Historia de la Geotecnia - 04 - La Ingeniería Geotécnica Antes del Siglo XVIII

Templo Jonsu

Antes del siglo XVIII, la experiencia adquirida en la construcción de obras de ingeniería o arquitectura no se acumulaba en libros, ni se abstraía en complejos cálculos, sino que aparecía evidenciada en los ejemplares conservados por el simple hecho de seguir en servicio demostrando su eficacia, es decir, su adecuación a todas las funciones que tenían que cumplir.

ARKHITEKTON

"El obrero del primero, el que sabe cómo construir el templo"

Arquitecto según la significación griega (άρχιτέκτων), es el que conoce la técnica para la construcción del templo. Los griegos recogían con este término la tradición de los directores de las obras, principalmente de carácter religioso (carpinteros de dios), que provenían de las culturas fenicias, egipcias y sumerias.

El templo establece en la tierra un "centro" a partir del cual se refunda el cosmos, rememorando así el acto divino de la creación y construyendo los límites del espacio que, en virtud del rito, pasa a ser sagrado.

El arquitecto griego era un profesional apreciado y cualificado que no sufre el desprecio que sentía la sociedad por los trabajadores manuales ya que, como justifica el propio Platón, no era un obrero sino que solo mandaba en ellos y era poseedor de una ciencia teórica (Hellmann, M-C. (2002). L’Arquitecture Grecque. 1. Les principes de la construction. Picard.). Era el responsable de la proportio, la proporción y armonía de la obra pero no de la elección de los materiales ni de la calidad de la ejecución (Fiches, J.L. (2000). “Maître d’oeuvre et maître d’ouvrage”. L’aqueduc de Nîmes et le Pont du Gard. París: CNRS Ed.).

Se desconoce si los arquitectos romanos tuvieron una consideración social baja al tratarse de un trabajo vinculado a numerosos artesanos que, según Cicerón (104-43 A.C.), “desempeñan un oficio vil"; la “officina” (taller) no parece conciliable con la condición de hombre libre"; Plutarco (46-119) expresa una idea parecida ya que escribe que "el trabajo realizado con las manos, siempre es despreciable".

Vitruvio sí valora esta profesión que quizá desempeñó en tiempos de Augusto (siglo I A.C.), y la defiende al quejarse del intrusismo que la invadía, pues se hallaba "vejada por ignorantes e inexpertos que no solamente son arquitectos ni siquiera aun albañiles". El arquitecto era el que elaboraba el proyecto de una obra, la forma (Laporte, J.-P. (1997). “Notes sur l’aqueduc de Saldae (Bougie, Algérie)”. Caesarodunum, tome XXXI : Les aqueducs de la Gaule Romaine et des regions voisines. Limoges: Édité R.Bedon.), que posiblemente incluía planos pintados con anotaciones (picta et adnotata), el presupuesto y las instrucciones para hacer las obras cumpliendo diversas y estrictas normas de disposición (Vitruvio III,I), constructivas e incluso urbanísticas, cuando eran aplicables y que conocemos por el tratado De aedificiis privatis que reúne las normas dictadas por Zenón, a finales del siglo V, para la ciudad de Constantinopla. En ella se incluían sanciones de tipo económico en caso de incumplimiento que afectaban no solo al propietario de la obra, que además tenía la obligación de la demolición, sino también el arquitecto, el maestro constructor, el ergolabus, y el opifex que era el operario que la ejecutaba (Malave Osuna, B. (2000). Legislación urbanística en la Roma Imperial. A propósito de una Constitución de Zenón. Universidad de Málaga.). También al arquitecto romano tuvo que asumir obligaciones y correr el riesgo de sanciones, como las demandadas por el propio Vitruvio (X,I) para su aplicación en Roma, similares a las que marcaba la antigua ley de Éfeso, por la cual los arquitectos, por ejemplo, debían responder con sus bienes a cualquier desfase presupuestario en la ejecución de una obra que superase la cuarta parte de su coste inicial. Este tipo de obligaciones ayudarían, según este autor romano, a conseguir que solo ejerciesen la profesión personas competentes, y a evitar los graves perjuicios económicos que sufrían sus conciudadanos. Los arquitectos romanos también tenían misiones que ejercían en la contratación de la obra, en su replanteo y durante la ejecución, como el cuidado de los obreros, la recepción de los materiales, la verificación de los trabajos realizados por los maestros y especialistas que debían estar conformes con el proyecto, la recepción de los trabajos acabados y el libramiento de las autorizaciones de pago. Facilitaba al constructor los pormenores y detalles del proyecto por medio de dibujos, mientras que para darle la idea y grandes líneas de la obra se ayudaba de una maqueta a escala, la paradeigma griega, realizada con madera o arcilla cocida, que también facilitaba el trabajo de los canteros, albañiles y escultores.

Estas técnicas de modelado (dibujo y maqueta) son utilizadas hoy día con gran éxito en todas las investigaciones geotécnicas.

Templo Egipcio

Arquitectura e ingeniería son dos profesiones diferentes, pero proceden de un tronco común, que es la arquitectura según la definía Vitrubio, o los tratadistas del Renacimiento. Pero como en toda actividad humana, el progreso del conocimiento hace éste cada vez más complejo y obliga a la especialización. El progreso en el arte de construir que se produjo durante la Revolución Industrial, debido a la aparición de nuevos materiales y al origen del conocimiento teórico del comportamiento resistente de las estructuras, llevó a la disociación de las dos profesiones.

El Pantheon de Roma, las bóvedas del románico o del gótico, o las cúpulas del Renacimiento son básicamente expresión de su estructura resistente. Sin embargo no había un conocimiento científico de su comportamiento; fue fundamentalmente un conocimiento empírico el que permitió llegar a obras tan extraordinarias como las romanas, las románicas y las góticas. Hasta el siglo XX, el conocimiento teórico de las estructuras ha ido por detrás de las realizaciones. Sorprende y produce admiración la audacia y capacidad de empresa de algunos ingenieros del siglo XIX que contaban con unos conocimientos teóricos y unos medios de construcción muy inferiores a las obras que hacían.

Esta pertenencia de la arquitectura y la ingeniería a un tronco común, que es el arte de construir, hace que en muchos casos sean complementarias, y en otros, el límite entre ambas sea difícil de definir. Hay obras de arquitectura que no requieren la intervención de un ingeniero, e igualmente obras de ingeniería que no requieren arquitecto. Sin embargo hay muchas obras donde deben trabajar juntos. No siempre este trabajo en común estará equilibrado, porque la participación de uno y otro estará condicionada por el tipo de obra. En algunos casos el trabajo del ingeniero será secundario respecto del arquitecto y en otros casos será al contrario. Un ingeniero puede proyectar la estructura resistente de un edificio de viviendas de diez pisos, pero su incidencia en el conjunto de la obra será mínima. Por otro lado un arquitecto puede intervenir en el proyecto de una presa, pero su intervención en el proyecto será secundaria, si bien puede ser importante en su fisonomía final. Esto hace que no sea simétrica la participación del ingeniero en las obras de arquitectura respecto de la del arquitecto en las obras de ingeniería.

EL CÓDIGO DE HAMMURABI

Columna que contiene el Código de Hammurabi

El rey de Babilonia Hammurabi (también se usan transliteraciones como Hamurabi, Hammu-rapi o Khammurabi) (1722-1686 A.C. según la cronología breve o 1792-1750 A.C. según la cronología media, e incluso 1810-1750 A.C.), de la estirpe de los amorreos, sexto de la primera dinastía babilónica y sucedido por Samsu-Iluna; pensó que el conjunto de leyes de su territorio tenía que escribirse para complacer a sus dioses. A diferencia de muchos reyes anteriores y contemporáneos, no se consideraba emparentado con ninguna deidad, aunque él mismo se llama «el favorito de las diosas».

El Código de Hammurabi fue tallado en un bloque de basalto de unos 2,50 m de altura por 1,90 m de base y colocado en el templo de Sippar; asimismo se colocaron otros ejemplares similares a lo largo y ancho del reino. El objeto de éste código era homogeneizar jurídicamente el reino de Hammurabi. Dando a todas las partes del reino una legislación común, se podría controlar al conjunto con mayor facilidad.

El Código de Hammurabi, creado en el año 1760 A.C. (según la cronología media), es uno de los conjuntos de leyes más antiguos que se han encontrado y uno de los ejemplares mejor conservados de este tipo de documento creados en la antigua Mesopotamia y en breves términos se basa en la aplicación de la ley del Talión a casos concretos.

En las culturas del Próximo Oriente Antiguo son los dioses quienes dictan las leyes a los hombres, por eso, las leyes son sagradas. En este caso es el dios Samash, el dios sol, dios de la Justicia , quien entrega las leyes al rey Hammurabi de Babilonia (1790-1750? A.C.), y así se representa en la imagen que figura sobre el conjunto escrito de leyes. De hecho, antes de la llegada de Hammurabi al poder, eran los sacerdotes del dios Samash los que ejercían como jueces pero Hammurabi estableció que fueran funcionarios del rey quienes realizaran esta trabajo, mermando así el poder de los sacerdotes y fortaleciendo el del propio monarca.

El código de leyes unifica los diferentes códigos existentes en las ciudades del imperio babilónico. Pretende establecer leyes aplicables en todos los casos, e impedir así que cada uno "tomara la justicia por su mano", pues sin ley escrita que los jueces hubieran de aplicar obligatoriamente, era fácil que cada uno actuase como más le conviniera.

Respecto del oficio de Arquitecto (responsabilidades del constructor), el Código de Hammurabi indica en las leyes 228 a 233:

228 - Si un arquitecto hizo una casa para otro y la terminó, el hombre le dará por honorarios 2 siclos de plata por SAR de superficie.
229 - Si un arquitecto hizo una casa para otro, y no la hizo sólida, y si la casa que hizo se derrumbó y ha hecho morir al propietario de la casa, el arquitecto será muerto.
230 - Si ella hizo morir el hijo del propietario de la casa, se matará al hijo del arquitecto.
231 - Si hizo morir al esclavo del dueño de la casa, dará al propietario de la casa esclavo como esclavo (un esclavo equivalente).
232 - Si le ha hecho perder los bienes, le pagará todo lo que se ha perdido, y, porque no ha hecho sólida la casa que construyó, que se ha derrumbado, reconstruirá a su propia costa la casa. 
233 - Si un arquitecto hizo una casa para otro y no hizo bien las bases, y si un nuevo muro se cayó, este arquitecto reparará el muro a su costa.

Entre otras recopilaciones de leyes similares a la de Hammurabi se encuentran el Códice de Ur-Nammu, rey de Ur (2.050 A.C.), el Códice de Eshnunna (1930 A.C.) y el Códice de Lipit-Ishtar de Isín (1870 A.C.). Ellos también crearon leyes como la 205 que se trataba de que si el esclavo de un hombre golpea en la mejilla al hijo de un hombre, que le corten una oreja.

LA INGENIERÍA MILITAR

La ingeniería militar es una ciencia tan antigua como la guerra. Desde Sumeria hasta nuestros días pasando por Egipto o Asiria, los grandes imperios han pretendido contar en sus filas con los mejores ingenieros, capaces de sacarle el máximo partido a los recursos disponibles e incluso inventar otros nuevos.

Soldados Romanos Construyendo un Fuerte (Vittorio Raineri)

Buena parte de los técnicos y, en ocasiones la propia mano de obra que intervenían en las obras públicas formaban parte del ejército, pues era la única institución oficial que podía darles una buena formación, una eficaz organización y la provisión de los medios materiales (Galliazzo, V. (1994). l Ponti Romani. 2 tomos. Venecia: Edizione Canova.) (Février, P-A. (1979). L’armée romaine et la construction des aqueducs. Dossiers d’Archéologie, nº 38. Dijon: Ed. Faton.). Este personal técnico era enviado, de modo individual o colectivo, desde Roma o desde las unidades militares acantonadas en un lugar más o menos próximo a la obra, atendiendo la demanda de sus servicios solicitados por instituciones, cargos imperiales o ciudadanos influyentes. La actividad constructiva de los soldados era, además de un trabajo de nulo o bajo coste que abarataba la construcción, una buena manera de mantener ocupada la tropa en tiempos de paz.

Hoy día se distingue entre la ingenieria civil y la militar: ambas se encargan de cosas similares, pero las obras militares muchas veces son temporales, y sus técnicas de construcción están dominadas por la necesidad de la rapidez y la movilidad. Sin embargo, esta distinción entre lo civil y lo militar no existía en la primera época de Roma, durante la república, ni tampoco en la mayoría de las ciudades-estado. Cuando estallaba la guerra, los campesinos se convertían en soldados, pues en Roma no existió un ejército profesional permanente hasta las reformas de Cayo Mario, cónsul en el 10 A.C.

Luego, con el Imperio, que comenzó en el 31 A.C., después de la batalla de Accio, el ejército permanente paso a hacerse cargo de muchos proyectos de ingeniería, aunque, en un principio, sólo los puramente militares. Hacia principios del siglo II D.C., el ejército romano ya había absorbido a gran parte de los mejores topógrafos e ingenieros del Imperio, y contaba con un cuerpo de artesanos especializados, los llamados fabri, que trabajaban bajo las órdenes del praefectus fabrum. Las obras públicas habían llegado a depender en buena medida de los conocimientos de ingeniería de los militares y de su experiencia práctica.

La idea de los proyectos de construcción romanos surgía de la aristocrácia o del Senado, aunque se podía pedir al Populus Romanus (pueblo romano) que apoyara las propuestas votando en las Asambleas. El proyecto podía ponerse en manos de una comisión senatorial, o de un hombre en particular que ocupara el cargo electivo de censor, también estaban los ediles, magistrados electos de rango inferior, que eran responsables del mantenimiento de las obras públicas. Todos los que ocupaban estos cargos eran políticos, no funcionarios civiles con un sueldo fijo.

A finales de la República, se habían llevado a cabo tantas obras públicas que la responsabilidad de algunas había dejado de recaer en los magistrados tradicionales para pasar a manos de hombres que desempeñaban cargos creados especialmente para ello. Entre estos nuevos cargos se encontraban el Curator Aquarum (director de los sumnistros de agua) y el Curatur Viarum (director de las calzadas).

Luego, bajo el Imperio, se empezó a emplear un sistema muy diferente, ya que todo el poder real se concentraba en la figura del emperador. El primer precedente lo sentó Augusto, que en el año 20 A.C., se nombró a sí mismo Curator Viarum. A partir de entonces, cualquier gran proyecto de construcción, aunque fuera sugerido por un gobernador provincial, por el Senado, o por la asamblea de una ciudad, tenía que conseguir primero la aprobación del emperador.

El emperador nombraba también a los curadores, eligiendo a hombres cuya capacidad ya hubiera sido comprobada y que estuvieran dispuesto a dedicar todo su tiempo a la tarea. No obstante, durante toda la historia de Roma los ingenieros profesionales no eran más que consejeros, pues los proyectos los dirigía siempre un político o un administrador.

El capítulo V del Libro I de Vitruvio (siglo I A.C.), correspondiente a "Construcción de murallas y torres" el autor indica:

" … Por tanto, siguiendo estas normas conseguiremos unas condiciones favorables de salubridad para construir las murallas. Cuando se hayan elegido terrenos fértiles para la alimentación de la ciudad, cuando se logre un transporte fácil hacia las murallas bien mediante caminos protegidos, o bien por la situación ventajosa de los ríos, o bien por puertos de transporte marítimo, entonces deben excavarse los cimientos de las torres y murallas, de modo que se ahonde en tierra firme, si se puede encontrar, y con una profundidad que guarde relación con la magnitud de la construcción, siempre de un modo razonable; su grosor será más ancho que el de las paredes que se vayan a levantar sobre tierra y la cavidad que quede se rellenara con un compuesto lo más sólido y consistente posible. Igualmente, las torres deben elevarse por encima de los muros, con el fin de que desde las torres, a derecha y a izquierda, los enemigos puedan ser heridos desde ambos lados con armas arrojadizas, cuando intenten acercarse violentamente a la muralla. Sobre todo, debe ponerse la máxima precaución en que el acceso para asaltar el muro sea difícil; se ha de pensar la manera de rodear el perímetro con precipicios de forma que los corredores hacia los portalones no sean directos, sino orientados hacia la izquierda. … "

Sugiere Vitruvio entonces el concepto de excavar en el terreno de cimentación para reducir los esfuerzos aportados por la sobrecarga, aprovechando la historia de esfuerzos e inspeccionar los materiales sobre los cuales se apoyarán las murallas, para seleccionar los más competentes. Y respecto de la interacción suelo estructura añade:

" … Así pues, tanto la muralla como los cimientos y - todas las paredes que se vayan a levantar, tendrán la anchura del muro y, unidas de esta forma, no se estropearán ni corromperán durante mucho tiempo. …" y " … Las fortificaciones del muro y de las torres resultan mucho más seguras y eficientes si las amplificamos con toda suerte de materiales, de tierra de relleno, pues ni los arietes, ni las minas, ni las máquinas de guerra son capaces de dañarlas. No debe utilizarse tierra de relleno en cualquier lugar, sino únicamente en lugares que estén dominados por algún montículo por el exterior desde donde, con toda facilidad, hubiera acceso para atacar las murallas. En tales lugares deben cavarse unas fosas que tengan la mayor anchura y profundidad posible; posteriormente se excavarán los cimientos de la muralla dentro de la cavidad de la fosa, con una anchura suficiente para soportar sin dificultad toda la presión de la tierra. … Cuando los cimientos guarden entre sí esta distancia, entre ellos se colocarán otros transversales, unidos al muro exterior y al interior y colocados en forma de peine, como dientes de una sierra. Actuando así, el peso de la tierra quedará dividido en pequeñas partes y el volumen total no podrá deshacer los cimientos de la muralla bajo ningún concepto. … "

Las legiones romanas practicaban un sistema de castramentación (arte de construir campamentos) tan completo y acabado que aun hoy admira a cuantos se ocupan del arte militar. Este sistema, fue heredado de los Etruscos, y en sus primeras épocas (era monarquica) eran regulares en planta, y atrincherados, las tiendas se distribuían sin orden y eran como cabañas. Según Frontino, los romanos de inicios de la República se agrupaban en cabañas por cohortes, y sólo después de derrotar al rey Pirro del Épiro y capturar su campamento adoptaron esta práctica copiando el modelo. Sin embargo, Plutarco asegura que Pirro quedó asombrado por la apariencia del campamento romano al percatarse de que la disposición del campamento de aquellos barbaros, no era bárbara. En tiempos de paz se utilizaban los campamentos como centro de disciplina, escuela del arte de la guerra y hasta hospitales. Para la construcción de estos campamentos se aplicaba la ciencia augural y se daba enorme importancia al estudio de la castramentación constituida como una ciencia en lo siguiente:

• Por su trazado
• Por su defensa
• Por la elección del emplazamiento
• Para instrucción de las tropas legionarias
• Distribución de los trabajos de atrincheramiento
• Se estudiaba las disposiciones y métodos de confección
• Albergaban las mejores condiciones posibles para el descanso de los legionarios
• Se utilizaba como medio de permanencia de esas legiones cuando los planes se posponían o cambiaban el plan de operaciones.

Estaban tan bien trazados, que un legionario tenía el recuerdo vivo de la ciudad que vivía y conocía. Dentro del campamento todas sus disposiciones y sus calles semejaban su ciudad natal  y sabía en todo momento en que vía estaba, o en que tienda estaba para descansar, y a que punto debía acudir en caso de ataque, por que puerta marcharía a la batalla y no eran posibles ni errores ni desordenes incluso en un ataque nocturno. Esta disposición regular del campamento romano fue respetada durante siglos de forma escrupulosa y casi religiosa.

A los diversos jefes de las legiones romanas (Praetorium, Quaestorium, Tribunos, etc.) siempre se les dio el mismo emplazamiento con sus tiendas, y se ejecutaban los mismos atrincheramientos y se conservaban las mismas denominaciones aunque la razón de ellas no existieran.

Distribución típica de un campamento romano

Básicamente seguían un esquema rectangular, rodeados por un foso (fossa); con la tierra extraida se levantaba un terraplén (agger), encima del cual se construía un muro (vallum) de madera si el campamento era provisional, o de piedra y madera si era de larga duración.

Corte del área de defensa

Cada campamento se dividía mediante dos calles principales: la via principalis en sentido norte a sur, y la via decumana, en sentido oeste a este.

Además habían cuatro puertas: decumana, praetoria, principalis dextra, y principalis sinistra. Los campamentos podían ser de dos tipos: los utilizados para pasar el invierno (castra hiberna) y los de carácter permanente (castra stativa); de estos últimos acabaron evolucionando nucleos urbanos, debido a que en muchos casos se iban instalando familiares de los legionarios y comerciantes.

LOS CIMIENTOS DE LOS TEMPLOS

Fundación de Templo Antiguo en Baalbek

En el Capitulo 4 del Libro III (De Architectura. Siglo I A.C.), titulado "Los cimientos de los templos", Vitruvio especifica lo que puede considerarse como el primer código de construcciones (que data de la Antigüedad Clásica) que incluye específicamente el suelo de fundación de los templos romanos recomendando utilizar cimientos superficiales o profundos según sea el caso:

" Si es posible encontrar un terreno solido, la cimentación de estos edificios se excavara sobre terreno firme en una extensión que se ajuste proporcionalmente a las exigencias del volumen de la construcción; se levantara la obra lo mas solida posible, ocupando la totalidad del suelo firme.

Se erigirán unas paredes sobre la tierra, debajo de las columnas, con un grosor que sobrepase en la mitad al diámetro de las columnas que posteriormente se levantaran, con el fin de que las inferiores, que se llaman esterobatae (en su sentido etimológico significa el apoyo firme y solido en el que descansa una columna) por soportar todo el peso, sean más solidas que las situadas encima de ellas. 

Los resaltos de las basas no sobresaldrán mas allá de la base; debe mantenerse con la misma proporción el grosor de las paredes superiores. El espacio que quede en medio se abovedara o bien se consolidara mediante relleno, con el fin de que todo quede bien compactado.

Si, por el contrario, no se encuentra un terreno solido sino que es de tierra de relleno en gran profundidad, o bien, si se trata de un terreno palustre, entonces se excavara, se vaciara y se clavaran estacas endurecidas al fuego de álamo, de olivo, o de roble y se hundirán como puntales o pilotes, en el mayor número posible, utilizando unas maquinas; entre los pilotes se rellenara el espacio con carbones; así, quedaran llenos los cimientos con una estructura muy consistente. 

Una vez dispuestos los cimientos, deben colocarse a nivel los estilóbatos. Se levantaran las columnas sobre los estilóbatos, como anteriormente dijimos, según se trate de un templo picnostilo, sístilo, diástilo o éustilo. No obstante, en los templos areostios queda toda la libertad para que cada uno establezca las medias como guste. En los templos perípteros se colocaran las columnas de manera que los intercolumnios de los lados sean el doble de los intercolumnios de la fachada o frente, y así su longitud será el doble que su anchura. 

En efecto, los arquitectos que han levantado doble numero de columnas, se han equivocado porque da la impresión que en su longitud hay un intercolumnio más de lo que debe ser.

En la fachada, las gradas o escalones deben ser siempre impares, pues al empezar a subir se coloca el pie derecho sobre el primer escalón y solo así el pie derecho será el que pisara el escalón más alto, a ras de suelo del templo. En mi opinión, la altura de las gradas o escalones no debe ser ni más de un palmo de diez pulgadas ni menos de un palmo de doce pulgadas: así su ascenso será suave. El ancho de las gradas no debe ser menos de un pie y medio, ni mayor de dos pies. Si han de hacerse escalones en torno al santuario, respétense estas medidas. Pero si se va a construir una plataforma que rodee el santuario por tres lados, debe guardar proporción con los plintos, con las basas de las columnas, fustes, cornisas, cimacios respecto al estilóbato situado bajo las basas de las columnas.

Es conveniente nivelar el estilóbato de modo que tenga un aumento por su parte central mediante plintos desiguales, pues si está completamente allanado dará la impresión que esta ahondado o acanalado. Al final del libro describiremos la estructura y la figura para lograr unos plintos que guarden la conveniente correspondencia."

Construcción de templo romano tallada en piedra

Respecto de recomendaciones para la selección de los materiales a utilizar como pilotes Vitruvio en el Libro II, Capítulo 9 "La madera" indica:

" El aliso (álamo negro), que crece junto a las orillas de los ríos, aparentemente su madera es escasamente aprovechable, pero sin embargo condene extraordinarias cualidades. En efecto, posee gran cantidad de aire y de fuego, relativamente poca tierra y menos todavía agua. Enraizados en terrenos pantanosos, como cimientos, y clavándolos como estacas para edificar sobre ellos, recogen la humedad de la que están faltos, y se mantienen perennes durante larguísimo tiempo soportando el impresionante peso de todo el edificio, sin ocasionar ningún defecto. No sobreviven mucho tiempo fuera de la tierra, pero sí sumergidos en el agua. Es muy interesante observar este tipo de construcciones en Rávena, donde todos los edificios, tanto públicos como privados, se levantan sobre estacas que sirven de cimientos y son de esta clase de madera. El olmo y el fresno poseen gran proporción de agua, poquísimo aire y fuego y una cantidad relativa de tierra. …"

TODOS LOS CAMINOS CONDUCEN A ROMA

Los griegos llamaban a los romanos "los constructores de cloacas, calzadas y puentes". Era un chiste dedicado a aquellos hombres rudos que habían conquistado el Mundo, pero que nunca sabrían construir algo tan sublime y armónico como el Partenón, lo cual es cierto. Los romanos fueron incapaces de manejar el mármol para levantar la estructura arquitectónicamente musical de una maravilla como el Partenón, con su ritmo matemático, sus proporciones exactas, su belleza estilística y su armonía sensitiva.

Los romanos no eran "artistas" en el sentido sublime que lo sentían los griegos: no eran Arquitectos, sino Ingenieros. Y si las cumbres griegas fueron construidas con mármol, las romanas lo fueron con concreto, esa masa pastosa que al endurecerse adquiría una extraordinaria dureza y con la que los ingenieros romanos consiguieron levantar maravillas, algunas "forradas" de mármol, para embellecerlas.

La profesión de "architectus" era respetada y popular; en efecto, Druso, hijo del emperador Tiberio, era arquitecto. Una interesante innovación de los arquitectos de entonces fue la reinvención de la calefacción doméstica central indirecta, que se había usado originalmente cerca de 1,200 A.C., en Beycesultan, Turquía.

Uno de los grandes triunfos de la construcción pública durante este periodo fue el Coliseo, que fue el mayor lugar de reunión pública hasta la construcción del Yale Bowl en 1914. Originalmente llamado Anfiteatro Flavio, fue el mayor lugar de reunión pública con un aforo para 50,000 espectadores y con 80 filas de gradas, y se utilizo durante casi 500 años.

Coliseo (Roma). Capacidad = 50,000 espectadores

Yale Bowl (New Haven Conn.). Inaugurado en 1914.
Capacidad = 61,446 espectadores

Los ingenieros romanos aportaron mejoras significativas en la construcción de carreteras, principalmente por dos razones: una, que se creía que la comunicación era esencial para conservar un imperio en expansión, y la otra, por que se creía que una carretera bien construida duraría mucho tiempo con un mínimo de mantenimiento.

Los "collegia fabrorum" eran en Roma las agrupaciones corporativas de los artesanos que se ocupaban en la construcción. Los obreros, maestros y arquitectos que habían recibido la tradición de los arquitectos griegos y sus conocimientos sobre la forma de trabajar la piedra, que a su vez la habían recibido de los arquitectos del antiguo Egipto.

La geometría era la base del arte de la construcción y de la arquitectura clásica y constituía, según los griegos, el desarrollo de las ideas contenidas en las formas geométricas, entendidas éstas en su aspecto puramente cualitativo, de igual manera que en todas las tradiciones de las civilizaciones en la historia antigua.

El arquitecto Marcus Vipsanius Agrippa elaboró en el siglo I A.C. el mapa ORBIS TERRARUM, como resultado del encargo realizado por el emperador Octavio Augusto aproximadamente en el año 27 A.C. para engrandecer al Imperio Romano. Alrededor de los continentes solo había mares, y en estas tierras se desarrollaba la civilización.

Orbis Terrarum

Aproximadamente en el año 200 D.C., se inventó un ariete llamado "ingenium" para atacar las murallas. Muchos años después se llamó al operador del ingenium, "ingeniator", que muchos historiadores creen que fue el origen de la palabra "ingeniero". La ingeniería romana declino a partir del año 100 D.C., y sus avances fueron modestos. Una innovación durante este periodo fue la invención del alumbrado público en la ciudad de Antioquía, aproximadamente hacia el año 350 D.C..

Ingenium (ariete) romano

Alrededor del año 600 A.C., los Cartagineses (en Túnez. África del Norte) fueron los primeros en construir y mantener un sistema de carreteras el cual fue adoptado por los romanos luego de destruirlos en 146 A.C. En los mejores tiempos del Imperio Romano, el sistema de carreteras tenía aproximadamente 29,000 km, entre el Valle del Eufrates y la Gran Bretaña. Se estima que los romanos construyeron unos 87.000 kilómetros de carreteras dentro de su imperio (aproximadamente igual a la longitud del sistema de los EE.UU. a finales del siglo XX).

El crecimiento sostenido del sistema romano de caminos siguió un esquema lógico. Las vías principales se construyeron por y para el ejército, por lo que muchas iban más allá del dominio romano, hasta territorios hostiles cruzando las fronteras. Al mismo tiempo, la construcción de nuevos caminos y el reemplazo de los antiguos senderos mejoró las comunicaciones dentro del Imperio tanto para el ejército como para el gobierno, el comercio y la población en general.

La vía más famosa es probablemente la primera construida hacia el año 312 A.C., la Via Appia, y que conectaba a Roma con Capua, y fue la primera carretera importante recubierta de Europa. Al principio, la carretera medía 260 km e iba desde Roma hasta Capua, pero en 244 A.C., se extendió hasta Brindisi, siendo entonces una obra tan prestigiada, que ambos lados del camino a la salida de Capua estaban flanqueados por los monumentos funerarios de los aristócratas.

Roma poseía tráfico pesado por aquella época y en una ocasión, Julio César ordenó que ningún vehículo de cuatro ruedas circulara por las calles de la ciudad, con la esperanza de proporcionar una solución parcial a los problemas del tránsito.

Via Appia (iniciada en 312 A.C.)

Solamente en Bretaña, los caminos romanos superaron los 4.100 km en el año 200 D.C.. Estas vías, destinadas a la infantería eran generalmente rectas (lo más directas posibles), de poca inclinación y contaban con cunetas para mejorar el drenaje y su espesor aumentaba sobre suelos blandos, lo que indica que los romanos comprendían las bases de la mecánica de suelos.

Partes de la construcción de vía romana

El trazado de la vía incluía dos actividades:

1. Determinar la ruta a seguir utilizando una línea de señales luminosas al amanecer o a la puesta del sol. Desde cada una de estas señales se veían la anterior y la siguiente (líneas de vista), y mediante un proceso de ajuste topográfico (empleando instrumentos como la groma), se iban moviendo hasta formar una línea recta que se convertía en el trazado provisional.
2. Transformar la línea de proyecto en una ruta práctica sobre el terreno. Si no existían grandes obstáculos se seguía esa misma ruta provisional, marcada con estacas o piedras a intervalos regulares. Si en algún punto se encontraba un río ancho o un terreno especialmente difícil, entonces se variaba la línea para dar con una ruta más sencilla.

Topógrafos romanos (Gromaticus) utilizando la groma

Las señales luminosas se colocaban en puntos elevados y es allí donde con frecuencia se encuentran leves cambios de dirección.

Una calzada romana estándar consistía en una superficie adoquinada (por ejemplo, de grava o piedras) sobre una base sólida de suelo o piedra.

Sección de Calzada Romana

En la imagen, el Agger corresponde a una base bien drenada en forma de un banco de tierra o estrato con material excavado de las zanjas laterales o de canteras cercanas. Puede tener hasta 6 pies (1.8 m) de alto y 50 pies (15 m) de ancho o, en el otro extremo, muy leve o incluso inexistente en la superficie de la vía, establecida directamente en el suelo - esto es especialmente cierto en los caminos secundarios. Los materiales locales se utilizaban siempre que fuese posible - una capa de piedras de gran tamaño puede complementar o sustituir el Agger si está disponible.

El Agger o Augur era el vehículo, "puente" o "canal" mediante el cual los tres niveles cósmicos el Cielo, la Tierra, y en el intermedio el Hombre, se unían mediante el rito y se materializaban en una figura o gesto al que se llamaba templum.

La superficie de rodadura se componía de capas de material más fino con un espesor total de entre 2 y 3 pulgadas (5.0-7.5 cm) y 1-2 pies (30-60 cm). Capas adicionales se agregaban por restauración de la superficie. El ancho de la vía era de hasta 30 pies (9 metros) pero comúnmente de alrededor de 25 pies (7.5 m), y en los caminos secundarios de 15-18 pies (4.5-5.5 m) a 10-12 pies (3,0-3,5 m).

Aparte de las cunetas laterales, el camino también podía estar flanqueado por cunetas de contorno poco profundas de 2 a 4 pies (0.60 m a 1.2 m) de ancho. Estas podía servir para definir una "zona de camino", especialmente en las áreas donde el terreno circundante (por ejemplo, bosques) ofrecía la posibilidad de una emboscada. La distancia entre estas zanjas parece indicar dos clases de caminos - 84 pies (25.5 m) y 62 pies (19 m).

Vìa romana de Uxama a Tiermes

Gran parte del éxito de los romanos consistía en su capacidad de adpatarse a las condiciones de la región donde se encontraban. La resistencia de los caminos dependía de su cimiento, el statumen. Cada subsuelo encontrado requería un tipo diferente de cimiento: por ejemplo en los duros suelos del norte de África el espesor del statumen era bajo, y en los terrenos rocoso de los pasos alpinos no se requerían cimientos; sin embargo, en los suelos blandos de la mayor parte de Europa era indispensable contar con unos cimientos rígidos que evitaran que el peso y frecuencia del tráfico terminaran por destruir la vía. Normalmente bastaba con ir colocando los cantos de piedra desmenuzada, dispuesta en capas, aunque en los terrenos pantanosos había que poner a cada lado una hilera de troncos que la sujetara en su sitio, y en los suelos de las ciénagas, había que construir la calzada entera sobre una plataforma entretejida de troncos y arbustos.

Proceso de construcción de un camino romano

También era esencial que el agua lluvia permaneciera el menor tiempo posible sobre el camino, para evitar estropear la superficie y los cimientos con la escorrentía e infiltración hacia el terreno situado bajo la estructura. Por esta razón todos los caminos romanos presentaban una forma convexa. En la parte exterior de la calzada, se excavaba el terreno para que formara una pendiente a cada lado, que terminaba en una zanja (fossa) a unos 2 - 3 m de distancia, en un suelo que se había dejado sin vegetación.

Sección Típica de Camino Romano

El diseño romano de vía sobre el Agger (base y/o sub base) constaba de cuatro capas (de arriba a abajo) de la siguiente manera [Collins y Hart, 1936]:

• Summa Crusta o Pavimentum (superficie de rodadura dura y uniforme): bloques pulidos poligonales suaves apoyados sobre la capa de núcleo. También se utilizaban gravas de granulometría uniforme (para mejorar el control de aguas de infiltración), compactada por pisones de piedras grandes o troncos de madera halados por hombres y/o animales.

• Nucleus (núcleo): Una especie de capa de base compuesta por grava y arena con el cemento de cal.

• Rudus (rudo): La tercera capa se compone de mampostería y piedras más pequeñas también pegadas con mortero de cal.

• Statumen (cimiento): dos o tres hileras de piedras planas colocadas con mortero de cal.

Estructura de pavimento romano

Estructura de camino romano en
"Vìas Romanas: Las Huellas de la Ingenierìa Perdida" de Isaac Moreno G.

El espesor de la estructura de pavimento variaba entre 0.9 m y 2.4 m, con un ancho variable. Incluían pendiente de bombeo para drenaje de las aguas superficiales complementada con cunetas y drenes subterráneos. El material utilizado usualmente era el que se encontraba disponible en las cercanías de la obra.

Camino romano cerca a Burgos en terraplén (España)

Vista aérea de canteras inundadas junto a un camino romano en
"Vìas Romanas: Las Huellas de la Ingenierìa Perdida" de Isaac Moreno G.

El político Cayo Graco en el siglo II A.C. (de acuerdo a la biografía escrita por Plutarco) introdujo la legislación sobre la construcción de caminos y personalmente se encargaba de supervisar el proceso. También dice que se encargó de que todas las calzadas estuvieran medidas en millas romanas (1481 m) y marcadas con miliarios

La red de caminos romanos interconectaba en el Reino Unido las siguientes poblaciones, que adelante se presentan con mayor detalle:

Principales Caminos Romanos en Bretaña

Red Detallada de
Caminos Romanos en Bretaña

Cuando se proyectaba un camino que debía atravesar un accidente del relieve o un río, el censor a veces debía cambiar su proyecto para ajustarse a las necesidades de los ingenieros, y se podía justificar un rodeo si con ello se conseguía un lugar más estrecho por donde cruzar o un terreno más firme; el ingeniero daba instrucciones a su topógrafo para que midiera la anchura del río en varios puntos, y hacía que los obreros cavaran varios hoyos de prueba para ver cómo era el subsuelo.

Puente romano sobre el río Alberche

Una vez que se había elegido el lugar y se había demarcado dónde irían los contrafuertes de la estructura, se empezaba a trabajar en los cimientos, donde el principal problema era el agua: en cuanto los obreros empezaban a excavar para colocar un contrafuerte, el agua se metía en el agujero, y en el caso de los estribos el problema era aún mayor, pues los cimientos quedaban por debajo del lecho del río. No obstante, estos dos problemas podían resolverse con una ataguía, una especie de recinto hermético construido con troncos y un poco más grande que los propios cimientos, con la parte inferior clavada firmemente en el suelo y la parte superior abierta. Se construía alrededor de la zona que había que excavar, y en su interior se colocaban dispositivos para extraer el agua (tornillos de Arquímedes).

Si se encontraba una base sólida se rellenaba el hueco con bloques angulosos de roca acomodada o con concreto, pero si no, según afirma Vitruvio, debían procurarse ellos mismos esa base: "Si no se encuentra una base sólida para los cimientos, entonces hay que prensar bien, con ayuda de máquinas, un gran montón de olivo, aliso o roble carbonizado, y rellenar el espacio entre los troncos con carbón vegetal."

El completo dominio de la tecnología y la experiencia y soberbia habilidad de sus ingenieros brindaron a Roma algunos de sus más famosos triunfos de guerra en forma de terraplenes, rampas, minas y fosos. César en persona diseñó todas y cada una de las fortificaciones que levantaron sus legiones en campaña. Era un experto en ingeniería militar al mando de los más grandes ingenieros militares de toda la Historia.

Las obras construidas por los romanos fueron imprescindibles para el desarrollo y mantenimiento de la vasta y compleja administración que, con el ejército al frente – modelo de perfección por su preparación y disciplina -, se impuso en gran parte de Europa, Anatolia, Oriente Medio y la franja marítima del norte de África.

Mapa del Imperio Romano

Los constructores romanos desarrollaron nuevas tipologías y materiales de construcción, como el concreto, a la vez que perfeccionaron los procedimientos constructivos, todo ello de manera sistemática y eficaz, actuando con orden y con deseo de perdurar, aptitud que se halla implícita en todas sus actividades; superaron la rígida construcción adintelada egipcia y griega con el empleo de estructuras arqueadas que ejecutaron con la maestría de quien ha comprendido su correcto funcionamiento estructural, consiguiendo no solo el fin constructivo sino también una indudable calidad estética. Un ejemplo de ello son los espléndidos puentes, tanto los viales como los acueductos, cuya firmeza y, en ocasiones, grandeza y monumentalidad asombraba a la ciudadanía que reconocía en ellos la utilidad y veía un símbolo del Imperio y la publica magnificentia del pueblo romano.

Algunos autores clásicos resaltaron este hecho, como Dionisio de Halicarnaso (60 A.C. - 10 D.C.), que veía en los acueductos, el empedrado de las calles y las cloacas, la máxima expresión de la grandeza de Roma; Frontino, mensor y curator de los acueductos de Roma, que se preguntaba quién podía comparar las grandes pirámides de Egipto o las inútiles, aunque célebres, obras de los griegos con los acueductos de Roma, o Estrabón que añadía a todas las ventajas que la naturaleza le dio a Roma, “todas [las obras] cuantas puede proporcionar la industria humana" como las calzadas, los acueductos y las cloacas.

Los acueductos romanos se construyeron siguiendo esencialmente el mismo diseño, que usaba arcos semicirculares de piedra montados sobre una hilera de pilares. Cuando un acueducto cruzaba una cañada, con frecuencia requería niveles múltiples de arcos. Uno de los mejor conservados de la actualidad es el Pont du Gard en Nimes, Francia, que tiene tres niveles. El nivel inferior también tenía una carretera.

Pont Du Gard, Nemes, Francia

El libro De Aquis Urbis Romae de Sexto Julio Frontino, Curator Aquarum de Roma, de 97 a 104 A.C., se encargó de difundir el conocimiento de la técnica romana de construcción de acueductos. Frontino llevaba registros de la utilización del agua, que indican que el emperador usaba el 17%, el 39% se usaba en forma privada, y el 44% para uso público estaba subdividida adicionalmente en 3% para los cuarteles, el 24% para los edificios públicos, incluidos once baños públicos, 4% para los teatros, y 13% para las fuentes. Había 856 baños privados a la fecha de redacción del documento.

Edición de 1858

Los romanos usaron tubería de plomo y luego comenzaron a sospechar que no era salubre, Sin embargo el envenenamiento por plomo no se diagnosticó específicamente sino hasta que Benjamín Franklin escribió una carta en 1768 relativa a su uso.

Acueducto Romano

Camino Romano

Cloaca Romana

El emperador Claudio hizo que sus ingenieros intentaran en el año 40 D.C., drenar el lago Facino a través de un túnel, usando el desagüe para irrigación. En el segundo intento por vaciar el lago, el flujo de salida fue mucho mayor que lo esperado, con el resultado de que se perdieran unas cuantas mesas de picnic con sus comensales correspondientes, lo que hizo enojar mucho a la esposa del emperador. Más tarde, pensando en que el emperador podría castigarla por su arranque de enojo, decidió envenenarlo con excremento de sapo.

Se cree que una de las primeras alquimistas de la era, una mujer conocida como Maria la Judía, fue quien inventó el filtro. En todo caso, ofreció la primera descripción registrada del brebaje.

Alquimia

En el año 25 A.C. el arquitecto e ingeniero romano Marco Lucio Vitruvio Polión (Marcus Vitruvius Pollio. Nacido en Verona y a quien se atribuye la Basílica de Fanum hoy prácticamente destruida y localizada en el Forum romano) publica el tratado didáctico De Architectura, en 10 libros, que conservan la técnica de la arquitectura y la ingeniería del helenismo (la obra trata sobre órdenes, materiales, técnicas decorativas, construcción, tipos de edificios, hidráulica, colores, mecánica y gnomónica. Redactado entre los años 35 y 25 A.C. y su destinatario fue con toda seguridad el emperador Augusto; es el tratado más antiguo de Arquitectura que se conoce.

De Architectura, conocido y empleado en la Edad Media, se reeditó en Roma en 1486, ofreciendo a los artistas del Renacimiento, imbuidos de la admiración por las virtudes de la cultura clásica tan propio de la época, un canal privilegiado mediante el que reproducir las formas arquitectónicas de la antigüedad greco-latina. Posteriormente se publicó en la mayor parte de los países y todavía hoy constituye una fuente documental insustituible, también por las informaciones que aporta sobre la pintura y la escultura griegas y romanas. El famoso dibujo de Leonardo da Vinci, el "Hombre de Vitruvio" sobre las proporciones del hombre está basado en las indicaciones dadas en esta obra. El dibujo se conserva ahora en la Galleria dell'Accademia, en Venecia.

El Hombre de Vitruvius (Leonardo Da Vinci)

Las imágenes que ilustran la obra de Vitruvio, en sus ediciones hasta el siglo XVIII, no sólo aclaran y embellecen el tratado grecorromano sino que son expresión de distintas intenciones y usos que ese hermoso libro ha tenido en la modernidad europea.

De Architectura Livro X

De acuerdo a Vitruvio, la construcción deberá alcanzar tres objetivos: la solidez y estabilidad (firmitas) (lo cual demuestra que la mecánica de suelos y la ingeniería geotécnica eran consideradas), la racionalidad de la solución elegida para cumplir los fines marcados (utilitas), y la belleza (venustas), mediante las agradables proporciones de la obra. La obra, una vez terminada, alcanzará su plenitud y transformará el entorno con un paisaje inédito.

Un libro de Atenaios, intitulado Mecánikos, estudia las máquinas de asedio, puentes colgantes, arietes, testudos, torres y otros dispositivos semejantes. Eran mejoras en el arsenal militar de su tiempo. Hacia el año 100 D.C., uno de los mejores autores técnicos de todos los tiempos, Herón de Alejandría, produjo manuscritos de ingeniería intitulados Mecánica, Neumática, Arte del asedio, Fabricación de autómatas, El tránsito del topógrafo, y Medición y espejos. Fue un escritor técnico prolifico. También desarrolló una máquina de vapor, o «eolipila”, que funcionaba en base al principio de la reacción, semejante al de un rociador giratorio de jardín.

En el año 410 D.C., los godos invadieron y saquearon Roma, hecho que marcó el principio del fin del otrora Imperio Romano, y como consecuencia sobrevino el caos social que generó la pérdida de atención sobre los aspectos técnicos y constructivos antes señalados (San Jerónimo lo describió así: "El mundo entero pereció en una sola ciudad"), entre los años 400 y 1400 D.C..

La caída de Roma es sinónimo del fin de los tiempos antiguos. En el tiempo que siguió, el periodo medieval, la legislación de castas y la influencia religiosa retardaron considerablemente el desarrollo de la ingeniería.

Después de la caída del Imperio Romano, el desarrollo ingenieril se trasladó a India y China. Los antiguos hindúes eran diestros en el manejo del hierro y poseían el secreto para fabricar el buen acero desde antes de los tiempos de los romanos.

Aproximadamente en el año 700 D.C., un monje de Mesopotamia llamado Severo Sebokht dio a conocer a la civilización occidental el sistema numérico indio, que desde entonces hemos llamado números arábigos.

Evolución de los números

La Edad Media o periodo medieval, abarcó desde 500 hasta 1500 D.C., y por lo general, se denomina Oscurantismo al periodo que media entre el año 600 y el 1000 D.C. Durante este periodo no existieron las profesiones de ingeniería o arquitecto, de manera que esas actividades quedaron en manos de los artesanos, tales como los albañiles maestros.

La literatura del Oscurantismo era predominantemente de naturaleza religiosa (fundamentalismo), y quienes tenían el poder no prestaban importancia a la ciencia e ingeniería. El cañón fue el invento que contribuyó a la terminación de la forma de vida con castillos rodeados de murallas. Apareció en Alemania en el siglo XIV, y para el siglo XV los castillos ya no se podían defender.

Representación del Oscurantismo Medieval

La invención de los anteojos en 1,286 y el incremento considerable en las obras impresas en Europa en el siglo XV, fueron dos acontecimientos trascendentales en la expansión del pensamiento ingenieril.

En el siglo XIII, Santo Tomás de Aquino argumentó que ciencia y religión eran compatibles. Ghazzali, erudito en ciencia y filosofía griegas, llegó a la conclusión de que la ciençia alejaba a las personas de Dios, por lo que era mala. Los europeos siguieron a Santo Tomás, en tanto que el Islam siguió a Ghazzali. En medida, esta diferencia en filosofía es la que subyace al tan distinto desarrollo técnico en estas dos culturas. En la actualidad no se acepta universalmente que ninguno de esos grandes estudiosos tuviera la razón. Sin embargo, es indudable que durante siglos Europa ha disfrutado de superioridad técnica en el mundo, con las ventajas que ello supone, en tanto que el desarrollo técnico en la cultura del Islam ha sido limitado.

Aunque durante mucho tiempo los pueblos dominados conservaron las costumbres romanas, la mayoría de las perdurables obras levantadas por el Imperio como puentes, caminos, acueductos y demás obras relacionadas, tras el abandono fueron destruidas por las guerras y el paso del tiempo.

En los años que siguieron de inmediato a la caída del Imperio Romano, el liderazgo técnico pasó a la capital bizantina de Estambul. Durante los diez siglos siguientes fue con elevadas murallas hasta de 13 metros de altura en algunos lugares como se mantuvo a raya a los bárbaros.

Restos de una Casa de Baños Romana

Aunque los romanos no fueron los primeros que construyeron puentes, al igual que tampoco fueron los primeros en tener acueductos o caminos con estructuras estables a largo plazo gracias al uso de cimientos de gran calidad y duración, es innegable que sus obras son realmente únicas en calidad como tamaño. Uno de sus mayores logros fue el puente en arco (heredado de los etruscos), con el que prácticamente alcanzaron la perfección.

Otros notables ejemplos de importantes construcciones romanas que se conservan hasta nuestros días (en parte gracias a las acertadas cimentaciones utilizadas) son los siguientes:

Coliseo romano (72 - 80 D.C.)

El Panteón (117 - 125 D.C.)

Foro romano



Arco de Constantino (Roma) (Construido en el año 313 D.C.
para celebrar la victoria de Constantino sobre Massenzio).
Es el màs importante de los arcos de triunfo romanos.



Como se ha descrito anteriormente, la ingeniería civil fue uno de los pilares básicos sobre los que se construyó el Imperio romano. La amplia red de caminos fácilmente transitables y puertos, facilitó el comercio y las comunicaciones, aspectos fundamentales para el crecimiento económico y el control político y militar. Los acueductos y las cloacas permitieron el crecimiento de población de Roma y de otras ciudades importantes, al garantizar unas condiciones higiénicas y sanitarias mínimas.

Los ingenieros romanos realizaban sus obras utilizando como materia los siguientes materiales:

• La piedra: de carácter autóctono, en siglo VI A.C. se utilizó el tufo, en los cimientos de los templos. A partir del siglo II A.C. fue reemplazada por el travertino y durante la época augustea se generalizó el uso del mármol de Carrara, el cual se importó de Grecia. La extracción se realizaba aprovechando las grietas que los bloques pétreos presentaban de manera natural mediante cuñas y palancas. Si no existían fisuras en la piedra se empleaba el pico, realizando ranuras y agujeros, después ponían cuñas en los agujeros, que al empaparlas de agua rompían la piedra. Posteriormente se dividía en bloques usando sierras o con cuñas y mazas. El transporte se realizaba mediante rodillos y cuerdas.
• La arcilla: se utilizaba para la construcción de ladrillos y tejas (tegulae), para lo que se utilizaban moldes de madera. El ladrillo era un elemento fundamental en las construcciones romanas desde época de Augusto y solía llevar el sello del fabricante. Originalmente se utilizaba la técnica de secado al sol y posteriormente se descubrió que al ser secados al horno eran más resistentes como elementos estructurales y a la acción de las aguas lluvias.
• La argamasa o mortero: era una mezcla de arena, cal y agua, con la que se unían los ladrillos, siendo un elemento imprescindible en la construcción de bóvedas. Al mezclarlo con mampuesto se obtiene el cemento (opus caementicium). Utilizada desde el siglo II A.C., su base cementante es la pozzolana (ceniza volcánica extraída de la ciudad de Pozzuoli) y originalmente conocida como puteoli de donde procede su nombre pulvis puteolanus. La argamasa romana utilizaba la pozzolana igual que en la nuestra se utiliza hoy día la arena: normalmente la fórmula era 2 - 3 partes de pozzolana por 1 de cal. Los constructores hacían la cal quemando piedra caliza en un horno.
• La madera: se utilizaba para los trabajos de carpintería, para la construcción del esqueleto de los edificios, el armazón de los tejados y los encofrados de arcos de puentes, monumentos y de muros.
• El concreto u hormigón: fue descubierto luego de obtener argamasa o mortero de buena resistencia como ligante, a partir de construir muros con una masa central de escombros de piedra y de tejas y ladrillos de arcilla, ya que si a ésta porción le agregaban argamasa se obtenía una pared de mayor resistencia. El método de construcción utilizado era: sobre una capa de piedras pequeñas, de unos 30 a 60 cm de altura, se ponía una capa de argamasa, que se apisonaba suavemente para que se metiera por entre las piedras; luego se ponía otra capa de piedras, seguida por otra capa de argamasa, y así sucesivamente hasta lograr una pared de concreto. Sin embargo, cuando este concreto se colocaba entre dos fachadas de ladrillo o de piedra, el apisonado podía hacer que las paredes se derrumbaran, por lo que en algunas de ellas el concreto se ponía antes de hacer las fachadas, y éstas se sustituían por dos paredes temporales de madera, a las que llamamos encofrado. Con ésta técnica se construyeron los grandes edificios de Roma, especialmente los destinados a vivienda o insulae.

La topografía fue una herramienta esencial para el trazado de proyectos lineales de gran longitud como los acueductos en los que al funcionar por gravedad bajo caída constante de pendiente, algunas veces milimétrica. Ejemplo de ello son la Aqua Marcia en Roma con 90 kms o el acueducto de Cartago con 132 km.

El instrumento de nivelación de los topógrafos romanos, la dioptra, no podía medir grandes distancias, por lo que, para poder llevar a cabo sus cálculos, el topógrafo tenía que detenerse a medir varios cientos de veces a lo largo de la distancia total, marcando cada diferencia de nivel en su tablilla de cera, para luego sumarlas todas, obteniendo así la diferencia total de altitud entre la fuente y la ciudad. Entonces, una vez medida la longitud total aproximada del acueducto, y la diferencia de altitud, podía calcular la caída total, y empezar a trabajar para trazar la ruta definitiva.

Dioptra romana

El proceso de construcción de acueductos involucraba numerosos aspectos geotécnicos: para la mayor parte de las cuadrillas el trabajo preliminar consistía en excavar una trinchera en terreno blando, asegurando temporalmente las paredes con puntales de madera. Los grupos con peor suerte tenían que excavar toda su zanja en un terreno de roca sólida, aunque los más desafortunados de todos eran aquellos a los que les tocaba cavar túneles. Estos tenían que empezar a abrir un puteus (pozo) cada 71 m aproximadamente y luego, con el espacio justo para un hombre, tenían que ir excavando hacia delante, pasando hacia atrás con unas cestas la piedra que iban quitando para que la arrastraran fuera del pozo.

Excavación de un puteus

Construcción de un túnel

Al mismo tiempo, otros hombres iban trayendo piedra, que se había cortado en una cantera muy cercana. Luego, una vez colocados, los canteros tallaban cada bloque cuidadosamente de forma adecuada ya que debían encajar perfectamente sin necesidad de argamasa, aunque luego sí se recubrieran con argamasa las piedras del canal, para impedir las filtraciones.

Proceso de construcción de un acueducto romano

Para construir represas, los romanos utilizaron bloques de piedra de longitud variable y de unos 50 cm de ancho. Los bloques de la coronación se unían con una especie de grapas de hierro, lo que les daba una mayor resistencia a la presión o empuje del agua. Además de funcionar como depósito, estas represas servían a veces como depuradoras o decantadoras, y un acueducto podía llegar a contar con varias de ellas a lo largo de su recorrido.

UN PUENTE SOBRE EL RÍO RHIN

El puente del emperador Julio César sobre el Rhin es una obra maestra de la historia de la ingeniería, nadie había construido un puente de tal longitud (500 m.). El lugar elegido fue Coblenza, ya que ahí el río tiene "sólo" 500 m. de ancho y 8 m. de profundidad. El mismo día que llegaron ante el Rhin se pusieron a trabajar en su construcción. Se construyó un campamento fortificado a orillas del Rhin para las legiones del que partiría el puente. Mientras tanto, otros grupos de legionarios talaban centenares de árboles del tamaño apropiado para la obra y los armeros fabricaban durante la noche los moldes de las piezas metálicas del puente, la balsa que serviría para clavar los postes (pilotes de madera) en el lecho del río, los miles de clavos necesarios, y demás herramientas.

Puente sobre el río Rhin construido por orden de Julio César
Ilustración por Peter Connolly (Ed. Greenhill Books)

En el lecho del río se clavaban una pareja de postes inclinados contra la corriente (pilotes de madera), y 12 metros más arriba otra pareja, inclinados a favor de la corriente. Estos postes eran clavados en el lecho del río por una balsa especial con una gran piedra a modo de gigantesco martillo. Una gran viga unía los postes en la parte superior con travesaños entre unos y otros que constituían la base de la calzada. Oblicuamente contra la corriente se clavaba un poste que ayudaba a apuntalar la obra. A cinco metros de los postes, río arriba, se clavaban tres postes en forma de cuña que servían para evitar que los objetos arrastrados por la corriente chocaran contra la estructura.

La construcción del puente tomó 10 días y fue tal el impacto de la obra que los 500.000 germanos (enemigos del ejército romano) que se estaban preparando para cruzar a las Galias, se retiraron apresuradamente al interior de sus bosques pensando que aquella hazaña sólo podía ser obra de dioses. Tras arrasar la zona de Germania más cercana al puente, César volvió a cruzarlo destruyéndolo después para asombro de germanos, galos y romanos.

Construcción del terraplén o rampa de Masada
Ilustración por Peter Connolly (Ed. Greenhill Books)

Los ingenieros militares romanos también desarrollaron la técnica para la construcción de terraplenes reforzados con la construcción de rampas (como la utilizada para el asedio a Masada, ocupada por rebeldes judíos, 100 años después del reinado de Julio César) utilizando un armazón de troncos entrelazados relleno de cascotes dispuesto en capas.

En el año 72 D.C. el gobernador romano de Judea Lucio Flavio Silva ordenó construir una rampa (agger) que ascendiera hasta el lado occidental de la fortaleza de Masada, desde un promontorio denominado la Roca Blanca (Λευκέ), situado a 300 codos (unos 150 m) por debajo de la cumbre. La construcción duró varias semanas, tras utilizar miles de toneladas de piedras y tierra apisonada ubicadas sobre una pendiente de origen natural preexistente, conformando así una de las mayores estructuras de asedio conocidas en época romana. Finalmente la rampa alcanzó unos 196 m de base y 100 m de altura, con un 51% de pendiente.

Unos tres meses después de haberse iniciado su construcción, y siete meses después de iniciarse el asedio, la rampa fue finalmente finalizada en la primavera del año 73 D.C., contando en su cumbre con una plataforma cuadrada de 22 metros de lado. Sobre ella se situó una torre de asedio (reforzada con hierro y de unos 30 metros de altura) junto al exterior de la muralla de Masada, y mientras los artilleros de los pisos superiores de la torre disparaban sus escorpiones y balistas para mantener el parapeto libre de sicarios, un ariete situado en el piso inferior de la torre golpeaba continuamente la muralla hasta que se consiguió abrir una brecha.

Sin embargo, los legionarios descubrieron que los sicarios habían construido una segunda muralla a continuación del parapeto exterior. Cuando el ariete comenzó a golpear esta segunda muralla, los romanos comprobaron que había sido erigida con capas alternas de piedras y madera, de forma que ésta absorbía los golpes del ariete e incluso se fortalecía así, tal como Julio César había comprobado en sus asedios en la Galia un siglo antes; es ésta la razón por la cual este tipo de estructura recibió el nombre de muralla gala (murus gallicus) desde entonces.

Hoy día, 2.000 años después, la rampa de Masada aún se conserva para admiración de todos los que acuden a verla a orillas del mar Muerto.

Rampa de Masada (derecha)

LAS VIVIENDAS URBANAS ROMANAS

Los modelos de casas romanas más característicos son dos: la domus o mansión unifamiliar y la insula o bloque de vecinos.

La estructura de la vivienda romana reflejaba la diversidad de las actividades de la familia romana, así como las diferencias sociales y económicas; las comodidades de que dispone la casa expresan la condición social de su dueño. Hoy en día, se pueden observar los mejores ejemplos de casas romanas, por su excelente estado de conservación, en Pompeya, Herculano (Nápoles) y Ostia (Roma).

La Domus

La domus es una vivienda de una sola planta, propia de los ciudadanos adinerados. Su exterior es sobrio, con altos muros estucados y escasas ventanas. La entrada se realiza a través de un reducido vestíbulo seguido de una puerta, alta y robusta, y un estrecho corredor (fauces), que da directamente al atrio o patio.

Domus romana

La Insulae

La ciudad de Roma es el primer caso en la historia de una ciudad superpoblada, hasta llegar a tener más de 1 millón de habitantes, algo que solo se alcanzaría 18 siglos después. Estas grandes masas humanas, urbanas, tenían la necesidad de una vivienda barata y fácil de obtener, sin servicios ni comodidades pero con un techo que los cubra del cruel frío en el invierno y del molesto sol en el verano. 

Maqueta de Roma antigua

La superpoblación en Roma da inicio a una tipo de vivienda multifamiliar denominada ínsula -insulae en latín-, cuya traducción es isla, designando un tipo de edificio rodeado por calles,  equivalente a las manzanas actuales, aunque conformada por una gran y única estructura, con una elegante apariencia externa. Esta vivienda era un tipo de edificio de departamentos que se empieza a ver en el siglo III AC, como solución a la falta de espacio en el interior de las murallas Servianas. Los departamentos eran llamados cenaculum.

La necesidad de atender la superpoblación llevó a la construcción de las insulas, y la especulación las transformó en trampas mortales. Incendios y hundimientos azotaban este tipo de construcciones. Lo que llevaría a que con el tiempo este tipo de viviendas, que habitaba la mayor parte de la población, se vieran fuertemente reguladas.

Los insulae eran bloques de 300 o 400 metros cuadrados construidos en varios pisos de altura. Generalmente alcanzaban 4 pisos, aunque algunos llegaron a tener 6 o 7 pisos. Hay casos excepcionales como la Ínsula de Fenicles que llegó a tener 11 pisos. Se calcula que albergaban aproximadamente unas 380 personas.

Estaban construidos con materiales baratos y de mala calidad. Tenían una distribución similar a los edificios multifamiliares de departamentos actuales, pero no contaban con un sistema de agua corriente, ni cocina ni baño. Los servicios higiénicos, si existen, son comunitarios y están situados en la planta baja, en caso de no contar con esta facilidad, las heces eran depositadas al pie de la escalera (dolium) en un recipiente común al piso, o simplemente era arrojadas por la ventana.

Insulae romana

En Ostia, cerca de Roma, es donde mejor se conservan estos edificios, que  se dividen en pequeños apartamentos a los que se accede por una escalera y un estrecho corredor. Los departamentos se abren con ventanas y balcones a la calle o a un patio central.

Son casas incómodas y ruidosas, frías en invierno y sofocantes en verano. Los pisos más bajos, con mayor espacio, los ocupan inquilinos acaudalados, en los pisos altos, en habitaciones pequeñas y míseras, viven los más pobres. 

La planta baja del edificio está destinada a tiendas y tabernas (tabernae) y a espacios de uso comunal. El empleo de materiales baratos, de escasa calidad, la mala construcción, y el frecuente uso de fogones de leña y hornillos para calentarse y cocinar, provocaban frecuentes incendios y hundimientos.

Los departamentos se amontonaban unos con otros, eran de planta cuadrada y no poseían un patio interior lo que les otorgaba un complicado acceso. Poseían balcones y ventanas sin ningún tipo de recubrimiento, que oportunamente eran tapiadas con madera durante el invierno para evitar el paso del frío.  Simples, rústicos y monótonos hacían que, por la falta de regulación, muchas veces se convirtieran en laberintos de escaleras verticales. 

Las primeras ínsulas se construyeron con madera y adobe, materiales tan poco resistentes que no permitían grandes alturas y ocasionaron multitud de muertos al hundirse o en los numerosos incendios que se producían, generalmente, tenían entre 3 y 5 plantas. En el siglo III A.C.. se desarrollaron técnicas que permitían construir ínsulas de más de tres y cuatro pisos, utilizando materiales más resistentes como el concreto (hormigón), argamasa y ladrillos cocidos junto con la madera, pero la especulación de los constructores y contratistas hicieron necesario establecer una serie de leyes con imposición máxima de altura y grosores de muros. En esa época, a pesar de las regulaciones, no se pudo acabar con la especulación y el enriquecimiento a expensas de la seguridad (más o menos como hoy día), por lo que siguieron cayéndose ínsulas y produciéndose incendios.

Como caso de ejemplo, en el siglo I A.C., el plutócrata Marco Licinio Craso, conocido por eliminar la sublevación de Espartaco, según nos cuenta Plutarco, compró un gran número de esclavos arquitectos y maestros de obras, y en cuanto se producía un incendio o un derrumbe de ínsulas, procuraba adquirirlos y los contiguos a ellos, a un precio irrisorio por el miedo y la incertidumbre, consiguiendo con los años ser dueño de casi todos los edificios de Roma.

Ínsulas romanas típicas del siglo I D.C.

Los pisos inferiores eran los más costosos y generalmente eran utilizados como comercios. Los pisos superiores, de difícil acceso eran más baratos e inseguros, sobretodo cuando se producían derrumbamientos de la superficie causando muchas víctimas. Dado esto es que los pisos superiores, antes de las reglamentaciones impuestas, eran construidos de madera para alivianar la carga del peso estructural.

No todos los departamentos tenían la misma calidad, en comodidades. Como mencionamos los primeros, en el nivel del suelo, eran utilizados como negocios. Los del siguiente piso eran departamentos usualmente más costosos que los demás y se consideraban departamentos de lujo. 

La mayoría de los habitantes de las ínsulas pagaban un alquiler a un constructor y hombre de negocios, que buscaba especular con la edificación. En las ínsulas más amontonadas (o hacinadas), era muy difícil el acceso a los departamentos, y generalmente una persona tendría que pasar por departamentos inferiores para llegar al suyo, porque no había pasillos ni corredores en la gran mayoría de las ínsulas. A su vez las escaleras generalmente eran verticales y pasaban de departamento a departamento, haciendo que fueran como un laberinto complejo y difícil de sortear.

El último piso que era siempre el mas económico, porque sus habitantes eran los mas desprotegidos ante la frecuente ocurrencia de incendios, que los que tenían la suerte de vivir en el primero. Las posibilidades de supervivencia eran menores cuanto mas alto se vivía, y por lo tanto quienes más pagaba por su casa, eran los habitantes del primer piso. También existía otra clase de ínsulas o edificios en los que la parte baja se designaba tabernas.

Generalmente el lote a intervenir, era comprado por un empresario que invertía en la ínsula, y trataba de sacar el mayor provecho de ésta. Era una inversión especulativa donde se trataba de invertir lo menos posible, ahorrando en materiales y calidad de construcción y a la vez aprovechando el espacio de la mejor manera posible, construyendo más y más plantas. Esta búsqueda de una mejor rentabilidad del suelo adquirido llevaba a que algunas ínsulas superaran los 7 u 8 pisos y los derrumbes se hicieron eco de esto. 

Los incendios, como se dijo, eran usuales. Uno de los factores que promovió la propagación del impresionante incendio que tuvo suceso durante el imperio de Nerón (noche del 18 de julio del año 64 D.C.) y una duración de 8 días; fueron las ínsulas incendiándose una tras otra. Luego de este incendio, y es por lo que se sospecha que fue provocado intencionalmente, se construyó una ciudad mejor planificada arriba de las ruinas, puesto que supuso la devastación y destrucción parcial de 10 regiones augusteas (de las 14 en que Augusto había dividido la ciudad) y, entre otras cosas, ordenó construir las casas alineada y separadamente sin muros medianeros, aunque se desconoce el ajuste y medición concreta en pies que estableció.

Incendio de Roma (64 D.C.) atribuido al emperador Nerón

El emperador Julio César, vivió en una ínsula en su juventud, y fue uno de los primeros lideres romanos en ver los problemas que el hacinamiento traía a la salud pública de Roma. No solo en la cantidad de pestes y enfermedades que producían tan incomodas condiciones de vida, sino que una de las mayores causas de muerte eran los incendios y los derrumbes. El poco espacio entre las estructuras de las ínsulas, hacía que el fuego se propagara rápidamente de una a otra como en un efecto domino. 

Para evitar este tipo de desastres, con el tiempo se fueron decretando leyes para regular su construcción, aunque era muy difícil que alguien las tomara en cuenta. César estableció una altura máxima de 8 plantas -19 metros- que fue rectificada por Augusto. Otro emperador en ver los problemas de las ínsulas fue Trajano, quien limitó la altura de las insulaes a 6 plantas (17 metros), a fin de evitar posibles derrumbamientos ante el incumplimiento sistemático de las construcciones. Luego cuando se comenzó a utilizar ladrillo y concreto romano, aumentó nuevamente la altura. El ladrillo se comenzó a usar posteriormente, y también una versión primitiva del concreto (concreto romano), por orden de las autoridades.

Ínsulas romanas en ladrillo cocido

Una restricción muy importante fue la de ambitus que dictaba una separación mínima (80 centímetros) entre cada edificio (se denominó ambitus al "el espacio de dos pies y medio que se deja entre dos edificios vecinos para permitir la circulación entre ellos"), de esta manera se evitaría la propagación espontanea de incendios, y esto logró evitar en parte los incendios, hasta que cayó en desuso y las casas fueron construidas con muros medianeros por necesidades de espacio. Recordemos que estas viviendas no tenían cocinas ni baños y generalmente la gente para calentarse o cocinar empleaba braceros, los cuales eran un peligro mortal en una estructura de madera -esta fue otra de las razones por las cuales se comenzaron a utilizar otros materiales en períodos posteriores-. 

Dichas restricciones y leyes mejoraron en gran medida la calidad de las construcciones. Se limitaron considerablemente los incendios y los derrumbes que tanto eco hacían en los escritores de la temprana República. Hoy en día sobrevivieron algunas edificaciones, obviamente de las mejor construidas lo que no nos da una visión objetiva de como era las construcciones más precarias.

Ruinas de una insulae romana

Una constitución de Constantino del 329 D.C., establecía una distancia mínima de 100 pies en torno a los almacenes públicos para evitar el peligro de incendios. Dentro del Derecho justinianeo, y respecto a las distancias entre edificios públicos sin distinción y edificios privados, Arcadio, Honorio y Teodosio II prescribieron en el año 406, dejar un espacio libre de 15 pies.

Para los edificios privados (tanto domus como insulae), la norma general sobre distancia fue establecida en una conocida constitución del emperador de Oriente, Zenón, la "De aedificiis privatis", redactada en griego, y situable en las postrimerías del siglo V. La ley zenoniana publicada en origen para Constantinopla, fue extendida a todo el Imperio por obra de Justiniano, quien ordenó su aplicación general a todas las ciudades en el 531. Concretamente Zenón ordenó en su norma, guardar un espacio de 12 pies intermedios entre edificios vecinos, es decir, 3,54 metros según la equivalencia ya analizada en nota, sin posibilidad de que los propietarios pactasen otra distancia. 

LOS CIMIENTOS DE LAS EDIFICACIONES ROMANAS

El primer paso en la construcción de la vivienda romana son los cimientos, que aseguran la estabilidad del edificio, excavando el terreno de apoyo hasta cierta profundidad, donde se deposita piedra seleccionada o mampostería de buena calidad y resistencia. Los cimientos se construyen bajo todos los muros que componen la primera planta de la edificación.

Cimentación de muro romano

Sobre los cimientos se construyen los muros, alzando paredes de piedra o ladrillo y rellenando el interior con un resistente concreto (u hormigón) (opus caementicium). Este concreto se compone de trozos de piedra, ladrillo y cascajos unidos con una argamasa o mortero líquido. Las paredes internas que dividen las estancias son de estructura más ligera.

Opus caementicium en la antigua via Apia

La gran aportación de la técnica romana al arte de construir fue la adopción del Opus Emplectum, una adaptación del Emplecton griego. Los romanos universalizaron esta técnica y produjeron una gran cantidad de soluciones prácticas a los proble­mas que planteaba su ejecución. Los romanos generalizaron la técnica del emplectum griego (consistente en crear dos hojas exteriores de sillares de piedra, rellenas de un mortero de cal con arena y cascotes), para erigir sólidos mu­ros de tres hojas y grandes bóvedas que cerraban vastos es­pacios. Como relleno de estos muros emplearon un nuevo material de construcción: el Opus Caementicium (o concreto u hormigón romano), que constituía el núcleo estructural del muro y se convirtió en el verdadero artífice de los avances tecnológicos producidos en este periodo. En los lugares donde la piedra escaseaba o era excesivamente costoso conseguirla, ésta se sustituyó por el barro en forma de adobe: un ladrillo de barro secado al sol.

Opus caementicium - Muros de carga romanos

Esta evolución fue posible gracias a la generalización en el uso del Opus Caementicium, hecho que se produjo aproximadamente a principios del siglo II D.C.. A partir de este momento, los constructores romanos fueron abandonando de forma progresiva la ejecución de muros homogéneos de una sola hoja en beneficio del Opus Emplectum. De esta manera, los muros dejaron de ser una super­posición de elementos pétreos unidos con mortero, y se convirtieron en un núcleo resistente de concreto, realizado a base de trozos de ladrillo o de mampuestos de piedra recibidos mortero de cal y puzolana, revestido exteriormente por unas superficies realizadas con ladrillo o piedra, sin misión estructural –dado su escaso espesor con relación al espesor total de la fábrica-, que facilitaban su construcción al tiempo que servían como acabado superficial. Este esquema elemental se repetiría hasta la saciedad, a lo largo de las distintas épocas hasta prácticamente el siglo XIX, aunque con notables variacio­nes en algunos casos.

Se tiene constancia de la existencia de pastas y morteros precursores del concreto desde los tiempos del Antiguo Egipto, El concreto romano era bastante diferente en su composición al concreto actual. El único aglomerante que se conocía desde el siglo IV A.C. era el mortero de cal aérea, compuesto de cal grasa, arena y agua. Alrededor del siglo II A.C., los romanos aprendieron a usar la pozzolana o puzolana, un tipo de ceniza vol­cánica presente en la península itálica, que producía un mortero de gran monolitismo y dureza.

Este mortero hecho con pozzolana, presentaba la no­table propiedad de fraguar en contacto con el agua debido a su alto contenido en silicatos, haciendo que fuera excepcionalmente útil para usos portuarios, a diferencia del mortero de cal grasa –que no fragua, sino que endurece por carbonatación mediante un proceso que además es reversible-, el cual presentaba un mal comportamiento en presencia de humedad.

Para la obtención de esta mezcla de concreto romano, se empleaban 12 partes de puzolana, 6 de arena, 9 de cal y 16 partes de piedra. Los elementos se vertían en seco dentro de los moldes, añadiendo con posterioridad el agua y ejerciendo un enérgico batido. El agregado fraguaba y endurecía rápidamente, produ­ciendo una masa densa y homogénea de gran resistencia. 

Las posibilidades que presentaba el conjunto de mor­tero de cal y puzolana, influyeron decisiva­mente tanto en las fábricas de muros, como en el ele­mento más representativo de la construcción romana: el arco y sus formas asociadas. Este pétreo artificial, el concreto, gozaba de grandes ventajas frente a la piedra natural. El empleo de Opus Caementicium evitaba el proceso de ex­tracción, labrado y transporte de la piedra y además reducía el tiempo de ejecución. Además la preparación, amasado y levantamiento de los materiales que se necesitaban para el concreto no precisaba obreros de gran cualificación, a diferencia de lo que ocurría en la construcción de muros de piedra. 

El concreto se vaciaba en un molde de cualquier forma y a cualquier es­cala, cuyo único defecto era que, al endure­r y desencofrarse, quedaba al descubierto una superficie poco resistente al agua y escasamente presentable visualmente, lo cual obligaba necesariamente a la colocación de un revestimiento permanente. 

La puzolana necesitó de un proceso de adaptación, experimentación y evolución antes de generalizarse su uso, hecho que se produjo hacia la segunda mitad del siglo I D.C. bajo el mandato de los emperadores de la dinastía Flavia. En un principio durante más de 2 siglos, la puzolana se empleó sin cocer, mezclada con cal aérea, para rellenar el núcleo interior de los muros pues ahorraba mortero de cal y facilitaba el fraguado, aun en el caso de traba­jos en lugares húmedos. En palabras de Vitruvio: "...Se unen súbitamente en un cuerpo y se endurecen por instantes, consolidándose en el agua de modo que no bastan a desatarlas ni la violencia de las olas, ni ninguna otra fuerza de las olas."

El espesor de estos muros de carga contribuyó notablemente a la estabilidad de las fundaciones, especialmente, cuando incluyeron el concreto romano, de mayor rigidez y resistencia que la piedra acomodada y confinada. 

Vitruvio da referencias sobre la construcción de los cimientos en el capítulo IV de su libro III. En el mismo, hace referencia al tipo de cimiento, que define en función de la calidad del suelo. Las especificaciones dadas por Vitruvio, son las siguientes: 

“Si es posible encontrar un terreno sólido, la cimentación de estos edificios se excavará sobre un terreno firme en una extensión que se ajuste a las exigencias del volumen de la construcción. (...) Se erigirán unas paredes sobre la tierra, debajo de las columnas, con un grosor que sobrepase en la mitad al diámetro de las columnas que posteriormente se levantarán, con el fin de que las inferiores, que se llaman esterobatae por soportar todo el peso, sean más sólidas que las situadas encima de ellas. Los resaltos de las basas no sobresaldrán más allá de la base, debe mantenerse con la misma proporción el grosor de las paredes superiores. El espacio que quede en medio, se abovedará, o bien se consolidará mediante relleno , con el fin de que todo que de bien compactado. Si por el contrario no se encuentra terreno sólido, sino que es de tierra de relleno en gran profundidad, o se tratara de un terreno palustre, entonces se excavará, se vaciará y se clavarán estacas endurecidas al fuego, de álamo, de olivo o de roble y se hundirán como puntales o pilotes, en el mayor número posible, utilizando unas máquinas; entre los pilotes, se rellenará el espacio con carbones; así quedarán llenos los cimientos con una estructura muy consistente. Una vez puestos los cimientos, deben colocarse a nivel los estilobatos....” 

Por tanto, Vitruvio afirma que, si el terreno es sólido, la cimentación debe realizarse de forma continua, con un espesor de 3:2 con respecto al del muro que debe soportar. En caso de no encontrarse terreno firme, afirma que se debe excavar hasta cierto límite, clavando una serie de estacas a base de cuartones chamuscados de álamo, olivo o encina, compactándolos con ayuda de máquinas y rellenando con carbón los espacios que resulten. En muchos casos, según las explicaciones que en otro apartado comenta Vitruvio, parece ser que usaban arcos invertidos a modo de riostras para asegurar las cimentaciones, trabándolas con las contiguas. 

Como se ve, manejan conceptos similares a los empleados por civilizaciones anteriores. En general, intentan llegar hasta el estrato de terreno firme debiéndose entender por este término la roca o bien un asiento de gran calidad. Cuando esto no es posible entonces, previa excavación hasta una cierta profundidad, intentan la mejora del terreno mediante una consolidación artificial, que ellos consiguen clavando estacas de madera de olivo chamuscada. Este procedimiento es similar a algunas de las técnicas actuales de consolidación basadas en un aumento de la cohesión de las partículas del suelo por medio de la hinca de pilotes o la inyección de concreto (mejoramiento del suelo por densificación y compactación). 

El hecho de emplear madera de olivo, álamo o encina, se debe sin duda alguna a su mayor dureza y estabilidad, con la consiguiente repercusión en su durabilidad. Las estacas eran chamuscadas con el fin de crear un película superficial de protección frente al ataque de microorganismos o sustancias de carácter ácido. Posteriormente, una vez alcanzado o preparado el terreno de apoyo de la  cimentación (o firme), procedían a la creación de los cimientos, generalmente compuestos por concrto en masa vertido por tongadas horizontales, hasta alcanzar la cota de arranque de los muros.

Parece ser que este concepto de cimiento no fue modificado a lo largo de todo el periodo. Lo que sí que pudieron sufrir varia­ciones fueron los conocimientos empíricos que se manejaron en cada área geográfica. Su habitual sistematización de los procesos no excluye soluciones de carácter puntual en determinados casos. Un ejemplo de este tipo puede ser el refuerzo anular concéntrico a la cimentación princi­pal del Panteón de Adriano que según un análisis moderno supone una importante mejora, al impedir el reflujo de las tierras comprimidas por la carga central. 

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