Idraulica nell'antichità

[Gibo]

Ciao a tutti.

Da una discussione sul forum di storia sono venuti fuori alcuni riferimenti all'idraulica etrusca; essendo l'ingegneria idraulica delle civiltà antiche uno degli argomenti che più mi interessa volevo proporre questa discussione senza specificare altro.

L'argomento è vasto e piuttosto vario: nella speranza di numerose risposte (contributi graditi da parte di tutti per bibliografia, foto, esempi archeologici ecc) consiglio di usare, nelle risposte, il titolo per indicare la cultura o il periodo storico a cui si fa riferimento in modo da non confonderci troppo.

[Gibo]

Inizio subito con qualche invito:

in un'altra discussione, mi pare Aquamarina, ha fatto riferimento ai primi interventi idraulici di modifica del paesaggio (era paleolitico, non odiarmi se non ricordo o se faccio riferimento a un macroperiodo che causa problemi di comprensione cronologica), se ora lei (o chi altro) vuole approfondire il discorso è invitato a farlo...

Se poi Zilc vuole riportare i dati che aveva suggerito già nell'alto forum...

[Aquamarina]

Non mi ricordo.... però forse più che di veri e propri interventi idraulici potrei aver parlato di "bonifiche" come ne sono attestate in vari siti, ad esempio ad isernia La Pineta. si tratta essenzialmente di acciottolati.

[Litmanen]

Aquamarina

Non mi ricordo.... però forse più che di veri e propri interventi idraulici potrei aver parlato di "bonifiche" come ne sono attestate in vari siti, ad esempio ad isernia La Pineta. si tratta essenzialmente di acciottolati.

A proposito di bonifiche, nella dinastia dei Thutmosidi, in Egitto, viene bonificato il Fayyum, se non erro

[Gibo]

Leggendo il catalogo "Terramare la più antica civiltà padana" mi sono trovato di fronte a un contributo di Klaus Goldmann: "considerazioni su tecniche e metodi di bonifica idraulica nell'età del bronzo in Europa centrale"

Per sommi capi riassumo le sue ipotesi perchè comunque si riferiscono a un periodo storico e a una regione geografica che forse esula dagli studi di molti.

Territorio: tutta la porzione dei bacini fluviali dell'Elba fino al mare del nord e di Oder e Vistola fino al Baltico.
I primi abitanti occupano la regione intorno al 5000 a.C. applicando una serie di intensi disboscamenti nel tentativo di accaparrarsi terreno fertile.
Dal II millennio ci si riferisce in quest'area alla civiltà di Lausitz (una delle culture dei Campi di Urne in Europa).

Secondo l'autore la necessità di bonificare ha due cause, non per forza coincidenti: -mutazione di condizioni climatiche
-espansione demografica
Ed è permessa solo dalla presenza di una comunità già raccolta in forme protostatali, con un'identità forte, capace di agire sulla natura con uno sforzo collettivo e ben mirato.

Elenca poi 7 tipologie di bonifica:
1) Disboscamento di altipiani per la messa a cultura

In ambito idraulico

2) Imbrigliamento dei corsi d'acqua: il regime di questi fiumi è tale da avere picchi di portate anche 30 volte sopra la loro media. Questo determina ovviamente continuo rischio esondazione e spostamento del corso del fiume stesso con danneggiamento di tutti i terreni prossimi al fiume. Il riscontro di insediamenti su "isola" lungo l'Oder nell'attuale Oderbruch fa ipotizzare che nell'età del Bronzo si incanalasse l'acqua verso le superfici di pascolo (anche molto estese) nelle quali si costruivano anche i villaggi rialzati.

3) Prosciugamneto di zone umide dall'interramento di laghi: questi terreni erano particolarmente poveri di minerali, se non si potevano arricchire con la tecnica suddetta di imbrigliamento dei corsi e il conseguente afflusso di acqua ricca di minerali nel terreno stesso, si poteva riccorrere all'uso sistematico di sabbie per lo sfruttamento agricolo. Strati di queste sabbie emergono in torbiere in età del bronzo, ma alcuni sostengono che siano piuttosto la prova di un periodo arido.

4)Prosciugamento di laghi o parte di essirincipalmente per laghi morenici era ottenibile anche solo con approfondimento e pulitura di canali di scolo esistenti (non ho ben capito se si riferisce a canali naturali, altrimenti mi sfugge chi li avrebbe costruiti), prove di questi interventi sarebero nelle oscillazioni di quota dei laghi tra l'età del bronzo (con centri abitati) e epoche documentate fino all'odierna.

5)Irrigazione di zone aride: tipiche della regione racchiusa tra questi tre fiumi, che tagliano fuori intere aree come lo Spreewald che venne reso fertile in età del bronzo tramite derivazione dal sistema fluviale dell'Elster Nera e della Neisse (affluenti di Elba e Oder). Tracce di un fossato per deviazione a sud dell'Elster Nera sono emerse presso la città di Cottbus, questa deviazione alleggerì anche il rischio inondazione.

6) Deviazione e collegamento di corsi d'acqua: alcuni affluenti e alcuni rami secondari di questi fiumi mostrano andamenti contrari alle leggi di formazione dei fiumi, come lo Sprea che taglia alcune dorsali. L'ipotesi è che questi andamenti siano stati forzatiin età del Bronzo con dighe e fossati, la datazione è consentita dal fatto che centri fortificati importanti sorgevano sugli spartiacque, nelle biforcazioni o negli sbocchi di questi rami.

7) Dighe sulle coste marine: possibilità solitamente rifiutata a priori. Alla foce di Oder e Vistola esistono i "Bodden-Gewaesser" una sorta di polder sommersi dal XII secolo d.C. "Bodden" sarebbe una parola di origine germanica che indica i terreni fertili e non i fondali marini, anche da questo nasce l'ipotesi già nel II millennio a.C. l'uso massiccio di dighe esterne abbia protetto questi terreni, anche se sono in molti a credere che questi cordoni litoranei siano dovuti all'effetto delle maree.

Il problema dello studio di questi fenomeni è dovuto soprattutto al deterioramento di queste opere avvenuto a partire degli ultimi secoli a.C. e proseguito con alterne vicende fino al XVIII secolo.

Spero di non aver omesso niente e di aver ricalcato bene le argomentazioni dell'autore.

[Gibo]

Non ho trovato molto su questa opera ingegneristica di notevole complessità. Da quel poco che ho letto è del 180 a.C. circa, e sfrutta con enorme coraggio il dispositivo del sifone inverso.
L'approvvigionamento d'acqua defluisce per canale a pelo libero, da una sorgente a 1174 m di quota fino a 2 bacini di decantazione a 375 m di altezza. La condotta in pressione con sifone inverso da qui scendeva una valle a 172 m per risalire un colle (233 m) di nuovo in una vallata a 195 m. Di qui riusciva a risalire fino alla cittadella a 332 m di quota con una fortissima inclinazione. Nelle valli le condotte erano soggette a pressione anche di 20 atmosfere.

Del tracciato restano sostegni di pietra posti a intervalli di 1-2 metri. Le tubature erano probabilmente in metallo, ma non credo che ne restino tracce, possibile che la metallurgia avesse raggiunto capacità tali da permettere queste resistenze?.
Se non mi sbaglio i sifoni inversi sono molto utilizzati nel mondo greco mentre vengono raramente impiegati in mondo romano.

Qualcuno ne sa di più?

[dceg]

Il numero attuale della rivista tedesca di archeologia Antike Welt ha come argomento principale l'approvigionamento idrico nell'antichità. Un articolo riguarda il tunnel più lungo conosciuto lungo 106 km scoperto in Giordania che forniva acqua alle città di Adra'a, Abila e Gadara.

In Germania vi è un'associazione (Deutsche Wasserhistorische Gesellschaft e.V.) fondata nel 2002 che pubblica una serie di volumi (18 sinora) con contributi di studiosi di fama. Maggiori informazioni, bibliografia, indici ecc. sono ricavabili dal sito:
Startseite oppure http://www.dwhg.org/ )

Sperando che per il tedesco tu non affoghi in un bicchier d'acqua

[dceg]

Sugli acquedotti di Pergamo trovi indicazioni anche qui:
Leichtweiß-Institut für Wasserbau - Verzeichnis der Mitteilungen

(cerca Pergamon)

Siphons in Roman (and Hellenistic) aqueducts

Il sifone dell'acquedotto Madradag di Pergamo sarebbe stato realizzato con un'unica tubatura di piombo affogata in cemento.

[Gibo]

I sifoni sono un dispositivo estremamente utile per sollevare liquidi. Noto nell'antichità e sfruttato dai greci con maestria, l'invenzione se non mi sbaglio è stata attribuita a Ctesibio o a Filone di Bisanzio, l'applicazione che ne fa Erone è esemplare ad esempio nel progetto di apertura delle porte del tempio, in quel caso l'attivazione del dispositivo avviene attraverso la pressione generata dall'aria riscaldata.

Perdonatemi se l'argomento esula dal campo puramente archeologico ma magari a qualcuno può interessare così ho pensato di spiegare in breve il funzionamento di un sifone.

Presi due serbatoi collegati da condotta ipotizziamo questa condotta estensibile a partire da un andamento rettilineo tra i due serbatoi.
IMMAGINE I: Si solleva la mezzeria della condotta fino ad avere due rami: la linea h indica la linea dei carichi piezometrici se il gomito della condotta è raccordato in modo tale da evitare sensibili dissipazioni energetiche localizzate, quindi dolcemente e non a punta come nel disegno.
IMMAGINE II: Procedendo con l'innalzamento si può superare con l'asse della condotta la linea dei carichi piezometrici, questo significa che il tronco di condotta al di sopra della linea è soggetto a una pressione inferiore a quella atmosferica (con rischi strutturali). Se si prosegue a innalzare si supera anche la quota z1 del primo serbatoio, il dispositivo così costruito si chiama sifone. Chiaramente per il principio dei vasi comunicanti i sifoni non potrebbero funzionare se non oppurtanemente innescati, una volta innescati però raggiungono una condizione di moto permanente.
IMMAGINE III: Il limite massimo di innalzamento della condotta è dato dalla linea dei carichi assoluti (ovvero la linea dei carichi piezometrici per la quale la pressione zero non è quella atmosferica, come da convenzione, ma lo zero assoluto della pressione, più alta della linea h del valore PRESSIONE ATMOSFERICA/PESO SPECIFICO LIQUIDO) questo limite è ovvio perchè i fluidi non resistono a trazione (per citare un esempio del mio professore non si può alzare un secchio d'acqua prendendolo per l'acqua). Se parte del gomito venisse sollevato oltre questa linea potrebbe fino a una certa altezza continuare a funzionare ma "a canaletta" ovvero la portata si riduce, il primo ramo funziona normalmente mentre nel secondo la corrente assume un comportamento anomalo scorrendo a pelo libero.

Per non violare alcun copyright l'immagine l'ho presa dai miei appunti, per dubbi o errori miei fatemi sapere...




Diversi (in un certo senso inversi) sono i problemi dei dispositivi detti sifoni inversi...


P.S. grazie dei link Dceg, per ora li ho salvati tra i preferiti, il secondo passo sarà imparare il tedesco...cosa che avevo già in mente di fare prima o poi nel tempo libero...

[dceg]

Gibo

il secondo passo sarà imparare il tedesco...cosa che avevo già in mente di fare prima o poi nel tempo libero...

Temo che avrai bisogno di moooolto tempo libero!

I sifoni usati negli acquedotti antichi sono naturalmente sifoni inversi. L'alternativa sarebbe stato un viadotto. Comunque la perizia tecnica è impressionante, sia dal punto di vista dell'idraulica che da quello della tecnica di scavo di gallerie (senza esplosivi!), che in quella della costruzione di ponti e viadotti. Negli acquedotti romani ad esempio in Germania, se non erro a Xanten, si scelse di servirsi di sorgenti lontane il doppio di altre solo per avere la qualità di acqua, quella calcarea era la preferita, desiderata, e si tratta di diecine di chilometri!

[Gibo]

Temo che avrai bisogno di moooolto tempo libero!

Sono una persona paziente motivata e che tende a rimandare gli obbiettivi che ha...


Tornando ai sifoni (che è meglio), la costruzioni di sifoni del tipo che ho descritto prima era chiaramente limitata a progetti di dimensioni ridotte, come i macchinari di Erone. I cosidetti sifoni inversi (la confusione creata dal nome in comune non so come si potrebbe spiegare etimologicamente) sono invece semplici condotte soggette però a fortissime pressioni.
I romani, che usavano con maestria l'arco, spesso preferivano costruire ponti con condotte che affidarsi ai sifoni inversi, data la limitatezza dei materiali. Se qualcuno è interessato potrei postare una descrizione anche di questi dispositivi, comunque in due parole il dislivello tra un punto della condotta e l'altezza del pelo libero nei serbatoi a monte dà un'indicazione precisa della pressione a cui si trova l'acqua (in prima approssimazione ogni 10 metri un'atmosfera, come sanno bene i sub, ma spero non ci siano fisici in giro sul forum per criticare l'approssimazione abbastanza grossolana), chiaramente la pressione massima è nel punto più basso.
Per le gallerie mi riprometto un post sull'acquedotto di Eupalino a Samo, comunque anche in questo campo c'è una certa distinzione tra le scelte nel mondo greco e in quello romano, infatti i greci tendevano a scavare due gallerie, con l'acqua che passava solo in una delle due, se non mi sbaglio alcuni autori moderni giustificano la fatica di un doppio scavo con motivi strutturali (la galleria superiore doveva alleggerire la galleria inferiore dove scorreva l'acqua).

I romani erano molto esigenti...Vitruvio "spreca" quasi l'intero capitolo sull'acqua per elencare le caratteristiche delle acque migliori e le tecniche per riconoscerle (una delle quali era vedere come stavano quelli che abitavano intorno alle sorgenti in quanto a salute e a costituzione). Resta il fatto che l'eleganza dei progetti degli acquedotti romani indica come potessero permettersi benissimo scelte apparentemente più complesse (diciamo che, secondo me, per ogni opera si potrebbe fare un rapporto tra necessità e problemi progettuali, quando la conoscenza tecnica è a quei livelli aumentare le necessità, puntando a un tipo di acqua piuttosto che a acqua basta sia, non comporta un equivalente aumento dei problemi progettuali).


P.S. mi scuso per la vastita di argomenti connessi al topic, ma credo che un approfondimento del genere (forse poco o affatto trattato nei corsi di studio connessi all'archeologia) offra interessanti se non addirittura fondamentali spunti per la comprensione di certi fenomeni e di certe culture.

[dceg]

In genere però, ovviamente, l'esecuzione di una condotta più lunga è più onerosa di una più corta. Sinceramente non so se abbia davvero contato, ma ho l'impressione che nelle scelte dei Romani abbiano influito criteri non solo tecnici ed utilitaristici, ma anche estetici. Gli acquedotti romani, sono, almeno per il mio modo di vedere e la mia sensibilità, stupendi anche per il loro inserimento nel paesaggio di cui divengono parte e che in qualche modo sottolineano e valorizzano, come anche fanno le migliori opere architettoniche attuali. In fondo Manhattan senza i grattacieli sarebbe solo una palude!

[Gibo]

Sono talmente belli che quando pensiamo agli acquedotti pensiamo a file di archi sovrapposti che corrono in una campagna incontaminata...
Eppure per la maggior parte del loro traggitto non erano all'esterno. La più grossa difficoltà nel pensare a queste strutture, almeno per me, è prescindere da dei ragionamenti "moderni". Ora è ovvio dire che andavano fatte considerazioni di costo e di bellezza, però quanto influiva veramente sulla popolazione l'esecuzioni di queste opere? Il finanziamento di opere pubbliche avveniva molto diversamente da adesso, influivano molto di più donazioni personali magari a scopo propagandistico o bottini di guerra.Va anche tenuto conto che erano opere fondamentali per la vita e per l'agiatezza, oserei dire per la stessa cultura latina e romana che in queste opere vedeva la propria esportazione nelle provincie. Più che di bellezza in senso moderno parlerei di efficienza, capacità di impressionare i popoli sottomessi, maestosità (tutti aggettivi che più interessavano ai romani). Non a caso, mi pare che, Frontino stesso di fronte all'efficienza del sistema di approvvigionamento dell'Urbe si senta in dovere di dire che è l'opera più grande mai realizzata, più delle piramidi, più delle opere di egizi e greci.
Una vera città romana in ogni parte dell'impero era come monca senza un'opera del genere, come senza un teatro, un anfiteatro, o delle terme...come se non avesse più avuto senso viverci, come se altrimenti fossero solo delle città barbare.
Inutile dire che l'efficienza c'era e grande se pensi che ancora una percentuale dell'approvvigionamento di Roma come di altre città avviene con queste opere.

[Zilc]

Gibo, a Palmira ho visto condotte idrauliche in pressione. Erano fatte in tubi di cotto, di diametro di circa 8-12cm (diametro interno) ma vado a memoria a diversi anni fa'. L'altezza piezometrica non era superiore al metro e 50, i giunti erano stuccati con gesso(?) e stoppa o erba Può essere utile? ciao zilc

[Gibo]

Zilc

Gibo, a Palmira ho visto condotte idrauliche in pressione. Erano fatte in tubi di cotto, di diametro di circa 8-12cm (diametro interno) ma vado a memoria a diversi anni fa'. L'altezza piezometrica non era superiore al metro e 50, i giunti erano stuccati con gesso(?) e stoppa o erba Può essere utile? ciao zilc

Tutto è utile e tutto interessa ...
Per caso ti ricordi la datazione?

Qualcuno sa se esiste una classificazione per i tubi in cotto (in base alle dimensioni)?