Metodi di costruzione dei ponti: Perché i ponti romani sono così stabili?
L’architettura romana è al centro del fascino visivo dell’Europa. Sofisticate strutture romane sono sopravvissute per centinaia di secoli senza essere rinnovate, resistendo al cristianesimo, ai Franchi, alle conquiste e persino a Boris Johnson.
Ricordi quanto eri orgoglioso quando hai costruito quel ponte nella città Lego di tuo figlio? Bene, nel 103 d.C. l’ingegnere romano Apollodoro di Damasco costruì un ponte di 1,1 km in pietra e legno. Il ponte di Traiano era a 19 metri dalla superficie del fiume, largo 15 metri e capace di sostenere il peso di centinaia di soldati romani in transito. Era solo pochi metri più corto del ponte del porto di Sydney.
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I romani hanno costruito molti degli edifici più lunghi dell’Occidente. Furono anche la prima civiltà a costruire ponti di cemento. Alcuni di questi antichi ponti stanno in piedi oggi come il giorno in cui sono stati costruiti. Questo grazie alle innovazioni strutturali che furono utilizzate per la prima volta dai Romani. E innovazioni che alla fine hanno contribuito a plasmare l’ingegneria dei ponti contemporanei. Il ponte di Alcántara è un ponte di questo tipo, in piedi in Spagna dal 104 d.C. L’ingegnere civile romano Caio Giulio Lacer era l’uomo dietro il ponte. La sua tomba si trova nelle vicinanze, con un epitaffio che recita “Lascio un ponte per sempre nei secoli del mondo”. Non aveva torto.
Perché sono così forti?
Si dice in giro sul web che gli ingegneri romani incaricati di costruire i ponti dovevano stare sotto di essi mentre venivano rimosse le impalcature. Apparentemente la trepidazione di tonnellate di roccia e detriti che cadono e ti schiacciano porta ad una pianificazione strutturale piuttosto stretta.
Una storia più probabile si trova nell’espansione militare dell’impero romano. Per migliorare le linee di accesso romane, l’impero formò gilde di lavoratori specializzati e pensatori che condividevano idee e principi di costruzione. Queste prime corporazioni ingegneristiche fecero importanti scoperte nella progettazione strutturale, nei materiali e nei pilastri che sostenevano le gambe dei ponti.
L’arco di Voussoir
I Romani avevano migliorato la tradizionale passerella creando un ponte che manteneva la sua integrità strutturale attraverso il centro. Per ottenere questo, i romani non si affidavano a travi d’acciaio che correvano attraverso i membri di pietra, ma invece alla forza di trazione delle pietre stesse.
La forma dell’arco permetteva ai mattoni di essere inseriti con un angolo curvo fino a quando si univano al picco dell’arco con una chiave di volta. Questa chiave di volta aveva la forma di un trapezio che usava il peso della pietra e del cemento nel ponte per comprimere insieme le pietre affusolate. Questa pressione formava una struttura nell’arco che richiedeva una tremenda quantità di forza per rompersi. Dove i ponti tradizionali erano più deboli al centro, l’arco era più forte.
Se leggendo questo vi è sembrato di leggere le istruzioni reali che gli ingegneri romani davano ai loro operai nel 100 d.C., guardate il video qui sotto.
Cemento Pozzolana
L’arco fu un’innovazione strutturale nella progettazione degli edifici. Ma non fu l’unica cosa che l’Impero Romano contribuì all’edilizia. I romani erano unici anche nei materiali con cui sceglievano di costruire. Un cemento naturale chiamato pozzolana era usato dai Romani come malta per i pilastri (le gambe) dei loro ponti. Non solo si dice che questo cemento sia ecologicamente più pulito delle miscele di cemento di oggi, ma è anche un cemento che diventa più forte nel tempo.
La pozzolana è ancora usata in alcuni paesi. È fatta combinando due parti di pozzolana (che è un tipo di scoria che si forma naturalmente dalla roccia vulcanica) con una parte di calce in polvere. Già nel III secolo a.C. i romani usavano la pozzolana al posto della sabbia nel calcestruzzo nelle loro costruzioni. Questo dava alle loro strutture forza e stabilità supreme.
Cofferdams
Poiché non tutti i ponti costruiti dai romani avevano il lusso di costruire i loro pilastri sulla terra, i romani usavano i cofferdams dove i pilastri sarebbero caduti dentro un corpo d’acqua. I Romani usavano il cofferdam come una struttura temporanea che permetteva la costruzione di un pilastro del ponte in uno spazio d’acqua.
I cofferdams che erano usati dai Romani erano più semplici di quelli usati nella costruzione contemporanea, ma la loro funzione è identica. Per prima cosa, i romani scavavano un anello di tronchi di legno nel letto del fiume. Poi riempivano gli spazi vuoti tra i tronchi con argilla per impermeabilizzarli, prima di pompare l’acqua dall’interno del cerchio di tronchi. Sul letto del fiume appena asciutto, i romani costruivano la pozzolana e i pilastri di pietra. Una volta completata la costruzione, l’anello di tronchi veniva rimosso e i pilastri si ergevano nel letto del fiume come per magia.
I romani stessi
I romani erano una civiltà fiera e prospera. Non hanno solo inciampato nelle loro conquiste architettoniche. Prima di perfezionare i ponti avevano già rubato e migliorato alcune delle migliori idee strutturali dei greci. I Romani avevano anche alti livelli di artigianato civile e un background militare che aveva una comprensione associata di come costruire le fortificazioni e le mura più forti. Come la maggior parte delle prime civiltà, anche loro non avevano sindacati. Ciò significa che non hanno mai visto i costi e la manodopera come un ostacolo nella creazione delle loro strutture monolitiche.
