A tecnologia romana é a coleção de técnicas, habilidades, métodos, processos e práticas de engenharia utilizadas e desenvolvidas pela civilização da Roma antiga (753 aC – 476 dC). O Império Romano era uma civilização tecnologicamente avançada da antiguidade. Os romanos incorporaram tecnologias dos gregos, etruscos e celtas. A tecnologia desenvolvida por uma civilização é limitada pelas fontes de energia disponíveis, e os romanos não eram diferentes nesse sentido. Fontes de energia acessíveis, determinam as maneiras pelas quais a energia é gerada. Os principais tipos de poder acessados ​​pelos romanos antigos eram humano, animal e água.

Com essas fontes limitadas de poder, os romanos conseguiram construir estruturas impressionantes, algumas das quais sobrevivem até hoje. A durabilidade das estruturas romanas, como estradas, barragens e edifícios, é explicada pelas técnicas e práticas de construção que eles utilizaram em seus projetos de construção. Roma e sua área circundante continham vários tipos de materiais vulcânicos, que os romanos experimentaram com a criação de materiais de construção, principalmente cimentos e argamassas. Junto com o concreto, os romanos usavam pedra, madeira e mármore como materiais de construção. Eles usaram esses materiais para construir projetos de engenharia civil para suas cidades e dispositivos de transporte para viagens terrestres e marítimas.

Os romanos também contribuíram para o desenvolvimento de tecnologias no campo de batalha. A guerra era um aspecto essencial da sociedade e cultura romanas. As forças armadas não foram usadas apenas para aquisição e defesa territorial, mas também como uma ferramenta para os administradores civis usarem para ajudar os funcionários dos governos provinciais e auxiliar nos projetos de construção. Os romanos adotaram, melhoraram e desenvolveram tecnologias militares para soldados de infantaria, cavalaria e armas de cerco para ambientes terrestres e marítimos.

Tendo relações familiares com a guerra, os romanos se acostumaram a ferimentos físicos. Para combater os ferimentos físicos sofridos nas esferas civil e militar, os romanos inovaram as tecnologias médicas, principalmente práticas e técnicas cirúrgicas.

Visão geral
A cultura romana se espalhou através da criação de uma estrutura de governança eficiente, um sistema jurídico unificado e a habilidade de engenheiros e técnicos romanos em muitas áreas da Europa e do Mediterrâneo.

Embora não houvesse inovações de época na tecnologia agrícola, processamento de metais e fabricação de cerâmica e têxteis no período romano (estas foram desenvolvidas pelas primeiras civilizações no Oriente Próximo e no Egito durante as idades neolítica e de bronze), eles entenderam que os romanos afinal, para desenvolver e refinar técnicas conhecidas. A área cultural grega do Mediterrâneo oriental forneceu aos engenheiros romanos importantes conhecimentos matemáticos, científicos e outros básicos, com os quais obtiveram energia, tecnologia agrícola, mineração e processamento de metais, fabricação de vidro e cerâmica, produção têxtil, transporte, construção naval, infraestrutura , a construção que modernizou fundamentalmente a produção em massa de mercadorias, comunicação e comércio.

Embora as condições para o início de uma revolução industrial tenham sido dadas em algumas áreas durante o período imperial, a sociedade romana finalmente permaneceu no nível de uma sociedade pré-industrial: as máquinas dificilmente foram desenvolvidas; Escravos fizeram o trabalho. As causas científicas, econômicas e sociais desse desenvolvimento, descritas por vários historiadores como a estagnação da tecnologia antiga, são objeto de pesquisa técnico-histórica.

Fontes escritas sobre a história da tecnologia romana foram amplamente perdidas. Ao contrário de outras literaturas, eles não tiveram importância. Exceções são os escritos técnicos de autores como Vitruvius ou obras de conteúdo científico e técnico, como os escritos por Plinius. A tecnologia e os processos romanos também são descritos em textos históricos e científicos e nas obras de poetas romanos. Em contraste com a ciência histórica geral, são para a ciência técnica. Ferramentas de pesquisa, ferramentas, meios de transporte e outros achados arqueológicos ou representações pictóricas da antiguidade costumam ser mais importantes do que fontes escritas.

A análise e reconstrução da tecnologia romana com base em achados arqueológicos é complicada pelo fato de que, além da pedra (por exemplo, para moinhos de petróleo ou grãos), ferro e bronze, um material transitório como a madeira era usado para muitos dispositivos. Aqui, o pesquisador geralmente precisa recorrer a representações ou descrições pictóricas da época romana para poder reconstruir material incompletamente preservado.

Ferramentas e dispositivos de metal, no entanto, foram descobertos em grande número durante escavações nas cidades romanas ou na villae em sua área. Os processos e equipamentos utilizados pelas empresas romanas (como moinhos de grãos, fundições de bronze e oficinas de cerâmica) podem frequentemente ser analisados ​​e reproduzidos no contexto da arqueologia experimental.

Fundamentos Matemáticos
Embora sistemas de valores superiores semelhantes ao nosso sistema decimal atual já fossem conhecidos na época romana, os romanos conscientes da tradição aderiram ao seu sistema simples de adição, no que diz respeito à escrita numérica, na qual os números eram formados pela junção de numerais – em contraste com o latim falado, que era o mesmo que a língua alemã dos números decadais.

No entanto, o sistema numérico romano era completamente inadequado para fins aritméticos práticos, como aritmética básica ou qualquer tipo de cálculo escrito. Portanto, usualmente usava-se um quadro de cálculo mecânico (ábaco latino), no qual um, dezenas, centenas e valores numéricos maiores podiam ser representados por meio de colunas de cálculo. Assim, não apenas engenheiros e técnicos, mas também comerciantes, artesãos e vendedores de mercado foram capazes de realizar cálculos elementares de maneira conveniente.

Para cálculos cotidianos, como a aritmética comercial, os romanos desenvolveram uma versão mais prática do ábaco de bronze, que continha pequenas pedras aritméticas (cálculos latinos) e, além da aritmética básica, também permitia cálculos fracionários. Em geral, era possível usar qualquer sistema numérico no ábaco. A conquista especial dos romanos consistiu em padronizar o número incontrolável de frações arbitrárias que poderiam ser usadas no mundo dos negócios – a onça foi elevada a uma fração unitária.

No mundo romano, o sistema doze ou duodezimal originalmente usado no Egito e na Babilônia era usado para moedas, pesos e medidas. Além de uma divisão do peso em onças, esse sistema também era normalmente usado para quebrar frações de doze, com as quais os cálculos fracionários podiam ser simplificados. Os membros curvos dos escravos eram frequentemente usados ​​como um “amortecedor” para a multiplicação ou divisão de valores numéricos maiores, que dessa forma registravam um resultado intermediário para seus senhores como valor de memória.

Enquanto revendedores, artesãos e técnicos realizavam seus cálculos em onças, uma medida adicional e mais fina era comum em algumas áreas. No campo da engenharia de precisão e construção de tubos, foi utilizado o dígito ou dedo, que correspondia a 1/16 pés.

Em outras áreas, também, os romanos mostraram interesse particular na aplicação prática do conhecimento matemático; foi assim que os técnicos romanos conheceram a aproximação 3.142857 Para π e os usaram, entre outras coisas, para calcular as seções transversais dos tubos. O diâmetro do campo romano deveria ser determinado independentemente da simples construção de seus dispositivos capazes de ângulo, subida e descida.

Limite de energia
A tecnologia normalmente usa energia para transformar um material no objeto desejado ou para obter novas formas de energia alternativa. Assim, à medida que o custo da energia diminui, o custo dos trabalhos tecnológicos diminui de acordo. Por esse motivo, a história da tecnologia pode ser considerada uma sucessão de períodos históricos, cada um identificável com uma forma específica de energia utilizada (por exemplo: no decorrer da história da humanidade passamos da humana para a animal e, abaixo, na água , ao liberado por turfa, carvão, petróleo e até energia nuclear). Os romanos usavam a energia da água através da construção de moinhos de água para moer grãos, cortar madeira ou esmagar metais brutos. Essa maneira de proceder era comum em todo o Império, especialmente a partir do final do primeiro século dC.

Eles também usaram madeira e carvão como sua principal fonte de calor. E embora houvesse numerosas reservas de madeira, turfa e carvão no Império Romano, elas eram frequentemente mal distribuídas pelo território. É verdade que, se a madeira pudesse ser facilmente transportada por rio nos principais centros urbanos (por flutuação simples), sua combustão para a produção de calor era muito baixa se comparada ao seu enorme peso. E se tivesse sido transformado em carvão, tornou-se complicado. A madeira também não estava disponível em nenhuma concentração.

O decreto de Diocleciano pode nos fazer entender o que era a economia por trás do transporte de madeira. O preço máximo para uma carga de 1.200 libras de madeira era de 150 denários. A taxa máxima de transporte por milha com a mesma carga era de 20 denários por milha.

Os cômodos eram mais aquecidos se braseiros de carvão fossem usados ​​em comparação com o sistema de hipocausto, embora fosse possível usar qualquer tipo de combustível, mesmo de baixa qualidade, como folhas de palha ou videira, bem como a madeira disponível localmente. O hipocausto era alimentado por um grande forno, o praefurnium, inicialmente colocado na cozinha adjacente, que produzia ar quente a temperaturas muito altas. Isso foi feito para fluir para um espaço vazio instalado sob o piso interno, que repousava sobre uma pilha de tijolos chamada “suspensão” e, especialmente nas escaras, mesmo dentro das paredes, por quase toda a sua extensão, dentro de canos de tijolos (túbulos) . Em geral, a altura do espaço vazio sob o piso era de cerca de 50 a 60 cm. Acredita-se que a temperatura obtida em salas aquecidas dall’ipocausto não deva exceder 30 ° C.

No final do século II, os romanos já haviam explorado quase todos os depósitos na Grã-Bretanha que surgiram na superfície, embora não haja evidências suficientes de que essa exploração tenha ocorrido em larga escala. Após cerca de 200, o centro do comércio imperial estava localizado na África e no Oriente, onde o clima não era propício ao crescimento de grandes árvores. Finalmente, não houve grandes depósitos de carvão ao longo da costa do Mediterrâneo. No entanto, os romanos foram os primeiros a coletar todos os elementos necessários para o motor a vapor muito mais tarde:

«Com o sistema da manivela e da biela, todos os elementos para a construção do motor a vapor (inventado em 1712) – da eolipila de Erone da Alexandria (que gerava força de vapor), ao cilindro, ao pistão (força mecânica) , às válvulas de retenção (em bombas hidráulicas), engrenagens (em moinhos de água e relógios) – eram conhecidas na época romana. »

O eolipile pode ser considerado o ancestral do motor a jato e do motor a vapor. No entanto, foi usado como uma atração simples, sem que a fonte potencial de energia real tivesse qualquer aplicação prática. Era uma esfera de cobre oca, conectada com dois tubos curvos que partem de dois pontos extremos da esfera colocados no mesmo eixo diametral. Depois que a esfera ficou cheia de água, foi aquecida por uma chama. Quando o líquido atingiu uma temperatura suficientemente alta, o jato de vapor dos orifícios ele colocou a esfera em rotação em torno do eixo diametral horizontal. A direção do movimento é naturalmente oposta à dos jatos.

Tipos de poder

Poder humano
As fontes de poder mais prontamente disponíveis para os antigos eram o poder humano e o animal. Uma utilização óbvia do poder humano é o movimento de objetos. Para objetos que variam de 20 a 80 libras, uma única pessoa geralmente é suficiente. Para objetos de maior peso, mais de uma pessoa pode ser necessária na transição da localização do objeto. Um fator limitante no uso de várias pessoas no movimento do referido objeto é a quantidade disponível de espaço de aderência. Para superar esse fator limitante, dispositivos mecânicos foram desenvolvidos para auxiliar na manipulação de objetos. Um dispositivo é o molinete, que usava cordas e polias para manipular objetos. O dispositivo foi alimentado por várias pessoas que empurravam ou puxaram as mãos presas a um cilindro.

O poder humano também foi um fator no movimento de navios, particularmente em navios de guerra. Embora as velas movidas a vento fossem a forma dominante de energia no transporte aquático, o remo era frequentemente usado por embarcações militares durante os combates.

Poder animal
O uso primário da energia animal era para o transporte. Várias espécies de animais foram usadas para tarefas diferentes. Os bois são criaturas fortes que não exigem o melhor pasto. Por serem fortes e baratos de manter, os bois eram usados ​​para cultivar e transportar grandes massas de bens. Uma desvantagem do uso de bois é que eles são lentos. Se a velocidade era desejada, os cavalos eram chamados. O principal ambiente que pedia velocidade era o campo de batalha, com cavalos sendo usados ​​nas cavalarias e nos batedores. Para carruagens que transportam passageiros ou materiais leves, geralmente eram usados ​​burros ou mulas, pois eram mais rápidos que os bois e mais baratos em forragem que os cavalos. Além de serem utilizados como meio de transporte, os animais também eram empregados na operação de moinhos rotativos.

Além dos limites da terra, foi descoberto um esquema para um navio impulsionado por animais. O trabalho conhecido como Anonymus De Rebus Bellicus descreve um navio movido a bois. Onde os bois estão presos a um rotativo, movendo-se em círculo no chão do convés, girando duas rodas de pás, uma de cada lado do navio. A probabilidade de que tal navio tenha sido construído é baixa, devido à impraticabilidade de controlar animais em uma embarcação.

Poder da água
A energia da água foi gerada através do uso de uma roda d’água. Uma roda d’água tinha dois projetos gerais: o inferior e o superior. A roda d’água rasa gerava energia a partir do fluxo natural de uma fonte de água corrente que empurrava as pás submersas da roda. A roda d’água ultrapassada gerava energia por ter um fluxo de água sobre seus baldes de cima. Isso geralmente era conseguido através da construção de um aqueduto acima da roda. Embora seja possível tornar a roda d’água ultrapassada 70% mais eficiente do que a ultrapassada, ela geralmente era a roda d’água preferida. A razão é que o custo econômico para a construção de um aqueduto era muito alto para o benefício leve de fazer a roda d’água girar mais rápido. O objetivo principal das rodas d’água era gerar energia para operações de fresamento e elevar a água acima da altura natural de um sistema.

Força do vento
A energia eólica foi utilizada na operação de embarcações, através do uso de velas. Os moinhos de vento não parecem ter sido criados nos tempos antigos.

Energia solar
Os romanos usavam o Sol como fonte de calor para edifícios, como casas de banho. As térmicas foram construídas com grandes janelas voltadas para o sudoeste, a localização do Sol na hora mais quente do dia.

Tipos teóricos de poder

Poder do vapor
A geração de energia através do vapor permaneceu teórica no mundo romano. Hero of Alexandria publicou esquemas de um dispositivo a vapor que girava uma bola em um pivô. O dispositivo usava calor de um caldeirão para empurrar vapor através de um sistema de tubos em direção à bola. O dispositivo produzia aproximadamente 1500 rpm, mas nunca seria prático em escala industrial, pois os requisitos de mão-de-obra para operar, abastecer e manter o calor do dispositivo teriam sido um custo muito alto.

Artesanato Básico
A tecnologia romana foi amplamente usada em um amplo sistema de negociações, onde o termo engenheiro é usado hoje para descrever as empresas tecnológicas dos romanos. Os gregos usavam termos técnicos como mecânico, fabricante de máquinas ou mesmo matemático, tendo a última palavra um significado muito mais amplo que o atual. Um grande número de engenheiros foi empregado no exército romano, o mais famoso dos quais certamente era Apolodoro de Damasco, na época do imperador Trajano. Normalmente todo comércio, todo grupo de artesãos (de cortadores de pedra, sopradores de vidro, agrimensores etc.) tinham seus próprios aprendizes e mestres, e muitos tentavam manter seus métodos de trabalho em segredo, entregando-os apenas por via oral. Escritores como Vitrúvio, Plínio, o Velho e Frontinus, lidaram extensivamente com as várias tecnologias empregadas naquele período. Um corpo de manuais sobre ciências e matemática elementares foi, portanto, publicado, incluindo os textos de Arquimedes, Ctesibio, Heron de Alexandria, Euclides e assim por diante. Nem todos os manuais, disponíveis no tempo dos romanos, sobreviveram até os dias atuais.

Muito do que sabemos atualmente sobre a tecnologia romana deriva indiretamente da arqueologia e de relatos em terceira mão de textos em latim, copiados de manuscritos árabes, que, por sua vez, são copiados de textos gregos por estudiosos como Heron de Alexandria ou viajantes do período, que podiam observar diretamente Tecnologias romanas em ação. Escritores como Pliny the Elder e Strabothey tinham curiosidade intelectual suficiente para anotar as invenções que encontraram em suas viagens, embora suas descrições breves e imprecisas muitas vezes causassem discussões sobre seu uso real pelos modernos. Ao mesmo tempo, existem descrições técnicas muito verdadeiras, como a de Plínio, quando ele lida com a extração de ouro, em seu Naturalis Historia (livro XXXIII), afirmações posteriormente confirmadas por arqueólogos e graças às escavações realizadas em Las Médulas e Dolaucothi. .

Tecnologia como artesanato
A tecnologia romana foi amplamente baseada em um sistema de artesanato. Habilidades e conhecimentos técnicos estavam contidos no comércio em particular, como pedreiros. Nesse sentido, o conhecimento geralmente era passado de um mestre de comerciante para um aprendiz de comerciante. Como existem poucas fontes para recorrer a informações técnicas, teoriza-se que os comerciantes mantiveram seu conhecimento em segredo. Vitruvius, Pliny the Elder e Frontinus estão entre os poucos escritores que publicaram informações técnicas sobre a tecnologia romana. Havia um conjunto de manuais sobre matemática e ciências básicas, como os muitos livros de Arquimedes, Ctesibius, Heron (também conhecido como Herói de Alexandria), Euclides e assim por diante. Nem todos os manuais que estavam disponíveis para os romanos sobreviveram, como ilustram os trabalhos perdidos.

Engenharia e construção
Os romanos fizeram grande uso de aquedutos, represas, pontes e anfiteatros. Eles também foram responsáveis ​​por muitas inovações em tráfego, saúde e construção em geral. A arquitetura romana foi grandemente influenciada pelos etruscos. Muitas das colunas e arcos vistos em importantes estruturas romanas, de fato, eram adaptações de modelos da civilização etrusca.

Os romanos inicialmente usavam cimento como ligante, cal aérea. Até que o ligante da argamassa fosse composto apenas de cal aéreo, o endurecimento do concreto ocorria com extrema lentidão, pois a consolidação de uma argamassa à base de cal é devida à reação do hidróxido de cálcio com o dióxido de carbono presente no ar, com a subsequente produção de carbonato de cálcio. A partir do século I aC, os romanos começaram a substituir a areia que compõe a argamassa por pozzolana (pulvis puteolana) ou cocciopesto.

A descoberta da pozzolana marcou uma revolução na construção de obras de alvenaria. Vitrúvio diz no segundo livro de De Architectura que a pozzolana de Baia ou Cuma não faz todo tipo de construção, mas em particular as que são feitas no mar debaixo d’água. Graças ao comportamento pozolânico da pozzolana e do cocciopesto, a argamassa (composta de cal + pozzolana), endureceu e endureceu mesmo na água, sem contato com o ar, permitindo a produção de ligantes de alta resistência e endurecimento rápido.

Os romanos descobriram que o vidro isolante ajudou enormemente a manter a temperatura dos edifícios aquecida, e essa técnica foi muito usada na construção dos banhos romanos. Outro método que se originou na Roma antiga foi a prática de soprar o vidro, que se desenvolveu na Síria e foi estendido no espaço de uma geração para todo o império.

Materiais e instrumentos de construção

Madeira
Os romanos criaram madeira à prova de fogo, revestindo a madeira com alume.

Pedra
Era ideal extrair pedras de pedreiras situadas o mais próximo possível do local da construção, para reduzir o custo do transporte. Os blocos de pedra eram formados em pedreiras, perfurando orifícios em linhas nos comprimentos e larguras desejados. Então, cunhas de madeira foram marteladas nos buracos. Os buracos foram então preenchidos com água para que as cunhas inchassem com força suficiente para cortar o bloco de pedra da Terra. Foram encontrados blocos com as dimensões de 23 x 14 pés por 15 pés, com pesos de cerca de 1000 toneladas. Há evidências de que serras foram desenvolvidas para cortar pedra na era imperial. Inicialmente, os romanos usavam serras acionadas à mão para cortar pedra, mas depois desenvolveram serras cortadoras de pedra movidas a água.

Máquinas
Havia muitos tipos de prensas para espremer azeitonas. No primeiro século dC, Plínio, o Velho, relata a invenção e o uso geral a seguir de uma prensa de parafuso nova e mais compacta, que, no entanto, não parece ter sido uma invenção romana. É descrito pela primeira vez por Heron de Alexandria, mas pode já estar em uso quando foi mencionado em seu “Mecânica III”.

Os guindastes foram usados ​​nas obras de construção e, possivelmente, para carregar e descarregar os navios quando atracaram nos portos antigos, mesmo que para o segundo uso ainda não haja evidências arqueológicas suficientes que possam atestar isso. A maioria dos guindastes era capaz de levantar de 6 a 7 toneladas de carga e, de acordo com um alívio mostrado na coluna Trajano, eles eram movidos por uma roda movida por homens ou animais.

Cimentos
A proporção da mistura de argamassas de cal romana dependia de onde a areia da mistura foi adquirida. Para a areia coletada em um rio ou mar, a proporção da mistura era de duas partes de areia, uma parte de cal e uma parte de conchas em pó. Para a areia coletada no interior, a mistura era de três partes de areia e uma parte de limão. A cal para argamassas foi preparada em limekilns, que eram poços subterrâneos projetados para bloquear o vento.

Outro tipo de argamassa romana é conhecido como argamassa pozzolana. Pozzolana é uma substância vulcânica da argila localizada dentro e ao redor de Nápoles. A proporção de mistura para o cimento foi de duas partes de pozzolana e uma parte de argamassa de cal. Devido à sua composição, o cimento pozzolana foi capaz de se formar na água e foi considerado tão duro quanto a rocha natural de formação.

Guindastes
Os guindastes foram usados ​​para trabalhos de construção e, possivelmente, para carregar e descarregar navios em seus portos, embora, para o último uso, exista, de acordo com o “estado atual do conhecimento”, ainda nenhuma evidência. A maioria dos guindastes era capaz de levantar cerca de 6 a 7 toneladas de carga e, de acordo com um alívio mostrado na coluna de Trajan, eram trabalhados com rodas de tração.

Edifícios

O panteão
Os romanos projetaram o Panteão pensando nos conceitos de beleza, simetria e perfeição. Os romanos incorporaram esses conceitos matemáticos em seus projetos de obras públicas. Por exemplo, o conceito de números perfeitos foi usado no design do Pantheon, incorporando 28 cofres na cúpula. Um número perfeito é um número em que seus fatores se somam. Portanto, o número 28 é considerado um número perfeito, porque seus fatores 1, 2, 4, 7 e 14 se somam a 28. Números perfeitos são extremamente raros, havendo apenas um número para cada quantidade de dígitos (um para um dígito, dois dígitos, três dígitos, quatro dígitos, etc.). Incorporar conceitos matemáticos de beleza, simetria e perfeição na estrutura transmite a sofisticação técnica dos engenheiros romanos.

Os cimentos eram essenciais para o design do Panteão. A argamassa usada na construção da cúpula é composta por uma mistura de cal e pó vulcânico conhecido como pozzolana. O concreto é adequado para o uso na construção de paredes espessas, pois não precisa estar completamente seco para curar.

A construção do Panteão foi um empreendimento massivo, exigindo grandes quantidades de recursos e horas-homem. Delaine estima que a quantidade de mão-de-obra total necessária na construção do Panteão seja de cerca de 400.000 homens-dia.

Hagia Sophia
Embora a Hagia Sophia tenha sido construída após a queda do império ocidental, sua construção incorporou os materiais de construção e as técnicas de assinatura da Roma antiga. O edifício foi construído com argamassa pozzolana. A evidência para o uso da substância provém da flacidez dos arcos das estruturas durante a construção, pois uma característica distintiva da argamassa pozzalana é a grande quantidade de tempo que ela precisa para curar. Os engenheiros tiveram que remover paredes decorativas para deixar a argamassa curar.

A argamassa pozzalana usada na construção da Hagia Sophia não contém cinzas vulcânicas, mas pó de tijolo triturado. A composição dos materiais utilizados na argamassa pozzalana leva a um aumento da resistência à tração. Uma argamassa composta principalmente de cal tem uma resistência à tração de aproximadamente 30 psi, enquanto a argamassa pozzalana que usa pó de tijolo triturado tem uma resistência à tração de 500 psi. A vantagem de usar a argamassa pozzalana na construção da Hagia Sophia é o aumento da resistência das juntas. As juntas de argamassa usadas na estrutura são mais largas do que se esperaria em uma estrutura típica de tijolo e argamassa. O fato das amplas juntas de argamassa sugere que os projetistas da Hagia Sophia conheciam a alta resistência à tração da argamassa e a incorporaram de acordo.

Waterworks

Aquedutos
Os romanos construíram numerosos aquedutos para fornecer água. A própria cidade de Roma era abastecida por onze aquedutos de calcário que forneciam à cidade mais de 1 milhão de metros cúbicos de água por dia, suficiente para 3,5 milhões de pessoas, mesmo nos tempos modernos, e com um comprimento combinado de 350 quilômetros (220). mi).

A água dentro dos aquedutos dependia inteiramente da gravidade. Os canais de pedra elevados nos quais a água viajava eram ligeiramente inclinados. A água era transportada diretamente das nascentes das montanhas. Depois de atravessar o aqueduto, a água era coletada em tanques e alimentada através de canos a fontes, banheiros, etc.

Os principais aquedutos da Roma Antiga eram o Aqua Claudia e o Aqua Marcia. A maioria dos aquedutos foi construída abaixo da superfície, com apenas pequenas porções acima do solo suportadas por arcos. O maior aqueduto romano, com 178 quilômetros de comprimento, era tradicionalmente considerado o que abastecia a cidade de Cartago. O complexo sistema construído para abastecer Constantinopla teve seu suprimento mais distante retirado de mais de 120 km, ao longo de uma rota sinuosa de mais de 336 km.

Os aquedutos romanos foram construídos com tolerâncias notavelmente finas e com um padrão tecnológico que não deveria ser igualado até os tempos modernos. Alimentados inteiramente por gravidade, eles transportaram quantidades muito grandes de água com muita eficiência. Às vezes, onde as depressões a mais de 50 metros precisavam ser atravessadas, sifões invertidos eram usados ​​para forçar a subida da água. Um aqueduto também forneceu água para as rodas de ultrapassagem em Barbegal, na Gália Romana, um complexo de moinhos de água aclamado como “a maior concentração conhecida de força mecânica no mundo antigo”.

Aquedutos romanos evocam imagens de água viajando longas distâncias através de pontes em arco; apenas 5% da água transportada ao longo dos sistemas de aquedutos viajava por pontes. Os engenheiros romanos trabalharam para tornar as rotas dos aquedutos o mais práticas possíveis. Na prática, isso significava projetar aquedutos que fluíam ao nível do solo ou abaixo do nível da superfície, pois eram mais econômicos do que a construção de pontes, considerando que o custo de construção e manutenção de pontes era maior que o das elevações de superfície e sub-superfície. As pontes do aqueduto frequentemente precisavam de reparos e passaram anos seguidos em desuso. O roubo de água dos aquedutos era um problema frequente que levava a dificuldades na estimativa da quantidade de água que fluía pelos canais. Para impedir a erosão dos canais dos aquedutos, foi utilizado um emplastro conhecido como opus signinum. O gesso incorporava terracota triturada na mistura típica de argamassa romana de pozzolana e limão.

Barragens
Os romanos construíram barragens para a coleta de água, como as barragens Subiaco, duas das quais alimentavam Anio Novus, um dos maiores aquedutos de Roma. Eles construíram 72 barragens em apenas um país, a Espanha e muitas outras são conhecidas em todo o Império, algumas das quais ainda estão em uso. Em um local, Montefurado, na Galiza, eles parecem ter construído uma barragem do outro lado do rio Sil para expor depósitos aluviais de ouro no leito do rio. O local fica perto da espetacular mina de ouro romana de Las Medulas. Várias barragens de terra são conhecidas na Grã-Bretanha, incluindo um exemplo bem preservado de Roman Lanchester, Longovicium, onde pode ter sido usado em fundição ou fundição em escala industrial, a julgar pelas pilhas de escória encontradas neste local no norte da Inglaterra. Os tanques para retenção de água também são comuns ao longo dos sistemas de aquedutos e vários exemplos são conhecidos em apenas um local, as minas de ouro em Dolaucothi, no oeste de Gales. Barragens de alvenaria eram comuns no norte da África por fornecerem um abastecimento de água confiável a partir dos wadis por trás de muitos assentamentos.

Os romanos construíram barragens para armazenar água para irrigação. Eles entenderam que os vertedouros eram necessários para evitar a erosão das margens cheias de terra. No Egito, os romanos adotaram a tecnologia da água conhecida como irrigação por barranco dos nabateus. Wadis foi uma técnica desenvolvida para capturar grandes quantidades de água produzida durante as inundações sazonais e armazená-la para a estação de crescimento. Os romanos desenvolveram com sucesso a técnica ainda mais em uma escala maior.

Saneamento

Os romanos não inventaram encanamentos ou banheiros, mas pegaram emprestado seu sistema de descarte de lixo de seus vizinhos, particularmente dos minóicos. Um sistema de eliminação de resíduos não era uma invenção nova, mas existia desde 3100 AEC, quando foi criado no vale do rio Indus. Os banhos públicos romanos, ou termas, serviam a funções higiênicas, sociais e culturais. Os banhos continham três instalações principais para o banho. Depois de se despir no apodyterium ou no vestiário, os romanos seguiriam para o tepidarium ou sala quente.

No calor moderado e seco do tepidário, alguns realizavam exercícios de aquecimento e se alongavam, enquanto outros se olhavam ou eram escravizados por óleo. O principal objetivo do tepidário era promover a transpiração para se preparar para a próxima sala, o caldarium ou sala quente. O caldarium, ao contrário do tepidarium, era extremamente úmido e quente. As temperaturas no caldarium podem chegar a 40 graus Celsius (104 graus Fahrenheit). Muitos continham banhos de vapor e uma fonte de água fria conhecida como labrum. A última sala era o frigidarium ou câmara fria, que oferecia um banho frio para se refrescar após o caldarium. Os romanos também tinham banheiros com descarga.

banhos romanos
A contenção de calor nos quartos era importante na operação dos banhos, para evitar que os clientes pegassem resfriados. Para impedir que as portas sejam deixadas abertas, os postes das portas foram instalados em um ângulo inclinado para que as portas se fechassem automaticamente. Outra técnica de eficiência térmica foi o uso de bancos de madeira sobre pedra, pois a madeira elimina menos calor.

Transporte

Estradas
Os romanos construíram estradas para seus militares. Sua importância econômica também era provavelmente significativa, embora o tráfego de vagões fosse frequentemente proibido nas estradas para preservar seu valor militar. No total, mais de 400.000 quilômetros (250.000 milhas) de estradas foram construídas, 80.500 quilômetros (50.000 milhas) das quais foram pavimentadas.

As estações de passagem que ofereciam lanches eram mantidas pelo governo em intervalos regulares ao longo das estradas. Um sistema separado de balneários para correios oficiais e privados também foi mantido. Isso permitiu que um despacho viajasse no máximo 800 quilômetros (500 milhas) em 24 horas, usando um revezamento de cavalos.

As estradas foram construídas cavando uma cova ao longo do percurso pretendido, frequentemente até a rocha. O poço foi primeiro preenchido com pedras, cascalho ou areia e depois uma camada de concreto. Finalmente, eles foram pavimentados com lajes poligonais. As estradas romanas são consideradas as estradas mais avançadas construídas até o início do século XIX. Pontes foram construídas sobre vias navegáveis. As estradas eram resistentes a inundações e outros riscos ambientais. Após a queda do Império Romano, as estradas ainda eram utilizáveis ​​e usadas por mais de 1000 anos.

A maioria das cidades romanas tinha o formato de uma praça. Havia 4 estradas principais que levam ao centro da cidade, ou fórum. Eles formaram uma forma de cruz, e cada ponto na borda da cruz era uma porta de entrada para a cidade. Conectando-se a essas estradas principais havia estradas menores, as ruas onde as pessoas moravam.

Pontes
Pontes romanas foram construídas com pedra e / ou concreto e utilizaram o arco. Construído em 142 aC, o Pons Aemilius, mais tarde chamado Ponte Rotto (ponte quebrada), é a mais antiga ponte romana de pedra em Roma, na Itália. A maior ponte romana era a ponte de Trajano sobre o baixo Danúbio, construída por Apolodoro de Damasco, que permaneceu por mais de um milênio a ponte mais longa a ter sido construída em termos de comprimento total e de extensão. Na maioria das vezes, estavam a pelo menos 18 metros acima do corpo d’água.

Carrinhos
Os carros romanos tinham muitos propósitos e vinham de várias formas. Carrinhos de carga foram usados ​​para transportar mercadorias. Carrinhos de barril foram usados ​​para transportar líquidos. As carroças tinham grandes barris cilíndricos dispostos horizontalmente com os topos voltados para a frente. Para transportar materiais de construção, como areia ou solo, os romanos usavam carroças com muros altos. Carrinhos de transporte público também estavam em uso com alguns projetados com acomodações para dormir para até seis pessoas.

Os romanos desenvolveram um sistema de carga sobre trilhos para o transporte de cargas pesadas. Os trilhos consistiam em ranhuras embutidas nas estradas de pedra existentes. Os carros usados ​​nesse sistema tinham grandes eixos de bloco e rodas de madeira com carcaças de metal.

Os carros também continham freios, suspensões elásticas e rolamentos. Os sistemas de suspensão elástica usavam cintos de couro presos a suportes de bronze para suspender o carro acima dos eixos. O sistema ajudou a criar uma condução mais suave, reduzindo a vibração. Os romanos adotaram rolamentos desenvolvidos pelos celtas. Os rolamentos diminuíram o atrito rotacional usando lama para lubrificar os anéis de pedra.

Industrial

Mineração
Os romanos também fizeram grande uso de aquedutos em suas extensas operações de mineração em todo o império, alguns locais como Las Medulas, no noroeste da Espanha, com pelo menos sete canais principais entrando na mina. Outros locais, como Dolaucothi, no sul do País de Gales, foram alimentados por pelo menos 5 pulos, todos levando a reservatórios e tanques ou cisternas acima do atual opencast. A água foi usada na mineração hidráulica, onde correntes ou ondas de água são liberadas na encosta, primeiro para revelar qualquer minério contendo ouro e depois para trabalhar o próprio minério. Os detritos das rochas podem ser removidos com o silenciamento, e a água também é usada para apagar incêndios criados para quebrar as rochas e veias duras, um método conhecido como fogo.

Depósitos aluviais de ouro poderiam ser trabalhados e o ouro extraído sem a necessidade de triturar o minério. Havia mesas de lavagem embaixo dos tanques para coletar o pó de ouro e quaisquer pepitas presentes. O ouro das veias precisava ser triturado e eles provavelmente usavam moinhos de trituração ou selos trabalhados por rodas d’água para triturar o minério duro antes da lavagem. Também foram necessárias grandes quantidades de água na mineração profunda para remover detritos e máquinas primitivas de energia, bem como para lavar o minério triturado. Plínio, o Velho, fornece uma descrição detalhada da mineração de ouro no livro xxxiii de seu Naturalis Historia, a maioria dos quais foi confirmada pela arqueologia. O fato de usarem moinhos de água em larga escala em outros lugares é atestado pelos moinhos de farinha em Barbegal, no sul da França, e no Janiculum, em Roma.

Tecnologia militar
A tecnologia militar romana variava de equipamentos pessoais e armamento a máquinas de cerco mortais.

Soldado de infantaria

Armamento
Pilum (lança): a lança romana pesada era uma arma preferida pelos legionários e pesava aproximadamente cinco libras. O dardo inovado foi projetado para ser usado apenas uma vez e foi destruído após o uso inicial. Essa habilidade impediu o inimigo de reutilizar lanças. Todos os soldados carregavam duas versões dessa arma: uma lança primária e um backup. Um sólido bloco de madeira no meio da arma forneceu proteção aos legionários para as mãos enquanto carregavam o dispositivo. Segundo Políbio, os historiadores têm registros de “como os romanos jogaram suas lanças e depois atacaram com espadas”. Essa tática parecia ser uma prática comum entre a infantaria romana.

Armaduras
Embora a armadura pesada e intrincada não fosse incomum (catafratas), os romanos aperfeiçoavam uma armadura do tronco relativamente leve e completa, feita de placas segmentadas (lorica segmentata). Essa armadura segmentada fornecia boa proteção para áreas vitais, mas não cobria tanto o corpo quanto a lorica hamata ou a cota de malha. O lorica segmentata proporcionou melhor proteção, mas as faixas de placas eram caras e difíceis de produzir e difíceis de reparar em campo. Geralmente, o correio em cadeia era mais barato, mais fácil de produzir e mais simples de manter, era do tamanho único e era mais confortável de usar – portanto, continuava sendo a principal forma de armadura, mesmo quando o lorica segmentata estava em uso.

Táticas
Testudo é uma manobra militar tática original de Roma. A tática foi implementada fazendo com que as unidades levantassem seus escudos para se protegerem dos projéteis inimigos que caíam sobre eles. A estratégia só funcionava se cada membro do testudo protegesse seu camarada. Comumente usada durante batalhas de cerco, a “pura disciplina e sincronização necessárias para formar um Testudo” era um testemunho das habilidades dos legionários. Testudo, que significa tartaruga em latim, “não era a norma, mas adotado em situações específicas para lidar com ameaças específicas no campo de batalha”. A falange grega e outras formações romanas foram uma fonte de inspiração para esta maneouver.

Cavalaria
A sela da cavalaria romana tinha quatro chifres e acredita-se ter sido copiada dos povos celtas.

Guerra de cerco
Motores de cerco romanos como balistas, escorpiões e onagros não eram únicos. Mas os romanos foram provavelmente as primeiras pessoas a colocar balistas em carrinhos para melhor mobilidade nas campanhas. No campo de batalha, acredita-se que eles foram usados ​​para matar os líderes inimigos. Há um relato do uso da artilharia na batalha de Tácito, Histórias III, 23:

Ao se engajarem, expulsaram o inimigo, apenas para serem expulsos, pois os vitelianos haviam concentrado sua artilharia na estrada elevada, para que pudessem ter um terreno livre e aberto para disparar; os tiros anteriores haviam sido dispersos e atingiram as árvores sem ferir o inimigo. Um balista de tamanho enorme, pertencente à décima quinta legião, começou a causar grandes danos à linha dos flavianos, com as enormes pedras que lançava; e teria causado ampla destruição se não fosse a esplêndida bravura de dois soldados que, pegando alguns escudos dos mortos e se disfarçando, cortam as cordas e molas da máquina.

Além das inovações na guerra terrestre, os romanos também desenvolveram o Corvus (dispositivo de embarque), uma ponte móvel que poderia se conectar a um navio inimigo e permitir que os romanos embarcassem no navio inimigo. Desenvolvido durante a Primeira Guerra Púnica, permitiu-lhes aplicar sua experiência em guerra terrestre nos mares.

Balistas e onagros
Enquanto as invenções de artilharia nuclear foram notavelmente fundadas pelos gregos, Roma viu oportunidade na capacidade de aprimorar essa artilharia de longo alcance. Grandes peças de artilharia, como Carroballista e Onagers, bombardearam as linhas inimigas, antes de serem atacadas por infantaria. O manuballista “costuma ser descrito como o mecanismo de torção de dois braços mais avançado usado pelo exército romano”. A arma costuma parecer uma besta montada capaz de disparar projéteis. Da mesma forma, o onagro “nomeado após o jumento selvagem por causa de seu ‘ kick ‘, “era uma arma maior capaz de arremessar grandes projéteis contra paredes ou fortes. Ambos eram máquinas de guerra muito capazes e foram postos em uso pelos militares romanos.

Helepolis
O helepolis era um veículo de transporte usado para cercar cidades. O veículo tinha paredes de madeira para proteger soldados enquanto eram transportados em direção às paredes do inimigo. Ao alcançarem os muros, os soldados desembarcariam no topo da estrutura de 15 metros de altura e cairiam nas muralhas do inimigo. Para ser eficaz em combate, o helepolis foi projetado para ser autopropulsado. Os veículos autopropulsados ​​foram operados usando dois tipos de motores: um motor interno alimentado por seres humanos ou um motor de contrapeso alimentado por gravidade. O motor movido a humanos usava um sistema de cordas que ligava os eixos a um cabrestante. Foi calculado que pelo menos 30 homens seriam obrigados a virar o cabrestante para exceder a força necessária para mover o veículo.

Dois cabanos podem ter sido usados ​​em vez de apenas um, reduzindo a quantidade de homens necessários por cabrestante para 16, num total de 32 para abastecer o helepolis. O motor de contrapeso acionado por gravidade usava um sistema de cordas e polias para impulsionar o veículo. As cordas estavam enroladas nos eixos, amarrados através de um sistema de polias que os conectava a um contrapeso pendurado na parte superior do veículo. Os contrapesos seriam feitos de chumbo ou de um balde cheio de água. O contrapeso do chumbo foi encapsulado em um tubo cheio de sementes para controlar sua queda. O contrapeso da caçamba de água foi esvaziado quando alcançou a parte inferior do veículo, elevado de volta ao topo e cheio de água usando uma bomba de água alternativa, para que o movimento pudesse ser novamente alcançado. Foi calculado que mover um helépolis com uma massa de 40000 kg,

Fogo grego
Originalmente uma arma incendiária adotada pelos gregos no século VII dC, o fogo grego “é um dos poucos artifícios cuja eficácia horrenda foi observada por” muitas fontes. Os inovadores romanos tornaram essa arma já letal ainda mais mortal. Sua natureza é frequentemente descrita como um “precursor do napalm”. Os estrategistas militares costumam usar bem a arma durante as batalhas navais, e os ingredientes para sua construção “permanecem um segredo militar bem guardado”. Apesar disso, a devastação causada pelo fogo grego em combate é indiscutível.

Transporte

Ponte de pontão
A mobilidade, para uma força militar, era uma chave essencial para o sucesso. Embora isso não tenha sido uma invenção romana, como houve casos de “chineses e persas antigos fazendo uso do mecanismo flutuante”, os generais romanos usaram a inovação com grande efeito nas campanhas. Além disso, os engenheiros aperfeiçoaram a velocidade com que essas pontes foram construídas. Os líderes surpreenderam bastante as unidades inimigas cruzando rapidamente corpos de água traiçoeiros. Ofícios leves eram “organizados e amarrados com o auxílio de tábuas, pregos e cabos”. As jangadas eram mais comumente usadas em vez de construir novas pontes improvisadas, permitindo uma construção rápida e a inovação valiosa e oportuna da ponte do pontão também credenciaram seu sucesso às excelentes habilidades dos engenheiros romanos.

Tecnologia médica

Cirurgia
Embora vários níveis de medicina fossem praticados no mundo antigo, os romanos criaram ou foram pioneiros em muitas cirurgias e ferramentas inovadoras que ainda hoje são utilizadas, como torniquetes hemostáticos e pinças cirúrgicas arteriais. Roma também foi responsável pela produção da primeira unidade de cirurgia no campo de batalha, um movimento que combinou com suas contribuições para a medicina fez do exército romano uma força a ser reconhecida. Eles também usaram uma versão rudimentar da cirurgia anti-séptica anos antes de seu uso se tornar popular no século 19 e possuir médicos muito capazes.