¿Cómo es que los edificios del Imperio Romano no necesitaban refuerzo de acero, cuando los edificios modernos sí?

Answer 1

Tamaño completo.

El acero se agrega a los edificios, hoy en día, porque su resistencia es mucho mayor que la de otros materiales, dado el costo. Los romanos no tenían la tecnología necesaria para producir barras de acero largas o aleaciones complejas, por lo que limitaron el uso de hierro en los edificios a clavos y abrazaderas.

Para construir muros altos, la única forma, para los romanos, era usar un grosor de pared enorme. Esto suena simple, pero realmente no lo es, porque con el tamaño viene el peso, y el peso en el nivel superior puede aplastar fácilmente a los inferiores. Esa es la razón por la cual los egipcios construyeron pirámides, las paredes de alta pendiente aseguran que la masa en la parte superior siempre sea mucho más baja que la de la parte inferior.

Pero los muros romanos son (casi) rectos, por lo que su ingeniería fue una lucha constante contra el peso. Puedes ver fácilmente todos los arcos en los acueductos, en el coliseo, pero hay mucho más de lo que parece.

Las partes sólidas de los arcos, por ejemplo, están hechas con diferentes piedras. Las partes no estructurales usan piedra de toba porosa, más ligera que las que se usaban donde se necesitaban materiales de madurez más duros. El mismo truco se usa en paredes sólidas, e incluso en la mezcla de concreto, las piedras porosas como la piedra pómez se usan en paredes altas. Un ejemplo es Phanteon, donde la parte superior de la enorme cúpula no solo es más delgada, sino que también está hecha de concreto más liviano que la base.

Otra forma interesante de luchar contra el peso del muro en las arquitecturas romanas posteriores es escondiendo ánforas vacías dentro del muro, como se puede ver en las famosas ruinas de Torpignattara (que significa, literalmente, la torre de las ánforas).

Y hay mucho más que esto, solo piense que el único texto sobrevivido de la época, la “de architectura” de Vitruvio, fue la base de la ingeniería civil y la arquitectura desde el renacimiento hasta finales del siglo XIX.

Answer 2

Debes haber visto el mismo documental que hice en las fábricas de automóviles de concreto en Detroit que tienen árboles que crecen en ellos después de menos de un siglo de ser abandonado.

Mostraron cómo la congelación del agua llegó a la barra de refuerzo en el concreto y la barra de refuerzo a su vez se oxidó y expandió, causando una descomposición más rápida que las estructuras de concreto puro de la época romana que han durado miles de años sin mantenimiento.

Tuve el mismo pensamiento que tú.

También pensé en otros documentales que había visto recientemente en edificios increíbles de la antigüedad. Qué tan grandes templos egipcios tuvieron que usar muchas columnas para grandes edificios, por lo que no hay grandes espacios. El Partenón griego encontró formas de crear espacios abiertos más grandes. Lo mismo ocurre con Hagia Sophia, que se eleva hacia el cielo y usa cúpulas para eliminar la necesidad de columnas. Pero todos usaron piedra. El único hormigón que pude encontrar fue el Panteón de Roma y varios acueductos. El Panteón siempre estuvo en uso. Pero no los acueductos y todavía están en mejor forma que esas fábricas de Detroit.

Los edificios de la planta de automóviles de Detroit tenían solo 5 pisos de altura, pero tenían pocas columnas para permitir espacios de trabajo abiertos. Pero los romanos eran capaces de eso. ¿Podría ser que las fábricas de automóviles necesitaran pisos más fuertes para la maquinaria pesada? Vivo en un antiguo edificio de un molino de la Revolución Industrial Americana, que se construyó en el siglo XIX para máquinas pesadas y está en perfecto estado. Pero el propietario original es conocido por haber construido fábricas de calidad para reducir los altos costos del seguro. ¿Quizás los costos de construcción no eran tanto una preocupación en la antigüedad con la mano de obra esclava como en una compañía de automóviles moderna que quería mantener su producto a un precio asequible? Además, Detroit es una ciudad muy fría y Roma es deliciosamente cálida y seca. ¿Podría el clima afectar la durabilidad del concreto?

¿Qué podría ser? Y luego lo encontré. Roma estaba más avanzada que nosotros. El concreto / cemento en el Panteón usaba cenizas volcánicas. Los romanos también hicieron cemento con arena, similar al cemento utilizado en esas fábricas de Detroit. Ya sea

• los romanos no notaron la diferencia en la calidad (es decir, no sabían qué estructuras durarían miles de años y otras se desmoronarían en menos de un siglo cuando las construyeron) o
• con el tiempo, cuando el concreto no se usó tanto, se olvidó la receta del cemento de calidad; así que cuando el concreto se reinventó en el siglo XIX como cemento Portland, no utilizó cenizas volcánicas.

Tampoco vertieron hormigón. Era demasiado pesado para ellos, por lo que hicieron pequeños lotes, los colocaron en capas sobre las capas inferiores y golpearon la capa superior.

Lo que los antiguos romanos no podían saber era que la ceniza volcánica y el golpeteo de capas de concreto creaban un vínculo a nivel atómico que solo el hombre moderno puede entender y descubrir gracias a la física y la química modernas.

Con este nuevo conocimiento de técnicas antiguas, es posible que no necesitemos acero, que solo funciona si el edificio está bien mantenido. ¿Pero queremos que todos nuestros edificios duren miles de años?

¿Quiere saber más? El enigma del antiguo hormigón romano

Answer 3

La mayoría de las casas y edificios simples de unos pocos pisos no necesitan refuerzo, siempre que modifique la estructura del piso y el techo para que funcione (use vigas de madera y más pilares). Quiero decir, estarían de pie sin refuerzo. Sin embargo, primer terremoto grave: el número de muertos sería enorme.

Nos gusta usar concreto que es muy débil cuando se trata de resistencia a la tracción, y las paredes son bastante delgadas en la construcción moderna (mirando casas muy antiguas, las paredes son mucho más gruesas). Esto funciona bien con edificios reforzados pero sin ellos, no tan bien.

Puedes visitar mi ciudad y ver un palacio romano en pie. Su truco para hacer un edificio muy resistente sin refuerzo: paredes de piedra muy gruesas.

Los muros de hormigón armado más delgados son mucho más baratos cheaper

Answer 4

Muchos edificios romanos tenían refuerzo. ¿Has visto todos los agujeros en el costado del Coliseo sin el anillo exterior? Eran para refuerzo de hierro. Esencialmente enormes grapas de hierro que mantenían los bloques juntos, y luego disfrazados hábilmente. El hierro fue arrancado del edificio en el período medieval, para ser derretido y utilizado como armamento o herramientas. Poco tiempo después, se produjo un terremoto y una sección colapsó.

Además, ¿alguna vez has notado una extraña mancha verde en medio de columnas colapsadas? Es el residuo oxidado de una espiga de hierro que mantenía unidos los tambores de la columna: era más barato crear columnas de varios trozos de travertino que un gran trozo de mármol. Las columnas sólidas eran raras y se guardaban solo para los edificios más importantes (el Panteón y el Templo de Antonino y Faustina son dos ejemplos).

Pero muchos edificios no necesitaban refuerzo de acero, cierto. Mire el Panteón, una maravilla absoluta de la ingeniería con una cúpula de hormigón sólido que no tiene refuerzo. ¿Cómo se mantiene después de 1900 años? Abundan varias teorías, pero la verdadera respuesta es que nadie lo sabe realmente.

Answer 5

Dos razones principales.

Los edificios se diseñaron en exceso y utilizaron la compresión en lugar de la tensión, es decir, arcos y múltiples columnas grandes con luces relativamente pequeñas.

Las grandes columnas combinadas con vigas y arcos de gran tamaño llevaron a la estructura dentro de la resistencia a la compresión permisible del concreto sin permitir que las tensiones críticas de tensión rompan las juntas. Los romanos dominaron las propiedades del hormigón. Desafortunadamente, incluso ahora no tenemos la fórmula original utilizada por los romanos, sino solo una receta casi aproximada regida por la química moderna del cemento.

Más adelante, en comparación con nuestras prácticas de diseño actuales, no tenían las limitaciones de tiempo o presupuesto que vemos hoy en día. Algunos edificios tardarían muchas décadas en construirse con cientos e incluso miles de accidentes y muertes. Se podría decir fácilmente que la salud y la seguridad no existían, ¡era más o menos una cuestión de tener un buen instinto de supervivencia y reflejos rápidos …!

Answer 6

Los ingenieros modernos quieren más ductilidad en el concreto y, por lo tanto, la adición de acero. El acero ofrece un uso más eficiente del concreto cuando se construye con vigas de concreto. Dichas tecnologías de acero pretensado y postensado permiten que las vigas de hormigón sean más largas y más delgadas que nunca. Aunque el hormigón armado es una maravilla moderna, será el acero el que destruya el hormigón en 20–100 años cuando el acero se oxida y enrarece. Acero recubierto o no recubierto.

El Imperio Romano utilizó hormigón en forma de arcos. La cúpula de hormigón no reforzado más grande de hoy es el Panteón de Roma. Con casi 1900 años, The Pantheon es realmente maravilloso.

Answer 7

Algunos de ellos se habrían beneficiado de más refuerzos. No se requirió una actividad sísmica particularmente fuerte para que muchos de los edificios cayeran.

Más tarde, después de los años imperiales, los albañiles de la época trataron los edificios que estaban apilados con piedra vestida, con o sin haber sufrido daños por terremotos, como el equivalente de la fábrica local de ladrillos y materiales de construcción. Es una arqueología válida examinar un edificio de granja del siglo XV y tratar de juntar inscripciones romanas de bloques de piedra esparcidos por las paredes.

Answer 8

Mientras caminaba por un pueblo en Normandía, donde me habían pedido que examinara un sitio potencialmente romano, vi cómo el muro delimitador tenía abrazaderas de acero, grapas, con bordes de plomo, y supe de inmediato cómo era el lugar correcto.

Desde el templo romano de Dendera:

Los romanos también usaban abrazaderas y alfileres en las estatuas para fijar diferentes bloques de piedra y sarcófagos para asegurar las tapas.

Más: Edificio romano: materiales y técnicas por Jean-Pierre Adam, Routledge, 1 de noviembre de 2005.

Answer 9

(No soy un ingeniero estructural, así que tómalo con el grano de sal estándar)

Cualquier estructura (como una pared, columna, arco o cúpula) que solo tiene fuerzas de compresión sobre ella, se puede hacer sin refuerzo. Las estructuras modernas, como los rascacielos con pisos y techos, requieren refuerzo para manejar cargas de tensión.

Answer 10

Los romanos usaban la piedra como material de construcción principal. Apila piedra sobre piedra, no necesita refuerzo. La estructura más alta de la Tierra, el monte. Everest, está hecho completamente de piedra.

Pero cuando comience a usar madera contrachapada y yeso y otros materiales menores, debe haber refuerzo.

Answer 11

Los romanos usaron arcos que resuelven las fuerzas verticales para nivelar.

Answer 12

Depende de lo que quieras de un edificio en términos de funcionalidad. En la época romana hicieron edificios sí, pero no pudieron hacer edificios como hoy, lo cual solo es posible utilizando las propiedades de tensión del acero.

Hay principalmente tres fuerzas en una estructura. Compresión, corte y tensión.

El hormigón es débil en tensión. Por lo tanto, está reforzado con acero, para utilizar fuerzas de tensión, lo que hace posible una gran cantidad de más tipos de edificios.

Las estructuras romanas solo utilizaban fuerza de corte y compresión, donde no había acero. Aun así, solo mediante el uso de estas fuerzas y la acción del arco, todavía era posible hacer hermosas estructuras que resistieron la prueba del tiempo.

Answer 13

La respuesta es más complicada de lo que responderé (por ejemplo, la gran receta concreta que usaron), pero aquí hay una explicación:

Los edificios antiguos fueron diseñados alrededor de lo que se podría construir. No tenían el lujo de las barras de acero, por lo que tuvieron que construir diseños que resistieran por sí mismos. A menudo querían que sus ciudades y edificios duraran para siempre, y los construían para que la distribución del peso fuera extremadamente robusta.

Los edificios modernos a menudo se diseñan más en función de las necesidades del espacio de trabajo interno, y la construcción se decide en torno a eso. Tenemos lujos que no queremos que queramos incluir en nuestros edificios como paredes hechas de ventanas. Entonces construimos eso y aceptamos cualquier medio que se requiera para hacerlo. Las ciudades modernas también están destinadas a ser más modulares, para que podamos construir rápido y también demolerlo rápidamente.

Answer 14

Recomiendo a cualquiera que esté interesado en los libros de Ken Follet “Pilares de la Tierra” y “Mundo sin fin” por su tratamiento de las técnicas de construcción de catedrales medievales, la importancia de los cimientos, el uso de contrafuertes voladores, cómo soportar grandes espacios abiertos cómo perforar muros de piedra y traer más luz, pero no sacrificar la fuerza. Y todo hecho sin mortero romano o acero. Además, los griegos modernos descubrieron, al restaurar el Partenón, que los barriles (de las columnas) se mantenían en su lugar mediante tacos de madera que se pudrieron a lo largo de los siglos.

Answer 15

Después de la erupción del monte. Vesubio tenían acceso a la ceniza volcánica que era un ingrediente en su hormigón. Esa ceniza ayudó a hacer que el concreto fuera muy fuerte, más fuerte de lo que cualquier otra persona podría hacerlo hasta la década de 1980. También usaron una mezcla de concreto para la secadora y la pusieron muy lentamente, usando métodos de compresión y suavizado que requieren mucho tiempo y paciencia.