Cimbra Histórica. El arte romano de suministrar las aguas (y II)
Miércoles, 10 Agosto, 2022Tal y como avanzábamos en la primera entrega de “El arte romano de suministrar las aguas”, el artículo de Isaac Moreno Gallo (Historiador y Colegiado del CITOP), los romanos desarrollaron una importante red de gestión del agua, especialmente en el entorno de las urbes. Aún con presencia en la Ingeniería Civil actual, en esta parte del estudio se incluyen las principales características técnicas de estas construcciones, comenzando por las conducciones.
Conducciones
Hemos visto que, con preferencia, las canalizaciones eran subterráneas en la mayoría de su longitud. Esto contribuía a mantener el frescor y la calidad del agua. Incluso en las partes aéreas, sobre muros o sobre arquerías, el canal estaba siempre cubierto.
Los canales de fábrica cubiertos y las galerías excavadas en roca eran muy frecuentes para los grandes caudales, normalmente para grandes núcleos urbanos. Pero, habitualmente, en que los caudales eran menores, se recurría a las tuberías. Estas podían ser de piedra, de cerámica o de plomo.
Los sifones se resolvían siempre mediante tubería o grupos de ellas. Disponían de fábricas específicas de sujeción al terreno si así lo requería la presión que debían soportar (altura de agua). Estos elementos técnicos, en contra de lo que se piensa, fueron muy habituales en el abastecimiento de las ciudades, en algunos casos con magnitudes espectaculares.
Los fontaneros romanos dominaron perfectamente la conducción del agua a presión, tal y como queda demostrado en muchas de sus realizaciones que hoy conocemos. Del análisis de la situación de las ciudades de esa época, se deduce claramente que muy pocas tuvieron la suerte de tener toda la conducción de su abastecimiento de agua rodada, teniendo que recurrir al menos en alguna ocasión al sifonamiento.
En las canalizaciones es donde los romanos demostraron el dominio de la técnica y de la Ingeniería del agua. En ocasiones, siendo muy largas, se dotaban de pendientes muy pequeñas y precisa desde la toma hasta el destino. Era considerada la naturaleza del revestimiento del canal, así como la del agua en su contenido de cal, buscando un equilibrio entre pendiente y velocidad para que ni el canal sufriera erosión ni fuera depositada demasiada concreción calcárea.
Antes, como ahora, se cometieron errores en este aspecto. Se conocen pocos de ellos en el mundo romano pero los que se han constatado se pagaron muy caros.
En ocasiones, todo el acueducto moría por exceso de depósitos calcáreos disminuyendo el caudal hasta hacerlo inservible. En otras, fue necesario duplicar la canalización en tramos concretos con pendiente deficiente, bien para recuperar el caudal original mermado por el estrangulamiento de la concreción o bien para lograrlo debido a un error de cálculo en una pendiente que no consiguió la velocidad requerida en el tramo.
Siendo el caudal el producto de la velocidad del agua por la sección del canal, en ambos casos, el acueducto delataba el problema desbordando aguas arriba de la deficiencia o entrando en presión en el tramo, causando con daños al canal.
Siempre se disponían pozos de registro regularmente repartidos para facilitar el mantenimiento del canal. En las galerías excavadas en la roca, además, estos pozos servían para facilitar la excavación simultánea en varios frentes y la retirada de los materiales para ventilar el conducto, introducir el replanteo de la obra y, finalmente, balizar en superficie el trazado, controlando la zona de afección de acueducto.
El control geométrico que el Ingeniero romano disponía de estos canales subterráneos era casi total. Aunque muchos de estos canales son hoy desconocidos, se sabe que las mayores proezas de este tipo se realizaron en el mundo de la minería, donde los requerimientos de canalización de agua para la propia explotación manera o para el drenaje de las explotaciones, alcanzaron parámetros impresionantes.
A título de ejemplo, podemos citar el caso del Coto Fortuna del área minera de Cartagena-Mazarrón (Murcia), donde se hacía circular el agua por una galería de 1,8 kilómetros de largo, 1,30x2 metros de sección y a 70 metros bajo la superficie.
Desenvolverse con precisión a ese nivel del subsuelo reviste mucha de replanteo topográfico, que la construcción de muchas de las vistosas arquerías que daban soporte a las canalizaciones aéreas.
Bien es cierto que algunas de las grandes arquerías que aún se conservan, constituyen obras impresionantes de Arquitectura. Como hemos apuntado, varias de ellas con un carácter excesivo para el cometido encomendado. Eran objeto publicitario porque con ellas podía impresionarse a la población fácilmente, como aún hoy ocurre, pero esto no era posible con las grandes galerías subterráneas, realizaciones técnicas que de nuevo hoy permanecen desconocidas o poco valoradas.
Sin embargo, la mayor parte de la longitud de las canalizaciones se encontraba justo bajo la superficie. La técnica más empleada consistía en excavar el canal siguiendo la curva de nivel adecuada y después cubrirlo de tierra. Tras construir los hastiales, se hacía necesario dotarlo de un sistema de cobertura como bóvedas, losas, etc. Cuando el caudal a conducir era menor y, por tanto, menor la sección necesaria, solía enterrarse una tubería de piedra o de cerámica, que podía conducir el agua rodada en mejores condiciones de estanqueidad.
La estanqueidad de los conductos grandes era asegurada mediante morteros impermeabilizantes colocados en las juntas de las piezas que componían el canal o revistiendo toda la superficie mojada del canal cuando éste era de obra de fábrica. Una mezcla de cal y cerámica molida (opus signinum) era el mortero universalmente empleado para este cometido.
Las tuberías de arcilla cocida fueron frecuentemente empleadas, pero las de plomo eran mayor calidad y soportaban mejor las presiones y los movimientos provocados por la presión en los sifones.
Rara vez han llegado hasta nosotros los tubos de plomo romanos. Los que quedaron en superficie se saquearon tras la caída del Imperio por el valor del metal. De las miles de toneladas de tubería de plomo que componían los cuatro sifones gigantes del acueducto del Gier con destino a Lugdunum, actual Lyon, no se ha encontrado ni rastro de este preciado metal. Solo ha pervivido en el nombre de la ladera sobre la que se sustentaba uno de los sifones, el de Genilac, hoy llamada “la plombière”.
A final de la conducción, se encontraban los depósitos de almacenaje y de distribución (castellum aque). Estos depósitos podían consistir en uno muy grande, varios menores intercomunicados entre sí o un conjunto formado por ambos tipos.
En ocasiones, el propio depósito se constituía en sí mismo como una gran obra de Ingeniería pro su tamaño. Es famoso el caso de Cartago (Túnez), donde el depósito de agua de la ciudad constaba de 15 cámaras paralelas, alargadas, de 7,4x102 metros de longitud cada una. Un auténtico coloso que almacenaba cerca de 60.000 metros cúbicos de agua. Aunque muchos otros de enorme tamaño son conocidos por todo el Imperio, la orografía de las ciudades obligaba a buscar otras veces soluciones menos espectaculares pero no menos eficaces.
A partir de ellos, una enorme red de tuberías de plomo de diferentes secciones y capacidades, distribuía el agua a todos los destinos de la ciudad. Las preferencias según Vitruvio eran en este orden: las fuentes públicas, las termas y finalmente las casas particulares. Casi todas las urbes romanas tuvieron suficiente caudal para colmar estas necesidades y aún otras más superfluas, como el riego de jardines y la limpieza de las calles, como indica Frontino en sus escritos.
Depuraciones
La calidad del agua utilizada por los romanos era, por lo general, excelente ya en la captación. Este factor era buscado escrupulosamente y conseguido casi siempre. No tenían posibilidades de depurar el agua desde el punto de vista bacteriológico o químico y de ninguna forma podían arriesgarse a que el agua contuviera contaminantes de este tipo.
La búsqueda de la mejor calidad y la prevención de su deterioro en la canalización era, por tanto, el método empleado y no era malo. Sin embargo, las impurezas minerales en suspensión eran frecuentes. Muchas veces, procedían del propio manantial pero, sobre todo, eran generadas en el recorrido del agua por el canal, de cuyo desgaste mismo procedían muchas de ellas.
Para evitar una velocidad alta del agua que ocasionase erosiones en el canal, la pendiente del canal era cuidadosamente estudiada y calculada en función de la naturaleza de la superficie mojada. Independiente del salto de cota disponible entre la captación y el destino, ésta era el factor fundamental que condicionaba la pendiente.
Pero la roca en la que se excavaban las galerías, los revestimientos impermeabilizantes, las tierras que lograban entrar en el canal a lo largo del acueducto, etc. provocaban impurezas. Por ello, se procuraban cámaras especiales donde se forzaba la disminución brusca de la velocidad de lagua, ensanchando repentinamente la sección del canal. De esta forma, las partículas en suspensión de sedimentaban en el fondo, decantando.
Estos decantadores eran establecidos en la misma salida del manantial cuando se creía necesario, obteniendo así un primer desarenado muy útil. Otras veces, se establecían en los lugares de llegada del agua a la ciudad y muchas otras eran los propios depósitos de distribución los que hacían las veces de ello.
Estos depósitos, al contar con varios compartimentos divididos en su planta e incluso formados por más de un nivel de cámaras de almacenaje, lograban reducir enormemente la velocidad de circulación del agua obligándola, además, a realizar el recorrido más largo posible hasta decantar la totalidad de los sólidos en suspensión que pudiera llevar.
Si estos sistemas no eran suficientes, se establecían cámaras decantadoras intermedias en el recorrido, aprovechando para ello artefactos creados para otras funciones, como arquetas intermedias de toma de caudal para otros usos, fuentes públicas o los propios pozos de registro.
Estos pozos, fabricados de buen tamaño, contaban con rebajes en su fondo, llamados areneros que, limpiados periódicamente, jugaban un importante papel como decantadores intermedios.
Las claves del problema
De la observación y del análisis detenido de las obras de abastecimiento de aguas que hasta nosotros han llegado, hemos deducido las técnicas y de captación y de canalización empleadas por los romanos, sus características constructivas, los materiales empleados y su excelencia en general.
Estos acueductos funcionaron durante tres o cuatro siglos con un alto grado de eficacia, permitieron la salud de la población y la supervivencia de una civilización muy avanzada en todos los campos de la ciencia. Pero fue la ciencia misma la que permitió la existencia de estas canalizaciones.
Las labores de nivelación de estos canales, muchas veces de varias decenas de kilómetros, revisten una notable dificultad, incluso para los instrumentos ópticos que modernamente hemos manejado en la técnica topográfica.
Los resultados obtenidos por los romanos solo son posibles mediante una nivelación científica seria, conociendo con precisión técnicas avanzadas de topografía, así como la forma de la tierra, sus dimensiones y la influencia que ésta tiene en las nivelaciones de gran longitud. Siendo necesario todo esto, es imprescindible también contar con aparatos de precisión que permitan recoger los datos altimétricos principales para el estudio y proyecto del acueducto, así como transportar al terreno el necesario replanteo de la obra.
Quienes han tenido la necesidad de replantear una acequia un poco larga saben que el trabajo es arduo y forzosamente repetitivo. Es necesario tomar los niveles en tramos cortos, avanzar con cuidado para no cometer errores y repetir el itinerario varias veces para asegurar los resultados, promediando los pequeños errores que siempre se producen.
Si extrapolamos esta labor a un acueducto real bien conocido, como el de Nemausus (Nîmes), de más de 50 kilómetros de longitud, donde las fuentes apenas están doce metros más altas que el depósito de destino en la ciudad y que discurre por una orografía quebrada, nos hallaremos ante un reto impresionante que los topógrafos actuales se pensarían más de una vez antes de comprometerse a acometer.
Básicamente, se plantearían las siguientes cuestiones antes de siquiera proyectar o presupuestar el acueducto:
- Saber que las fuentes de la captación, en Vcetia (Uzès), están más altas que Nemausus, dada la poca diferencia de cota en tan larga distancia.
- Sabido esto, cómo averiguar la diferencia exacta de cota que nos garantice la viabilidad de la canalización.
- Comprobado que la viabilidad está al límite (0,02% de pendiente), cómo ser capaces de replantear con precisión el canal necesario con esa ínfima pendiente.
- Cómo conocer la calidad real del agua en su contenido de cal, que nos asegure que con tan poca pendiente no se ciegue muy deprisa el canal por concreción calcárea.
Y una vez que los ingenieros tomaron la arriesgada y valiente decisión de construir el acueducto, nuevos problemas surgieron:
- Hubo que construir el canal, con tan pequeña pendiente, en una orografía quebrada, sin cometer ningún error en el proceso que podría haber inutilizado lo construido.
- Fue necesario construir grandes cajeros para una gran sección de canal, ya que la poca pendiente del canal y la escasa velocidad del agua obligaban a esta solución para mantener el caudal de dotación necesario.
La gran sección del canal agigantó las estructuras de sujeción, incluidas las arquerías del gran Pont de Gard, así como todas las labores de excavación y el resto de las fábricas.
Sin embargo, el acueducto se construyó primorosamente y funcionó con la máxima eficacia durante, al menos, tres siglos.
Otros acueductos conocidos presentaron nuevos retos. Cada uno de ellos era un caso aparte, a veces sencillo de resolver pero, otras, de complicada solución. Los conocimientos científicos necesarios para llevar a buen fin estas obras fueron heredados de civilizaciones anteriores. En el mundo griego y, en parte, en el egipcio existían ya conocimientos topográficos de gran utilidad estas labores. Los propios griegos construyeron ya grandes acueductos.
Erastóstenes ya había determinado el radio de La Tierra con mucha precisión en el siglo III antes de Cristo. Tales, Pitágoras, Euclides, Hiparco y Herón, habían desarrollado los cálculos trigonométricos lo suficiente como para convertirlos en una herramienta muy poderosa para las labores topográficas.
Se conocía con precisión la influencia de la esferidad de La Tierra en la nivelación de las aguas, al menos desde su postulado por Arquímedes. Ya se sabía el efecto del uso de las visuales largas en las labores de nivelación y el error que éstas ocasionaban.
Sin embargo, conociendo como conocían el radio de La Tierra y el error que la esfericidad ocasiona en las visuales horizontales, las visuales largas nocturnas ayudadas de fanales, permiten la determinación de los incrementos de cota con menos error que las nivelaciones iterativas clásicas que conllevan muchos cambios de importantes erroes.
La instrumentación utilizada para la nivelación de las aguas era variada. Se sabe que la Dioptra se usaba para fines de nivelación pero, como el mismo Vitruvio nos anuncia, en las nivelaciones de precisión era el corobate el utilizado. Ambos instrumentos han sido objeto de interpretación en los últimos siglos ya que solo unos pocos textos clásicos los describían vagamente.
Después de comprobar el poco acierto de las reconstrucciones hasta ahora propuestas, con aparatos resultantes altamente ineficaces, nosotros hemos realizado la reconstrucción de ambos apartaos siguiendo las descripciones de los textos clásicos disponibles. Así, hemos comprobado que tanto la Dioptra, un verdadero teodolito de la antigüedad, como el corobate, tenían una precisión y una eficacia admirables y, en todo caso suficiente para su uso en los grandes retos de la Obra Pública que los romanos nos legaron.
Las pruebas a las que hemos sometido al nivel romano, en directa competencia con el nivel moderno dotado de óptica, han dado como resultado una precisión comparable entre ambos y, por tanto, adecuada para las más difíciles de las nivelaciones como las que hemos mencionado.
Conclusión
Las proezas técnicas encontradas en los acueductos romanos conocidos son innumerables. Acueductos romanos cercanos a los 100 kilómetros de longitud existen en Colonia (Alemania) y de 132 en Cartago (Túnez). Mayor de 240 kilómetros era el de Constantinopla (Estambul) y de 143 kilómetros uno solo de los de abastecimiento al complejo aurífero de las Médulas (León), cuya red supera los 600 kilómetros.
Así, 86 kilómetros tiene el de Gier en Lyon y 70 el de Brévenne en la misma capital. Pérgamo (Turquía), Arles y Nîmes (Francia), rondan los 50 kilómetros. Cherchel (Argelia), Reims y Béziers (Francia) están entre los 40 y 45 kilómetros.
Si la pendiente media del acueducto de Nîmes es de un increíble 0,2 por mil (20 centímetros de caída por cada kilómetro), la de Carhaix, en la Bretaña francesa y la de Pérgamo son del 0,3 por mil y la de Reims del 0,5 por mil.
Los sistemas de sifones que presentan los cuatro acueductos que alimentaban Lugdunum (Lyon) presentan cifras increíbles. Los cuatro del acueducto del Gier suman más de cinco kilómetros de longitud, el sifón doble de Yzeron tiene cerca de seis kilómetros. Casi cuatro kilómetros suman los dos Mont d’Or y otro tanto el único de Brévenne.
Y nos quedan por descubrir muchos acueductos romanos cuyas características nos asombrarán de nuevo. Muchas de las técnicas utilizadas aún nos permanecen ocultas antes la falta de un análisis riguroso de estas obras.
Aún no sabemos si la elevación del agua por medios mecánicos fue habitual en el mundo del abastecimiento de aguas romano. A pesar de la escasa rentabilidad de este medio, en una civilización cuya tecnología permitía conducir por gravedad el agua a lugares inverosímilmente altos, hemos conocido grandes depósitos de agua situados decenas de metros sobre la cota llegada del impresionante canal romano excavado en la roca en la ciudad de Vxama.
Las asociaciones entre los depósitos encontrados y las distintas canalizaciones conocidas o por conocer no están resueltas en la mayoría de las ciudades romanas en las que algunos de estos elementos han aparecido.
En otros casos, no se ha resuelto la situación de las fuentes o el trazado de gran parte de la canalización. Y, en la gran mayoría de las ciudades romanas, no se ha resuelto ninguna de las incógnitas que intervienen en el problema.
Pero ciertamente, solo un alto nivel científico y tecnológico posibilitó estas realizaciones y, desde estas premisas, deberán acometerse los estudios de los acueductos romanos, así como de todos los campos de la Ingeniería de esa época en general, si se quiere avanzar de forma serie en el conocimiento de la civilización romana.
Bibliografía
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- FEIJÓO MARTÍNEZ, S. 2005: Las presas y los acueductos de Agua Potable, una asociación incompatible en la Antigüedad: El abastecimiento de Augusta Emerita. Publicado en Augusta Emerita. Territorios, Espacios, Imágenes y Gentes en Lusitania Romana. Nogales Barrasate, T. 2005 (Ed. Científica). Mérida.
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- GONZÁLEZ TASCÓN, I. 1994: El acueducto romano de Caesaraugusta. CEHOPU. MOPTyMA.
- GUILLÉN RIQUELME, M.C. 1997: Mazarrón, 1990. Ayuntamiento de Mazarrón.
Autor. Isaac Moreno Gallo, Ingeniero Técnico de Obras Públicas e Historiador.
Artículo publicado en el número 374 de Cimbra (año 2007) y en el catálogo de la exposición “AQUARIA. Agua, territorio y paisajes en Aragón. Zaragoza, 2007). Puedes acceder a la primera parte de la publicación, aquí.
