La tecnología romana es la colección de técnicas, habilidades, métodos, procesos y prácticas de ingeniería utilizadas y desarrolladas por la civilización de la antigua Roma (753 a. C. – 476 d. C.). El Imperio Romano era una civilización tecnológicamente avanzada de la antigüedad. Los romanos incorporaron tecnologías de los griegos, etruscos y celtas. La tecnología desarrollada por una civilización está limitada por las fuentes de energía disponibles, y los romanos no fueron diferentes en este sentido. Fuentes de energía accesibles, determinan las formas en que se genera la energía. Los principales tipos de poder a los que tenían acceso los antiguos romanos eran humanos, animales y agua.

Con estas fuentes limitadas de poder, los romanos lograron construir estructuras impresionantes, algunas de las cuales sobreviven hasta nuestros días. La durabilidad de las estructuras romanas, como carreteras, presas y edificios, se explica por las técnicas y prácticas de construcción que utilizaron en sus proyectos de construcción. Roma y su área circundante contenían varios tipos de materiales volcánicos, que los romanos experimentaron con la creación de materiales de construcción, particularmente cementos y morteros. Junto con el hormigón, los romanos utilizaron piedra, madera y mármol como materiales de construcción. Utilizaron estos materiales para construir proyectos de ingeniería civil para sus ciudades y dispositivos de transporte para viajes terrestres y marítimos.

Los romanos también contribuyeron al desarrollo de tecnologías del campo de batalla. La guerra era un aspecto esencial de la sociedad y cultura romanas. El ejército no solo se usó para la adquisición y defensa territorial, sino también como una herramienta para que los administradores civiles lo usen para ayudar al personal de los gobiernos provinciales y ayudar en proyectos de construcción. Los romanos adoptaron, mejoraron y desarrollaron tecnologías militares para soldados de infantería, caballería y armas de asedio para entornos terrestres y marítimos.

Teniendo relaciones familiares con la guerra, los romanos se acostumbraron a las lesiones físicas. Para combatir las lesiones físicas sufridas en las esferas civil y militar, los romanos innovaron tecnologías médicas, particularmente prácticas y técnicas quirúrgicas.

Visión general
La cultura romana se extendió a través de la creación de una estructura de gobierno eficiente, un sistema legal unificado y la habilidad de los ingenieros y técnicos romanos en muchas áreas de Europa y el Mediterráneo.

Aunque no hubo innovaciones de época en la tecnología agrícola, el procesamiento de metales y la fabricación de cerámica y textiles en el período romano (estos fueron desarrollados por las primeras civilizaciones en el Cercano Oriente y Egipto durante la Edad Neolítica y Bronce), lo entendieron los romanos. , después de todo, para desarrollar y refinar aún más las técnicas conocidas. El área cultural griega del Mediterráneo oriental proporcionó a los ingenieros romanos importantes conocimientos matemáticos, científicos y otros conocimientos básicos, con los que obtuvieron energía, tecnología agrícola, minería y procesamiento de metales, fabricación de vidrio y cerámica, producción textil, transporte, construcción naval, infraestructura. , la Construcción que modernizó fundamentalmente la producción en masa de bienes, comunicación y comercio.

A pesar de que las condiciones para el comienzo de una revolución industrial se dieron en algunas áreas durante el período imperial, la sociedad romana finalmente se mantuvo al nivel de una sociedad preindustrial: las máquinas apenas se desarrollaron; Los esclavos hicieron el trabajo. Las causas científicas, económicas y sociales de este desarrollo, descritas por varios historiadores como el estancamiento de la tecnología antigua, son el tema de la investigación técnico-histórica.

Las fuentes escritas sobre la historia de la tecnología romana se han perdido en gran medida. A diferencia de otra literatura, no se les dio importancia. Las excepciones son los escritos técnicos de autores como Vitruvio u obras de contenido científico y técnico, como los escritos por Plinio. La tecnología y los procesos romanos también se describen en textos históricos y científicos y en las obras de poetas romanos. En contraste con la ciencia histórica general, son para la ciencia técnica. Las herramientas de investigación, las herramientas, los medios de transporte y otros hallazgos arqueológicos o representaciones pictóricas de la antigüedad son a menudo más importantes que las fuentes escritas.

El análisis y la reconstrucción de la tecnología romana sobre la base de los hallazgos arqueológicos se complica por el hecho de que, además de la piedra (por ejemplo, para molinos de aceite o granos), hierro y bronce, se utilizó un material transitorio como la madera para muchos dispositivos. Aquí, el investigador a menudo tiene que recurrir a representaciones o descripciones pictóricas de la época romana para poder reconstruir material conservado de forma incompleta.

Sin embargo, se han descubierto herramientas y dispositivos metálicos en grandes cantidades durante las excavaciones en ciudades romanas o en las aldeas de su área. Los procesos y equipos utilizados por las empresas romanas (como molinos de granos, fundiciones de bronce y talleres de cerámica) a menudo se pueden analizar y reproducir en el contexto de la arqueología experimental.

Fundamentos matemáticos
Aunque los sistemas de valores superiores similares a nuestro sistema decimal actual ya se conocían en la época romana, los romanos conscientes de la tradición se apegaron a su sistema de suma simple, en lo que respecta a la escritura numérica, en la que los números se formaban al unir los números, en contraste con El latín hablado, que era el mismo, servía al idioma alemán de los números de década.

Sin embargo, el sistema numérico romano era completamente inadecuado para fines aritméticos prácticos, como la aritmética básica o cualquier tipo de cálculo escrito. Por lo tanto, generalmente se usaba un tablero de cálculo mecánico (ábaco latino), en el que uno, decenas, cientos y valores numéricos más grandes podían representarse mediante columnas de cálculo. Por lo tanto, no solo los ingenieros y técnicos, sino también los comerciantes, artesanos y vendedores del mercado pudieron realizar cálculos elementales de manera conveniente.

Para cálculos cotidianos como la aritmética comercial, los romanos desarrollaron una versión de bolsillo más práctica del ábaco de bronce, que contenía pequeñas piedras aritméticas (cálculos latinos) y, además de la aritmética básica, también permitían cálculos fraccionarios. En general, era posible usar cualquier sistema de números en el ábaco. El logro especial de los romanos consistió en estandarizar el número inmanejable de fracciones arbitrarias que podrían usarse en el mundo de los negocios: la onza se elevó a una fracción unitaria.

En el mundo romano, el sistema doce o duodezimal usado originalmente en Egipto y Babilonia se usaba para monedas, pesos y medidas. Además de una división de peso en onzas, este sistema también se usó típicamente para romper fracciones de doce, con lo cual los cálculos fraccionarios podrían simplificarse. Las extremidades curvas de los esclavos a menudo se usaban como un «amortiguador» para la multiplicación o división de valores numéricos más grandes, que de esta manera registraban un resultado intermedio para sus amos como un valor de memoria.

Mientras que los comerciantes, artesanos y técnicos realizaron sus cálculos en onzas, una medida adicional más fina era común en algunas áreas. En el campo de la ingeniería de precisión y la construcción de tuberías, se utilizó el dedo o dedo, que correspondía a 1/16 pies.

También en otras áreas, los romanos mostraron particular interés en la aplicación práctica del conocimiento matemático; así es como los técnicos romanos conocían la aproximación 3.142857 para π y los usaron, entre otras cosas, para calcular secciones transversales de tuberías. El diámetro del campo romano debía determinarse independientemente de la construcción simple de sus dispositivos capaces de ángulo, ascenso y descenso.

Límite de energía
La tecnología normalmente usa energía para transformar un material en el objeto deseado o para obtener nuevas formas de energía alternativa. Entonces, a medida que disminuye el costo de la energía, el costo de los trabajos tecnológicos disminuye en consecuencia. Por esta razón, la historia de la tecnología puede considerarse como una sucesión de períodos históricos, cada uno identificable con una forma específica de energía utilizada (por ejemplo: en el curso de la historia humana hemos pasado de humanos a animales y, por debajo, al agua , a la liberada por turba, carbón, petróleo, hasta la energía nuclear). Los romanos utilizaron la energía del agua mediante la construcción de molinos de agua para moler el grano, cortar madera o triturar metales en bruto. Esta forma de proceder era común en todo el Imperio, especialmente desde finales del siglo I d. C.

También utilizaron madera y carbón como su principal fuente de calor. Y aunque había numerosas reservas de madera, turba y carbón en el Imperio Romano, a menudo estaban mal distribuidas en todo el territorio. Es cierto que si la madera pudiera transportarse fácilmente por río en los principales centros urbanos (por simple flotación), su combustión para la producción de calor sería muy pobre en comparación con su enorme peso. Y si se había convertido en carbón, se volvía engorroso. La madera tampoco estaba disponible en ninguna concentración.

El edicto de Diocleciano puede hacernos entender qué economía estaba detrás del transporte de madera. El precio máximo para una carga de 1.200 libras de madera fue de 150 denarios. La tasa máxima de transporte por milla de la misma carga fue de 20 denarios por milla.

Las habitaciones se calentarían mejor si se usaran braseros de carbón en comparación con el sistema hipocausto, aunque era posible usar cualquier tipo de combustible, incluso de mala calidad, como paja o hojas de vid, así como la madera disponible localmente. El hipocausto funcionaba con un gran horno, el praefurnium, inicialmente colocado en la cocina adyacente, que producía aire caliente a temperaturas muy altas. Se hizo que fluyera hacia un espacio vacío instalado debajo del piso interno, que descansaba sobre una pila de ladrillos llamada «suspensión» y, especialmente en los spas, incluso dentro de las paredes, durante casi toda su extensión, dentro de tubos de ladrillo (túbulos) . En general, la altura del espacio vacío debajo del piso era de unos 50-60 cm. Se cree que la temperatura obtenida en habitaciones con calefacción dall’ipocausto no debe superar los 30 ° C.

A finales del siglo II, los romanos ya habían explotado casi todos los depósitos en Gran Bretaña que emergieron en la superficie, aunque no hay pruebas suficientes de que esta explotación se haya llevado a cabo a gran escala. Después de aproximadamente 200, el centro del comercio imperial se encontraba en África y Oriente, donde el clima no era propicio para el crecimiento de grandes árboles. Finalmente, no había grandes depósitos de carbón a lo largo de la costa mediterránea. Sin embargo, los romanos fueron los primeros en reunir todos los elementos necesarios para la máquina de vapor mucho más tarde:

«Con el sistema de la manivela y la biela, todos los elementos para construir la máquina de vapor (inventada en 1712) – desde la eolipila de Erone de Alessandria (que generó fuerza de vapor), hasta el cilindro, el pistón (fuerza mecánica) , a las válvulas de retención (en bombas hidráulicas), engranajes (en molinos de agua y relojes), eran conocidos en la época romana. »»

El eolipile puede considerarse el antepasado de la máquina de reacción y la máquina de vapor. Sin embargo, se usó como una atracción simple, sin que la fuente de energía potencial real tenga ninguna aplicación práctica. Era una esfera de cobre hueca, conectada con dos tubos curvos que parten de dos puntos extremos de la esfera colocados en el mismo eje diametral. Una vez que la esfera se llenó de agua, se calentó con una llama. Cuando el líquido alcanzó una temperatura suficientemente alta, el chorro de vapor de los orificios hizo girar la esfera alrededor del eje diametral horizontal. La dirección del movimiento es naturalmente opuesta a la de los chorros.

Tipos de poder

Poder humano
Las fuentes de poder más fácilmente disponibles para los antiguos eran el poder humano y el poder animal. Una utilización obvia del poder humano es el movimiento de objetos. Para objetos que van de 20 a 80 libras, una sola persona generalmente puede ser suficiente. Para objetos de mayor peso, se puede requerir más de una persona en la transición de ubicación del objeto. Un factor limitante en el uso de múltiples personas en el movimiento de dicho objeto, es la cantidad disponible de espacio de agarre. Para superar este factor limitante, se desarrollaron dispositivos mecánicos para ayudar en la manipulación de objetos. Un dispositivo es el molinete que usaba cuerdas y poleas para manipular objetos. El dispositivo funcionaba con varias personas que empujaban o tiraban de púas de mano conectadas a un cilindro.

El poder humano también fue un factor en el movimiento de los barcos, en particular los buques de guerra. Aunque las velas eólicas eran la forma dominante de poder en el transporte acuático, el remo a menudo era utilizado por embarcaciones militares durante los enfrentamientos de batalla.

Poder animal
El uso principal del poder animal era para el transporte. Se utilizaron varias especies de animales para diferentes tareas. Los bueyes son criaturas fuertes que no requieren los mejores pastos. Al ser fuertes y baratos de mantener, los bueyes se usaban para cultivar y transportar grandes masas de bienes. Una desventaja de usar bueyes es que son lentos. Si se deseaba velocidad, se llamaba a los caballos. El entorno principal que requería velocidad era el campo de batalla, con caballos que se usaban en la caballería y grupos de exploración. Para los carruajes que transportaban pasajeros o materiales livianos, generalmente se usaban burros o mulas, ya que eran más rápidos que los bueyes y más baratos en el forraje que los caballos. Además de ser utilizados como medio de transporte, los animales también se emplearon en la operación de molinos rotativos.

Más allá de los límites de la tierra, se descubrió un esquema para un barco propulsado por animales. El trabajo conocido como Anonymus De Rebus Bellicus describe una nave impulsada por bueyes. En donde los bueyes están unidos a un rotativo, moviéndose en círculo sobre el piso de una cubierta, girando dos ruedas de paletas, una a cada lado del barco. La probabilidad de que se construya un barco de este tipo es baja, debido a la impracticabilidad de controlar animales en una embarcación.

El poder del agua
La energía del agua se generó mediante el uso de una rueda de agua. Una rueda de agua tenía dos diseños generales: el interior y el exterior. La rueda de agua subterránea generó energía del flujo natural de una fuente de agua corriente que empujaba sobre las paletas sumergidas de la rueda. La rueda de agua sobrepasada genera energía al hacer que el agua fluya sobre sus cubos desde arriba. Esto generalmente se logró mediante la construcción de un acueducto sobre la rueda. Aunque es posible hacer que la rueda de agua de sobrecarga sea 70 por ciento más eficiente que la de debajo, la rueda de agua generalmente era la rueda de agua preferida. La razón es que el costo económico de construir un acueducto fue demasiado alto para el leve beneficio de hacer que la rueda de agua gire más rápido. El objetivo principal de las ruedas hidráulicas era generar energía para las operaciones de fresado y elevar el agua por encima de la altura natural de un sistema.

Energía eólica
La energía eólica se utilizó en la operación de embarcaciones, mediante el uso de velas. Los molinos de viento no parecen haber sido creados en la antigüedad.

Energía solar
Los romanos usaban el sol como fuente de calor para los edificios, como las casas de baños. Las termas se construyeron con grandes ventanas orientadas al suroeste, la ubicación del sol en el momento más caluroso del día.

Tipos teóricos de poder

La energía de vapor
La generación de energía a través del vapor siguió siendo teórica en el mundo romano. Hero of Alexandria publicó esquemas de un dispositivo de vapor que giraba una bola sobre un pivote. El dispositivo utilizaba el calor de un caldero para empujar el vapor a través de un sistema de tubos hacia la pelota. El dispositivo produjo aproximadamente 1500 rpm pero nunca sería práctico a escala industrial ya que los requisitos de mano de obra para operar, alimentar y mantener el calor del dispositivo habrían sido un costo demasiado grande.

Manualidades Básicas
La tecnología romana fue ampliamente utilizada en un amplio sistema de oficios, donde el término ingeniero se usa hoy para describir las empresas tecnológicas de los romanos. Los griegos usaban términos técnicos como mecánico, fabricante de máquinas o incluso matemático, teniendo la última palabra un significado mucho más amplio que el actual. Una gran cantidad de ingenieros estaban empleados en el ejército romano, el más famoso de los cuales fue ciertamente Apolodoro de Damasco, en la época del emperador Trajano. Normalmente, cada oficio, cada grupo de artesanos (desde canteros, sopladores de vidrio, agrimensores, etc.) tenían sus propios aprendices y maestros, y muchos trataron de mantener en secreto sus métodos de trabajo, entregándolos solo oralmente. Escritores como Vitruvio, Plinio el Viejo y Frontino, trataron ampliamente las diversas tecnologías empleadas en ese período. Por lo tanto, se publicó un cuerpo de manuales sobre ciencias y matemáticas elementales, que incluía los textos de Arquímedes, Ctesibio, Heron de Alejandría, Euclides, etc. No todos los manuales, que estaban disponibles en la época romana, han sobrevivido hasta nuestros días.

Gran parte de lo que sabemos actualmente sobre la tecnología romana se deriva indirectamente de la arqueología y los relatos de terceros de textos latinos, copiados de manuscritos árabes, a su vez copiados de textos griegos por eruditos como Heron de Alejandría o viajeros de la época, que podían observar directamente Tecnologías romanas en acción. Escritores como Plinio el Viejo y Strabothey tenían suficiente curiosidad intelectual para escribir los inventos que encontraron en sus viajes, aunque sus descripciones breves e inexactas a menudo causaron discusiones sobre su uso real por parte de los modernos. Al mismo tiempo, hay descripciones técnicas muy verdaderas, como la de Plinio cuando se ocupa de la extracción de oro, en su Naturalis Historia (libro XXXIII), afirmaciones confirmadas posteriormente por arqueólogos y gracias a las excavaciones realizadas en Las Médulas y Dolaucothi. .

La tecnología como oficio
La tecnología romana se basó en gran medida en un sistema de artesanía. Las habilidades técnicas y el conocimiento estaban contenidos dentro del oficio particular, como los albañiles. En este sentido, el conocimiento se transmitió generalmente de un maestro comerciante a un aprendiz comerciante. Dado que solo hay unas pocas fuentes de las cuales recurrir para obtener información técnica, se teoriza que los comerciantes mantienen en secreto sus conocimientos. Vitruvio, Plinio el Viejo y Frontino están entre los pocos escritores que han publicado información técnica sobre la tecnología romana. Había un corpus de manuales sobre matemáticas y ciencias básicas, como los muchos libros de Arquímedes, Ctesibio, Heron (también conocido como Héroe de Alejandría), Euclides, etc. No todos los manuales que estaban disponibles para los romanos han sobrevivido, como lo ilustran las obras perdidas.

Ingeniería y construcción
Los romanos hicieron un gran uso de acueductos, presas, puentes y anfiteatros. También fueron responsables de muchas innovaciones en tráfico, salud y construcción en general. La arquitectura romana estuvo muy influenciada por los etruscos. Muchas de las columnas y arcos vistos en importantes estructuras romanas, de hecho, fueron adaptaciones de modelos de la civilización etrusca.

Los romanos inicialmente usaron cemento como aglutinante, cal aérea. Hasta que el aglutinante del mortero estaba formado únicamente por cal aérea, el endurecimiento del hormigón se realizó con extrema lentitud, ya que la consolidación de un mortero a base de cal se debe a la reacción del hidróxido de calcio con el dióxido de carbono presente en el aire, con la posterior producción de carbonato de calcio. Desde el siglo I a. C., los romanos comenzaron a reemplazar la arena que formaba el mortero con puzolana (pulvis puteolana) o cocciopesto.

El descubrimiento de la puzolana marcó una revolución en la construcción de obras de albañilería. Vitruvio dice en el segundo libro de De Architectura que la puzolana de Baia o Cuma no solo realiza todo tipo de construcción, sino en particular las que se realizan en el mar bajo el agua. Gracias al comportamiento puzolánico de la puzolana y el cocciopesto, el mortero (que consiste en aire lima + puzolana), se fragua y endurece incluso en agua, sin contacto con el aire, lo que permite la producción de aglutinantes de alta resistencia y endurecimiento rápido.

Los romanos descubrieron que el vidrio aislante ayudaba enormemente a mantener caliente la temperatura de los edificios, y esta técnica se utilizó mucho en la construcción de baños romanos. Otro método que se originó en la ‘antigua Roma fue la práctica de soplar el vidrio, que se desarrolló en Siria y se extendió en el espacio de una generación a todo el imperio.

Materiales e instrumentos de construcción.

Madera
Los romanos crearon madera incombustible recubriendo la madera con alumbre.

Roca
Era ideal extraer piedras de canteras situadas lo más cerca posible del sitio de construcción para reducir el costo del transporte. Los bloques de piedra se formaron en canteras perforando agujeros en líneas a los largos y anchos deseados. Luego, se introdujeron cuñas de madera en los agujeros. Luego se llenaron los agujeros con agua para que las cuñas se hincharan con la fuerza suficiente para cortar el bloque de piedra de la Tierra. Se han encontrado bloques con las dimensiones de 23 yardas por 14 pies por 15 pies, con pesos de aproximadamente 1000 toneladas. Hay evidencia de que las sierras se desarrollaron para cortar piedra en la era imperial. Inicialmente, los romanos usaban sierras accionadas a mano para cortar piedra, pero luego desarrollaron sierras de corte accionadas por agua.

Máquinas
Había muchos tipos de prensas para exprimir aceitunas. En el siglo I d. C., Plinio el Viejo informa sobre la invención y el siguiente uso general de una prensa de tornillo nueva y más compacta, que sin embargo no parece haber sido una invención romana. Es descrito por primera vez por Heron of Alexandria, pero ya puede haber estado en uso cuando se mencionó en su «Mechanica III».

Las grúas se usaron en los trabajos de construcción y posiblemente para cargar y descargar los barcos cuando atracaron en los puertos antiguos, incluso si para el segundo uso todavía no hay suficiente evidencia arqueológica que pueda dar fe de esto. La mayoría de las grúas eran capaces de levantar hasta 6–7 toneladas de carga, y de acuerdo con un relieve que se muestra en la columna de Trajano, fueron conducidas por una rueda movida por hombres o animales.

Cementos
La proporción de la mezcla de morteros de cal romanos dependía de dónde se adquirió la arena para la mezcla. Para la arena recolectada en un río o mar, la proporción de la mezcla fue de dos partes de arena, una parte de cal y una parte de conchas en polvo. Para arena reunida más tierra adentro, la mezcla era tres partes de arena y una parte de cal. La cal para los morteros se preparó en limekilns, que eran pozos subterráneos diseñados para bloquear el viento.

Otro tipo de mortero romano se conoce como mortero de puzolana. Pozzolana es una sustancia de arcilla volcánica ubicada en los alrededores de Nápoles. La proporción de mezcla para el cemento fue de dos partes de puzolana y una parte de mortero de cal. Debido a su composición, el cemento puzolana fue capaz de formarse en el agua y se ha encontrado que es tan duro como la roca natural.

Grúas
Las grúas se utilizaron para trabajos de construcción y posiblemente para cargar y descargar barcos en sus puertos, aunque para este último uso todavía no hay evidencia de acuerdo con el «estado actual del conocimiento». La mayoría de las grúas eran capaces de levantar alrededor de 6 a 7 toneladas de carga, y de acuerdo con un relieve que se muestra en la columna de Trajano fueron trabajadas con una rueda dentada.

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Edificios

El panteon
Los romanos diseñaron el Panteón pensando en los conceptos de belleza, simetría y perfección. Los romanos incorporaron estos conceptos matemáticos en sus proyectos de obras públicas. Por ejemplo, el concepto de números perfectos se utilizó en el diseño del Panteón al incrustar 28 cofres en la cúpula. Un número perfecto es un número donde sus factores se suman. Por lo tanto, el número 28 se considera un número perfecto, porque sus factores de 1, 2, 4, 7 y 14 se suman para equivaler a 28. Los números perfectos son extremadamente raros, ya que solo hay un número para cada cantidad de dígitos (uno para dígitos simples, dígitos dobles, dígitos triples, dígitos cuádruples, etc.). Al incorporar conceptos matemáticos de belleza, simetría y perfección, la estructura transmite la sofisticación técnica de los ingenieros romanos.

Los cementos fueron esenciales para el diseño del Panteón. El mortero utilizado en la construcción de la cúpula está compuesto por una mezcla de cal y el polvo volcánico conocido como puzolana. El concreto es adecuado para el uso en la construcción de paredes gruesas, ya que no requiere estar completamente seco para curar.

La construcción del Panteón fue una tarea enorme, que requirió grandes cantidades de recursos y horas de trabajo. Delaine estima que la cantidad total de mano de obra necesaria en la construcción del Panteón es de aproximadamente 400 000 días-hombre.

Santa Sofía
Aunque la iglesia de Santa Sofía fue construida después de la caída del imperio occidental, su construcción incorporó los materiales de construcción y las técnicas propias de la antigua Roma. El edificio fue construido con mortero de puzolana. La evidencia del uso de la sustancia proviene del hundimiento de los arcos de las estructuras durante la construcción, ya que una característica distintiva del mortero de pozzalana es la gran cantidad de tiempo que necesita para curar. Los ingenieros tuvieron que quitar las paredes decorativas para dejar que el mortero se cure.

El mortero pozzalana utilizado en la construcción de Hagia Sophia no contiene cenizas volcánicas, sino polvo de ladrillo triturado. La composición de los materiales utilizados en el mortero de pozzalana conduce a una mayor resistencia a la tracción. Un mortero compuesto principalmente de cal tiene una resistencia a la tracción de aproximadamente 30 psi, mientras que el mortero pozzalana que utiliza polvo de ladrillo triturado tiene una resistencia a la tracción de 500 psi. La ventaja de usar mortero pozzalana en la construcción de Hagia Sophia es el aumento de la resistencia de las juntas. Las juntas de mortero utilizadas en la estructura son más anchas de lo que cabría esperar en una estructura típica de ladrillo y mortero. El hecho de las juntas anchas del mortero sugiere que los diseñadores de Hagia Sophia conocían la alta resistencia a la tracción del mortero y lo incorporaron en consecuencia.

Abastecimiento

Acueductos
Los romanos construyeron numerosos acueductos para suministrar agua. La ciudad de Roma misma fue abastecida por once acueductos hechos de piedra caliza que le proporcionaron a la ciudad más de 1 millón de metros cúbicos de agua por día, suficiente para 3.5 millones de personas incluso en los tiempos modernos, y con una longitud combinada de 350 kilómetros (220 mi).

El agua dentro de los acueductos dependía completamente de la gravedad. Los canales de piedra elevados en los que viajaba el agua estaban ligeramente inclinados. El agua fue transportada directamente desde manantiales de montaña. Después de haber atravesado el acueducto, el agua se recogió en tanques y se alimentó a través de tuberías a fuentes, baños, etc.

Los principales acueductos en la antigua Roma fueron el Aqua Claudia y el Aqua Marcia. La mayoría de los acueductos se construyeron debajo de la superficie con solo pequeñas porciones sobre el suelo sostenidas por arcos. Tradicionalmente se suponía que el acueducto romano más largo, de 178 kilómetros (111 millas) de longitud, era el que abastecía a la ciudad de Cartago. El complejo sistema construido para abastecer a Constantinopla tuvo su suministro más distante extraído de más de 120 km a lo largo de una ruta sinuosa de más de 336 km.

Los acueductos romanos se construyeron con tolerancias notablemente finas y con un estándar tecnológico que no debía igualarse hasta los tiempos modernos. Alimentados completamente por gravedad, transportaron grandes cantidades de agua de manera muy eficiente. A veces, donde se tenían que cruzar depresiones de más de 50 metros de profundidad, se usaban sifones invertidos para forzar el agua cuesta arriba. Un acueducto también suministró agua para las ruedas de sobrecarga en Barbegal en la Galia romana, un complejo de molinos de agua aclamados como «la mayor concentración conocida de potencia mecánica en el mundo antiguo».

Sin embargo, los acueductos romanos evocan imágenes de agua que viajan largas distancias a través de puentes arqueados; solo el 5 por ciento del agua transportada a lo largo de los sistemas de acueductos viajaba a través de puentes. Los ingenieros romanos trabajaron para que las rutas de los acueductos fueran lo más prácticas posible. En la práctica, esto significaba diseñar acueductos que fluyeran a nivel del suelo o debajo del nivel de la superficie, ya que estos eran más rentables que construir puentes considerando que el costo de construcción y mantenimiento de los puentes era mayor que el de las elevaciones de superficie y subsuperficie. Los puentes de acueductos a menudo necesitaban reparaciones y pasaban años en desuso. El robo de agua de los acueductos fue un problema frecuente que provocó dificultades para estimar la cantidad de agua que fluye a través de los canales. Para evitar que los canales de los acueductos se erosionen, se usó un yeso conocido como opus signinum. El yeso incorporó terracota triturada en la típica mezcla de mortero romano de roca puzolana y cal.

Presas
Los romanos construyeron presas para la recolección de agua, como las Presas Subiaco, dos de las cuales alimentaron a Anio Novus, uno de los acueductos más grandes de Roma. Construyeron 72 presas en un solo país, España y muchos más son conocidos en todo el Imperio, algunos de los cuales todavía están en uso. En un sitio, Montefurado en Galicia, parecen haber construido una presa al otro lado del río Sil para exponer depósitos aluviales de oro en el lecho del río. El sitio está cerca de la espectacular mina de oro romana de Las Médulas. Se conocen varias presas de tierra de Gran Bretaña, incluido un ejemplo bien conservado de Roman Lanchester, Longovicium, donde puede haber sido utilizado en herrería o fundición a escala industrial, a juzgar por las pilas de escoria encontradas en este sitio en el norte de Inglaterra. Los tanques para retener agua también son comunes a lo largo de los sistemas de acueductos, y se conocen numerosos ejemplos de un solo sitio, Las minas de oro en Dolaucothi, en el oeste de Gales. Las presas de mampostería eran comunes en el norte de África por proporcionar un suministro confiable de agua de los wadis detrás de muchos asentamientos.

Los romanos construyeron represas para almacenar agua para riego. Entendieron que los aliviaderos eran necesarios para evitar la erosión de los bancos llenos de tierra. En Egipto, los romanos adoptaron la tecnología del agua conocida como riego de wadi de los nabateos. Los Wadis fueron una técnica desarrollada para capturar grandes cantidades de agua producida durante las inundaciones estacionales y almacenarla para la temporada de crecimiento. Los romanos desarrollaron con éxito la técnica aún más a mayor escala.

Saneamiento

Los romanos no inventaron fontanería ni baños, sino que tomaron prestado su sistema de eliminación de desechos de sus vecinos, particularmente los minoicos. Un sistema de eliminación de desechos no era un invento nuevo, sino que existía desde 3100 a. C., cuando se creó uno en el valle del río Indo. Los baños públicos romanos o termas cumplían funciones higiénicas, sociales y culturales. Los baños contenían tres instalaciones principales para bañarse. Después de desnudarse en el apodyterium o el vestuario, los romanos procederían al tepidarium o al cuarto cálido.

En el moderado calor seco del tepidarium, algunos realizaron ejercicios de calentamiento y se estiraron mientras que otros se engrasaban o los esclavos los aceitaban. El objetivo principal del tepidarium era promover la sudoración para prepararse para la siguiente habitación, el caldarium o habitación caliente. El caldarium, a diferencia del tepidarium, era extremadamente húmedo y caliente. Las temperaturas en el caldarium podrían alcanzar los 40 grados centígrados (104 grados Fahrenheit). Muchos contenían baños de vapor y una fuente de agua fría conocida como labrum. La última habitación era la sala frigidarium o fría, que ofrecía un baño frío para refrescarse después del caldarium. Los romanos también tenían inodoros.

baños romanos
La contención del calor en las habitaciones era importante en la operación de los baños, para evitar que los clientes se contagien de resfriados. Para evitar que las puertas se dejen abiertas, los postes de las puertas se instalaron en un ángulo inclinado para que las puertas se cerraran automáticamente. Otra técnica de eficiencia térmica fue el uso de bancos de madera sobre piedra, ya que la madera conduce menos calor.

Transporte

Carreteras
Los romanos principalmente construyeron caminos para sus militares. Probablemente, su importancia económica también era significativa, aunque el tráfico de carretas a menudo estaba prohibido en las carreteras para preservar su valor militar. En total, se construyeron más de 400,000 kilómetros (250,000 millas) de caminos, 80,500 kilómetros (50,000 millas) de los cuales fueron pavimentados con piedra.

El gobierno mantenía estaciones de paso que proporcionaban refrescos a intervalos regulares a lo largo de las carreteras. También se mantuvo un sistema separado de estaciones de cambio para correos oficiales y privados. Esto permitió que un despacho recorriera un máximo de 800 kilómetros (500 millas) en 24 horas utilizando un relevo de caballos.

Los caminos se construyeron cavando un hoyo a lo largo del recorrido previsto, a menudo hasta la roca madre. El pozo se llenó primero con rocas, grava o arena y luego con una capa de concreto. Finalmente, fueron pavimentadas con losas de roca poligonales. Las carreteras romanas se consideran las carreteras más avanzadas construidas hasta principios del siglo XIX. Se construyeron puentes sobre vías fluviales. Las carreteras eran resistentes a las inundaciones y otros peligros ambientales. Después de la caída del Imperio Romano, los caminos todavía eran utilizables y utilizados durante más de 1000 años.

La mayoría de las ciudades romanas tenían forma de cuadrado. Había 4 carreteras principales que conducen al centro de la ciudad, o foro. Formaron una forma de cruz, y cada punto en el borde de la cruz era una puerta de entrada a la ciudad. Conectando a estos caminos principales había caminos más pequeños, las calles donde vivía la gente.

Puentes
Los puentes romanos fueron construidos con piedra y / u hormigón y utilizaron el arco. Construido en 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 siguió siendo durante más de un milenio el puente más largo que se haya construido tanto en términos de longitud total como de longitud. Estaban la mayoría de las veces al menos a 60 pies (18 m) sobre el cuerpo de agua.

Carros
Los carros romanos tenían muchos propósitos y venían en una variedad de formas. Se utilizaron carros de carga para transportar mercancías. Se utilizaron carretas de barril para transportar líquidos. Los carros tenían grandes barriles cilíndricos colocados horizontalmente con la parte superior hacia adelante. Para transportar materiales de construcción, como arena o tierra, los romanos usaban carretas con paredes altas. También se utilizaron carros de transporte público, algunos diseñados con alojamientos para dormir para hasta seis personas.

Los romanos desarrollaron un sistema de carga con barandas para transportar cargas pesadas. Los rieles consistían en ranuras incrustadas en caminos de piedra existentes. Los carros utilizados en dicho sistema tenían grandes ejes de bloques y ruedas de madera con carcasas de metal.

Los carros también contenían frenos, suspensiones elásticas y rodamientos. Los sistemas de suspensión elástica utilizaban cinturones de cuero unidos con soportes de bronce para suspender el carro por encima de los ejes. El sistema ayudó a crear una conducción más suave al reducir la vibración. Los romanos adoptaron rodamientos desarrollados por los celtas. Los rodamientos disminuyeron la fricción rotacional al usar lodo para lubricar los anillos de piedra.

Industrial

Minería
Los romanos también hicieron un gran uso de los acueductos en sus extensas operaciones mineras en todo el imperio, algunos sitios como Las Médulas en el noroeste de España tienen al menos 7 canales principales que ingresan a la mina. Otros sitios, como Dolaucothi, en el sur de Gales, fueron alimentados por al menos 5 leats, todos los cuales conducen a depósitos y tanques o cisternas muy por encima del presente a cielo abierto. El agua se usó para la minería hidráulica, donde las corrientes u ondas de agua se liberan en la ladera, primero para revelar cualquier mineral que contenga oro, y luego para trabajar el mineral en sí. Los escombros de las rocas se pueden escurrir al silenciarse, y el agua también solía apagar incendios creados para descomponer las rocas y las venas duras, un método conocido como incendio.

Los depósitos de oro aluvial se podrían trabajar y extraer el oro sin necesidad de triturar el mineral. Se colocaron mesas de lavado debajo de los tanques para recoger el polvo de oro y las pepitas presentes. El oro de veta necesitaba ser triturado, y probablemente usaron molinos de trituración o estampación trabajados por ruedas de agua para triturar el mineral duro antes del lavado. También se necesitaban grandes cantidades de agua en la minería profunda para eliminar desechos y máquinas primitivas, así como para lavar el mineral triturado. Plinio el Viejo proporciona una descripción detallada de la extracción de oro en el libro xxxiii de su Naturalis Historia, la mayoría de los cuales ha sido confirmada por la arqueología. Los molinos harineros de Barbegal, en el sur de Francia, y el Janículo de Roma dan fe de que utilizaron molinos de agua a gran escala en otros lugares.

Tecnología militar
La tecnología militar romana abarcaba desde equipos personales y armamento hasta motores de asedio mortales.

Soldado de infantería

Arsenal
Pilum (lanza): la lanza pesada romana era un arma favorecida por los legionarios y pesaba aproximadamente cinco libras. La jabalina innovada fue diseñada para usarse solo una vez y fue destruida en el uso inicial. Esta habilidad evitó que el enemigo reutilizara lanzas. Todos los soldados llevaban dos versiones de esta arma: una lanza principal y una de respaldo. Un sólido bloque de madera en el medio del arma brindaba protección a los legionarios para sus manos mientras portaban el dispositivo. Según Polibio, los historiadores tienen registros de «cómo los romanos arrojaron sus lanzas y luego fueron acusados ​​de espadas». Esta táctica parecía ser una práctica común entre la infantería romana.

Armadura
Si bien la armadura pesada e intrincada no era infrecuente (catafracts), los romanos perfeccionaron una armadura de torso completo relativamente ligera hecha de placas segmentadas (lorica segmentata). Esta armadura segmentada proporcionaba una buena protección para áreas vitales, pero no cubría la mayor parte del cuerpo como lorica hamata o chainmail. La lorica segmentata proporcionó una mejor protección, pero las bandas de placas eran caras y difíciles de producir y difíciles de reparar en el campo. En general, la cota de malla era más barata, más fácil de producir y más simple de mantener, era de talla única y era más cómoda de llevar, por lo tanto, seguía siendo la forma principal de armadura incluso cuando se usaba lorica segmentata.

Táctica
Testudo es una maniobra militar táctica original de Roma. La táctica se implementó haciendo que las unidades levantaran sus escudos para protegerse de los proyectiles enemigos que caían sobre ellos. La estrategia solo funcionaba si cada miembro del testudo protegía a su compañero. Comúnmente utilizado durante las batallas de asedio, la «pura disciplina y sincronización necesarias para formar un Testudo» era un testimonio de las habilidades de los legionarios. Testudo, que significa tortuga en latín, «no era la norma, sino que se adoptaba en situaciones específicas para hacer frente a amenazas particulares en el campo de batalla». La falange griega y otras formaciones romanas fueron una fuente de inspiración para esta maniobra.

Caballería
La silla de caballería romana tenía cuatro cuernos y se cree que fue copiada de los pueblos celtas.

Guerra de asedio
Los motores de asedio romanos como balistas, escorpiones y onagers no eran únicos. Pero los romanos fueron probablemente las primeras personas en poner balones en los carros para una mejor movilidad en las campañas. En el campo de batalla, se cree que fueron utilizados para eliminar a los líderes enemigos. Hay un relato del uso de artillería en la batalla de Tácito, Historias III, 23:

Al enfrentarse, hicieron retroceder al enemigo, solo para ser expulsados ​​ellos mismos, ya que los Vitelianos habían concentrado su artillería en el camino elevado para que pudieran tener terreno libre y abierto desde el cual disparar; sus disparos anteriores se habían dispersado y habían golpeado los árboles sin herir al enemigo. Una ballesta de enorme tamaño perteneciente a la decimoquinta legión comenzó a hacer un gran daño a la línea de los Flavians con las enormes piedras que arrojó; y habría causado una gran destrucción si no hubiera sido por la espléndida valentía de dos soldados que, quitando algunos escudos de los muertos y disfrazándose, cortaron las cuerdas y los resortes de la máquina.

Además de las innovaciones en la guerra terrestre, los romanos también desarrollaron el Corvus (dispositivo de abordaje), un puente móvil que podría unirse a un barco enemigo y permitir a los romanos abordar el barco enemigo. Desarrollado durante la Primera Guerra Púnica, les permitió aplicar su experiencia en la guerra terrestre en los mares.

Ballistas y onagers
Si bien los inventos de artillería central fueron fundados notablemente por los griegos, Roma vio la oportunidad de mejorar esta artillería de largo alcance. Grandes piezas de artillería como Carroballista y Onagers bombardearon las líneas enemigas, antes del asalto terrestre completo de la infantería. El manubalista «a menudo sería descrito como el motor de torsión de dos brazos más avanzado utilizado por el ejército romano». El arma a menudo parece una ballesta montada capaz de disparar proyectiles. Del mismo modo, el anónimo «recibió el nombre del asno salvaje por su kick ‘, «era un arma más grande que era capaz de arrojar proyectiles grandes contra paredes o fuertes. Ambas eran máquinas de guerra muy capaces y fueron utilizadas por los militares romanos.

La helepolis
El helepolis era un vehículo de transporte utilizado para asediar ciudades. El vehículo tenía paredes de madera para proteger a los soldados mientras eran transportados hacia las paredes del enemigo. Al llegar a las paredes, los soldados desembarcarían en la parte superior de la estructura de 15 m de altura y caerían sobre las murallas del enemigo. Para ser efectivo en combate, el Helepolis fue diseñado para ser autopropulsado. Los vehículos autopropulsados ​​fueron operados utilizando dos tipos de motores: un motor interno impulsado por humanos o un motor de contrapeso impulsado por gravedad. El motor propulsado por humanos utilizaba un sistema de cuerdas que conectaban los ejes a un cabrestante. Se ha calculado que al menos 30 hombres tendrían que girar el cabrestante para superar la fuerza necesaria para mover el vehículo.

Es posible que se hayan utilizado dos cabrestantes en lugar de solo uno, reduciendo la cantidad de hombres necesarios por cabrestante a 16, para un total de 32 para impulsar la helepolis. El motor de contrapeso accionado por gravedad utilizaba un sistema de cuerdas y poleas para impulsar el vehículo. Las cuerdas estaban envueltas alrededor de los ejes, atadas a través de un sistema de poleas que las conectaba a un contrapeso que colgaba en la parte superior del vehículo. Los contrapesos habrían sido hechos de plomo o un balde lleno de agua. El contrapeso de plomo se encapsuló en una tubería llena de semillas para controlar su caída. El contrapeso del balde de agua se vació cuando llegó a la parte inferior del vehículo, se elevó de nuevo a la parte superior y se llenó de agua con una bomba de agua alternativa, de modo que el movimiento se pudo lograr nuevamente. Se ha calculado que para mover un helepolis con una masa de 40000 kg,

Fuego griego
Originalmente un arma incendiaria adoptada de los griegos en el siglo VII d. C., el fuego griego «es uno de los pocos artilugios cuya efectividad espantosa fue notada por» muchas fuentes. Los innovadores romanos hicieron esta arma ya letal aún más mortal. Su naturaleza a menudo se describe como un «precursor del napalm». Los estrategas militares a menudo utilizan bien el arma durante las batallas navales, y los ingredientes para su construcción «siguen siendo un secreto militar muy bien guardado». A pesar de esto, la devastación causada por el fuego griego en combate es indiscutible.

Transporte

Puente pontón
La movilidad, para una fuerza militar, era una clave esencial para el éxito. Aunque esto no fue una invención romana, ya que hubo casos de «antiguos chinos y persas haciendo uso del mecanismo flotante», los generales romanos utilizaron la innovación con gran efecto en las campañas. Además, los ingenieros perfeccionaron la velocidad a la que se construyeron estos puentes. Los líderes sorprendieron a las unidades enemigas con gran efecto al cruzar rápidamente cuerpos de agua que de otro modo serían traicioneros. Las embarcaciones ligeras se «organizaron y ataron juntas con la ayuda de tablas, clavos y cables». Las balsas se usaron más comúnmente en lugar de construir nuevos puentes improvisados, lo que permitió una construcción rápida y deconstrucción La innovación conveniente y valiosa del puente de pontones también acreditó su éxito a las excelentes habilidades de los ingenieros romanos.

Tecnología Medica

Cirugía
Aunque se practicaban varios niveles de medicina en el mundo antiguo, los romanos crearon o fueron pioneros en muchas cirugías y herramientas innovadoras que todavía se usan hoy en día, como torniquetes hemostáticos y pinzas quirúrgicas arteriales. Roma también fue responsable de producir la primera unidad de cirugía en el campo de batalla, un movimiento que se combinó con sus contribuciones a la medicina y convirtió al ejército romano en una fuerza a tener en cuenta. También usaron una versión rudimentaria de la cirugía antiséptica años antes de que su uso se hiciera popular en el siglo XIX y contara con médicos muy capaces.

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