deteriorados y agotados por fugas y tomas ilegales. El pretor Quintus Marcius Rex los restauró e introdujo un tercer suministro «más saludable», el Aqua Marcia, el acueducto más largo de Roma y lo suficientemente alto como para abastecer a la Colina Capitolina. Las obras costaron 180.000.000 sestercios y tardaron dos años en terminarse.

A medida que la demanda creció aún más, se construyeron más acueductos; el Aqua Tepula en el 127 a.C. y el Aqua Julia en el 33 a.C. Los programas de construcción de acueductos alcanzaron su punto máximo en la Era Imperial. El reinado de Augusto vio la construcción del Aqua Virgo y el breve Aqua Alsietina que abastecía el lago artificial de Trastevere con agua «positivamente insalubre» para organizar peleas navales para entretener a la población; su derramamiento era apto solo para riego. Otro breve acueducto de Augusto complementó el Aqua Marcia con agua de «excelente calidad».

acueductos en roma
Pont du Gard es un antiguo acueducto romano en Provenza, Francia

El emperador Calígula añadió o comenzó dos acueductos completados por su sucesor Claudio; el Aqua Claudia de 38 millas, que dio agua de buena calidad pero falló en varias ocasiones; y el Anio Novus, el más alto de todos los acueductos de Roma y uno de los más confiables pero propenso a aguas turbias y descoloridas, particularmente después de la lluvia, a pesar de su uso de tanques de sedimentación.

La mayor parte del suministro de agua de Roma ahora se basaba en varios manantiales en el valle y las tierras altas del Annio, al este. Un complejo sistema de empalmes de acueductos, alimentaciones tributarias y tanques de distribución abastecía cada parte de la ciudad al este del Tíber. Al oeste del Tíber, ningún acueducto suministraba agua potable hasta que el emperador Trajano construyó el Aqua Traiana, que traía agua de los acuíferos alrededor del lago Bracciano. A fines del siglo III d. C., la ciudad se abastecía de agua de 11 acueductos.

Se construyeron cientos de acueductos similares en todo el Imperio Romano, aunque los sistemas no eran tan extensos como los que abastecían a la ciudad de Roma. Muchos de ellos han sido destruidos, pero quedan varias partes intactas. Dos de los acueductos más famosos son el Pont du Gard en Francia y el que se encuentra en Segovia, España.

Planificación, Topografía y Construcción

Los manantiales eran, con mucho, las fuentes más comunes de agua para acueductos; la mayor parte del suministro de Roma provenía de varios manantiales en el valle de Anio y sus tierras altas. Algunos sistemas extraían agua de embalses construidos especialmente, como los dos (todavía en uso) que abastecían el acueducto en la ciudad provincial de Emerita Augusta. En el Libro 8 de su De Architectura, Vitruvio describe la necesidad de asegurar un suministro constante, métodos de prospección y pruebas de agua potable.

Se emplearon varias herramientas topográficas para trazar el curso de los acueductos a lo largo del paisaje. Los niveles horizontales se comprobaron utilizando un chorobates, un marco de madera de superficie plana equipado con un nivel de agua. Los rumbos y los ángulos se podían trazar y comprobar utilizando un groma, un aparato relativamente simple que probablemente fue desplazado por la dioptra más sofisticada, precursora del teodolito moderno.

Conductos y Gradientes

conductos y gradientes romanos

La mayoría de los acueductos romanos eran conductos de sección en arco de fondo plano que corrían de 0,5 a 1 m por debajo de la superficie del suelo, con cubiertas de inspección y acceso a intervalos regulares. Los conductos sobre el nivel del suelo generalmente estaban rematados con losas. Los primeros conductos se construyeron con sillares, pero a partir de la era republicana tardía, a menudo se usaba hormigón con cara de ladrillo. El volumen de agua transportada dentro dependía de la hidrología de la cuenca – lluvia, absorción y escorrentía – la sección transversal del conducto y su gradiente; la mayoría corrió alrededor de dos tercios de su capacidad. La sección transversal del conducto también estuvo determinada por los requisitos de mantenimiento; los trabajadores deben poder ingresar y acceder al conjunto, con una interrupción mínima en su estructura.

Vitruvius recomienda una pendiente baja de no menos de 1 en 4800 para el canal, presumiblemente para evitar daños a la estructura. Este valor concuerda bien con los gradientes medidos de los acueductos de mampostería sobrevivientes. La pendiente del Pont du Gard es de sólo 34 cm por km (3,4:10.000), descendiendo sólo 17 m en vertical en toda su longitud de 50 km (31 mi): podría transportar hasta 20.000 metros cúbicos al día. Las pendientes de los acueductos temporales utilizados para la minería hidráulica podrían ser considerablemente mayores, como en Dolaucothi en Gales (con una pendiente máxima de alrededor de 1:700) y Las Medulas en el norte de España. Cuando las pendientes pronunciadas fueran inevitables en los conductos permanentes, el canal podría descender, ensancharse o descargarse en un tanque receptor para dispersar el flujo de agua y reducir su fuerza abrasiva.

La longitud del conducto combinado de los acueductos en la ciudad de Roma se estima entre 490 y un poco más de 500 millas, de las cuales aproximadamente 29 millas (47 km) se llevaron por encima del nivel del suelo, sobre soportes de mampostería. Abastecieron alrededor de 1 millón de metros cúbicos (300 millones de galones) al día: una capacidad del 126% del suministro actual de agua de la ciudad de Bangalore, que tiene una población de 6 millones. 

El sistema de acueductos romanos más largo fue el de Constantinopla (Mango 1995). «El sistema conocido es al menos dos veces y media la longitud de los acueductos romanos más largos registrados en Cartago y Colonia, pero quizás lo más significativo es que representa uno de los logros topográficos más destacados de cualquier sociedad preindustrial». Quizás el segundo más largo, el acueducto de Zaghouan tiene 57,5 ​​millas (92,5 km) de longitud.

Puentes y Sifones

Los conductos se pueden apoyar a través de valles o huecos en arcos de mampostería, ladrillo u hormigón. El Pont du Gard, uno de los ejemplos supervivientes más impresionantes de un conducto de múltiples pilares de mampostería masiva, también sirvió como puente de carretera. 

Cuando había que atravesar depresiones particularmente profundas o largas, se podían usar sifones invertidos en su lugar; aquí, el conducto terminaba en un tanque de cabecera que alimentaba el agua a las tuberías. Estos cruzaron el valle en un nivel más bajo, sostenidos por un puente bajo «ventilador», subieron a un tanque receptor en una elevación ligeramente más baja y descargaron en otro conducto; se mantuvo el gradiente general.

Los tubos de sifón generalmente estaban hechos de plomo soldado, a veces reforzados con revestimientos de hormigón o mangas de piedra. Con menos frecuencia, las tuberías en sí eran de piedra o cerámica, unidas como macho-hembra y selladas con plomo. Vitruvius describe la construcción de sifones y los problemas de bloqueo, reventones y ventilación en sus niveles más bajos, donde las presiones eran mayores. 

No obstante, los sifones eran versátiles y efectivos si estaban bien construidos y mantenidos. Una sección horizontal de tubería de sifón de alta presión en el acueducto de Gier se incrementó en un puente para despejar un río navegable, utilizando nueve tuberías de plomo en paralelo, revestidas de hormigón. Los ingenieros hidráulicos modernos utilizan técnicas similares para permitir que las alcantarillas y las tuberías de agua atraviesen las depresiones.

Inspección, Mantenimiento y Regulación

Una vez construidos, los acueductos romanos requerían un sistema integral de mantenimiento regular para reparar brechas accidentales, limpiar los conductos de grava y otros escombros sueltos, y eliminar las acumulaciones de carbonato de calcio que estrechaban los canales en los sistemas alimentados por fuentes de agua dura. Se proporcionaron puntos de inspección y acceso a intervalos regulares en los conductos enterrados estándar.

Los sifones que utilizaban suministros de agua dura habrían presentado problemas particulares de mantenimiento, debido al diámetro estrecho de sus tuberías; pero las tuberías de plomo, cerámica y piedra se fabricaban en tramos bastante cortos cuyas secciones dañadas podían reemplazarse y algunas tenían aberturas selladas que podrían haber sido utilizadas como ojos de varilla, posiblemente utilizando un dispositivo de extracción. 

Poco se sabe del día a día de los equipos de mantenimiento de acueductos. La suya era probablemente una rutina exigente e interminable, puntuada por emergencias ocasionales. El cierre completo de cualquier acueducto para el mantenimiento habría sido un evento poco común, mantenido lo más breve posible, con reparaciones realizadas preferiblemente cuando la demanda de agua era más baja, lo que presumiblemente era durante la noche.

Probablemente se mantuvo algún tipo de registro de usuarios privados autorizados que pagaban una tarifa, y el diámetro de la tubería que conducía el agua desde el suministro público a su propiedad privada: cuanto más ancha era la tubería, mayor era el flujo y mayor la tarifa. 

La manipulación y el fraude para evitar o reducir el pago eran comunes; los métodos incluían la instalación de salidas sin licencia, salidas adicionales y el ensanchamiento ilegal de tuberías de plomo; cualquiera de los cuales podría implicar el soborno o la connivencia de funcionarios o trabajadores del acueducto sin escrúpulos. Las tuberías de plomo oficiales llevaban inscripciones con información sobre el fabricante de la tubería, su instalador y probablemente sobre su abonado y sus derechos.

Usos

El primer acueducto de Roma descargaba a un ritmo más o menos constante en el principal centro comercial y mercado de ganado de la ciudad, probablemente en una serie de canales o cuencas en cascada de bajo nivel; la superior para uso doméstico, la inferior para abrevar ganado. 

La mayoría de los romanos habrían llenado cubos y tinajas de almacenamiento en los estanques y llevado el agua a sus apartamentos; los mejores habrían enviado esclavos para realizar la misma tarea. 

Cualquier excedente se vertía en la alcantarilla principal de Roma y de allí al Tíber. Su elevación era demasiado baja para ofrecer un suministro directo a cualquier hogar o edificio de la ciudad. Roma no tenía baños públicos en ese momento; los primeros probablemente se construyeron en el siglo siguiente, sobre la base de precursores en la vecina Campania.

Industrial

Algunos acueductos suministraban agua a sitios industriales, generalmente a través de un canal abierto excavado en el suelo, revestido de arcilla o con contraventanas de madera para reducir la pérdida de agua. La mayoría de estos pozos fueron diseñados para operar en pendientes pronunciadas que podrían entregar los altos volúmenes de agua necesarios en las operaciones mineras. 

El agua se usó en la minería hidráulica para extraer la sobrecarga y exponer el mineral silenciando, para fracturar y lavar la roca que contiene metal ya calentada y debilitada por el fuego, y para accionar los sellos accionados por ruedas hidráulicas y los martillos perforadores que trituraron el mineral. para procesar. Se han encontrado pruebas de tales correas y máquinas en Dolaucothi, en el suroeste de Gales.

Los sitios mineros como Dolaucothi y Las Medulas en el noroeste de España muestran múltiples acueductos que alimentaban el agua de los ríos locales a la cabeza de la mina. Es posible que los canales se hayan deteriorado rápidamente o se hayan vuelto redundantes a medida que se agotó el mineral cercano. Las Medulas muestra por lo menos siete de esos leats, y Dolaucothi por lo menos cinco. En Dolaucothi, los mineros utilizaron depósitos de retención, así como tanques de silenciamiento y compuertas para controlar el flujo, así como rampas de descarga para desviar los suministros de agua. El palimpsesto de tales canales permite inferir la secuencia minera.

Varios otros sitios alimentados por varios acueductos aún no han sido explorados o excavados a fondo, como los de Longovicium cerca de Lanchester al sur del Muro de Adriano , en los que los suministros de agua pueden haber sido utilizados para impulsar martillos para forjar hierro.

En Barbegal, en la Galia romana, un depósito alimentaba un acueducto que impulsaba una serie de 15 o 16 molinos de agua en cascada que molían harina para la región de Arles. Se han encontrado arreglos similares, aunque en menor escala, en Cesarea, Venafrum y la Atenas de la era romana. Aqua Traiana de Roma conducía un molino de harina en el Janículo, al oeste del Tíber. Un molino en el sótano de las Termas de Caracalla fue impulsado por el desbordamiento del acueducto; este fue solo uno de los muchos molinos de la ciudad impulsados ​​por agua de acueducto, con o sin permiso oficial. Una ley del siglo V dC prohibía el uso ilícito del agua de acueducto para la molienda.

Disminución en Uso

Con la caída del Imperio Romano, algunos acueductos fueron cortados deliberadamente por enemigos, pero muchos más cayeron en desuso por falta de mantenimiento organizado. Su fracaso tuvo un impacto en la población de las ciudades; Roma disminuyó desde su máximo de más de 1 millón en la era imperial hasta un mínimo de 30.000 en la era medieval. Las observaciones hechas por Pedro Tafur, un visitante español en 1436, revelan malentendidos sobre la naturaleza misma de los acueductos romanos.

Durante el Renacimiento, los restos en pie de los enormes acueductos de mampostería de la ciudad inspiraron a arquitectos, ingenieros y sus patrocinadores; El Papa Nicolás V renovó los canales principales del Aqua Virgo romano en 1453. Muchos acueductos del antiguo imperio de Roma se mantuvieron en buen estado. La reconstrucción del acueducto del siglo XV en Segovia en España muestra avances en el Pont du Gard al usar menos arcos de mayor altura y, por lo tanto, una mayor economía en el uso de las materias primas.

La habilidad en la construcción de acueductos no se perdió, especialmente de los canales más pequeños y modestos utilizados para abastecer las ruedas hidráulicas. La mayoría de estos molinos en Gran Bretaña se desarrollaron en el período medieval para la producción de pan y utilizaron métodos similares a los desarrollados por los romanos con pequeños grifos de ríos y arroyos locales.

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