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La ingeniería detrás del funcionamiento de los puentes de arco romano

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En el núcleo del Imperio Romano estaba su destreza en ingeniería, y el más notable de todos sus avances en infraestructura fue el arco romano.

La importancia del puente arqueado

El puente de arco y las estructuras arqueadas permitieron a los romanos construir edificios con una proporción mucho mayor de aberturas en las paredes a una altura que nunca antes había sido posible. La evidencia de tal arquitectura se encuentra no solo en el Coliseo Romano sino también en el laberinto de catacumbas arqueadas que se encuentran debajo de la Roma histórica. Centrándose en el puente de arco, era una tecnología nunca antes vista, una que permitía que los barcos pasaran por debajo de las pasarelas y carreteras, y una que habilitaba la famosa serie de acueductos elevados de los romanos.

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¿Por qué fue el puente arqueado tan crucial para el imperio romano, y qué propiedades estructurales del arco han permitido que la arquitectura romana sobreviviera relativamente intacta incluso hasta los tiempos modernos?

Un puente de arco fue, y es, tan revolucionario para el diseño estructural porque sus elementos funcionan casi por completo en compresión. Debido a la distribución de cargas vivas y muertas en los arcos, las tensiones siempre se traducen en compresión, lo que permite que materiales como la roca o el hormigón no reforzado se utilicen de forma eficaz. Si sabe algo sobre la resistencia del material del hormigón y la roca, probablemente sepa que ninguno de ellos funciona prácticamente en cargas de tensión. Hoy en día, las vigas de hormigón están reforzadas con barras de refuerzo para permitir la carga de tensión, pero los romanos no tuvieron esa oportunidad.

La ingeniería de puentes arqueados

A medida que aumenta el radio de curvatura de un arco, comienza a comportarse un poco más como una viga, por lo que las fuerzas de compresión o tensión bajas comienzan a aparecer en la parte inferior del arco. Se estima que el Panteón, que sigue siendo la estructura de cúpula de hormigón no reforzado más grande que existe, fue la estructura de cúpula más grande que los romanos podrían haber construido sin colapsar.

Examinar cuánta carga puede soportar un puente arqueado es un poco complicado. Dado que todos los componentes de un arco funcionan en la carga de compresión, los valores de carga máxima de cualquier arco dado son esencialmente equivalentes al punto de corte de cualquier material. El granito, por ejemplo, sería un material de construcción de arcos mucho mejor que la piedra arenisca. Aún así, la capacidad de los arcos para sostener la carga está mucho más allá de cualquier otro elemento estructural, incluso los de hoy.

Un arco bien construido de piedra ni siquiera necesita mortero para conectar las piezas, sino que las fuerzas de fricción de la compresión mantienen estable la estructura. En lugar de pasar horas determinando la carga máxima de un arco construido a partir de una piedra determinada, vamos a conformarnos con un valor de carga máximo de un número realmente grande. Para los romanos, e incluso para los ingenieros de hoy, un sólido El límite elástico de la estructura del arco está mucho más allá de las cargas realistas que cualquier estructura podría ver.

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Estos mismos principios que hicieron al arco tan fuerte, también los hicieron durar tanto. Cuando una estructura creada a partir de arcos se somete a una serie de cargas que generan tensiones y tensiones bajas en el material, la fatiga que se observa en el arco a lo largo del tiempo es mínima, si nada. Dado que los puntos de fluencia del arco están mucho más allá de los valores de carga prácticos, tienden a durar hasta que la roca o estructura se desgasta. A su vez, mucho tiempo.

Los romanos utilizaron hormigón para construir muchas de sus estructuras, como el Coliseo, que se sabe que es unas 10 veces más débil que el hormigón moderno. Sin embargo, aunque el hormigón era más débil, era mucho más resistente a la intemperie que el hormigón moderno debido a la abundancia de ceniza volcánica utilizada en su construcción. A través de esta mayor capacidad de resistencia a la intemperie y la resistencia de las estructuras de arco sólido, la arquitectura y los edificios romanos todavía existen hoy en día, en casi toda su belleza original.


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