Acueducto

Un acueducto , del latín aqua ( agua) y ducere (conducir), en ingeniería hidráulica , es el conjunto de obras para tomar, conducir y distribuir el agua necesaria para uno o varios usos: potable, riego, uso industrial, etc. . [1]

Constructivamente se puede realizar de varias formas: con canales artificiales , con tuberías o con soluciones mixtas. En el caso de canales, la operación sólo puede ser en superficie libre , en el caso de tuberías también bajo presión . Para los acueductos potables, se prefiere la operación bajo presión, porque da mayores garantías higiénicas, aunque en Puglia se construyó a principios del siglo XX el Canal Principal del Acueducto de Apulia , todavía en funcionamiento, que opera en superficie libre.

Muchos acueductos de flujo libre cruzan el paisaje por medio de puentes elevados dedicados o en canales que se asemejan a pequeños ríos . En ambos casos el movimiento del agua se debe únicamente a la fuerza de la gravedad, por lo que el camino debe ser estrictamente descendente. Los barcos pueden utilizar acueductos bastante anchos .

Historia

La edad antigua y las primeras obras

La invención de los sistemas de transporte de agua se remonta a la antigüedad ; de hecho las primeras obras del tipo para el desagüe y drenaje de agua ya fueron construidas por los sumerios: eran conductos de ladrillo con techos abovedados . Se encuentran en Lagash , en Nippur , en Ur . El modelo también fue retomado en Babilonia . [2] Posteriormente, hacia el siglo VII a. C. , se excavaron en la roca acueductos subterráneos con pozos verticales que llevaban agua desde las montañas hasta las ciudades. Los fenicios construyeron un acueducto similar para abastecer de agua a Tiro , y quedan ruinas en Ras al-Ain . Los judíos construyeron el túnel de Ezequías para alimentar el estanque de Siloe en Jerusalén [2] en previsión del asedio de Senaqueribón .

El acueducto de Nínive , construido por los asirios por orden del rey Senaqueribbo en la misma época, era un canal subterráneo con cuencas inclinadas [2] con una longitud total de 115 km [3] . Se construyó una estructura de piedra caliza de 9 m de alto y 280 m de largo para transportar agua a través del valle de Jerwan.Más tarde, los acueductos excavados en la roca fueron los de Corinto y Palmyra [2] . El sistema de acueductos excavados en la roca con pozos verticales estuvo particularmente extendido en Persia, donde estos sistemas se denominan qanāt . El qanāt de Zarch es el más largo de Irán: mide 71 km y tiene 2115 pozos verticales; también es el más antiguo, data del primer milenio antes de Cristo [4] . Desde Persia el sistema también se ha extendido a otros países, incluido Omán , donde estos acueductos reciben el nombre de aflaj (singular falaj ).

Se han encontrado conductos subterráneos de terracota en yacimientos arqueológicos del segundo milenio antes de Cristo , como Knossos , Argos , Tirinto , Micenas e Ítaca . La civilización cretense fue la primera en utilizar tuberías subterráneas de terracota para la higiene y el suministro de agua [5] . Su capital, Knossos , estaba equipada con una red de agua bien organizada para traer agua limpia y drenar la sucia, así como para eliminar el desbordamiento en caso de fuertes lluvias. También contiene uno de los primeros ejemplos de flushing , que data del siglo XVIII a.C. [6]

Esta tipología permaneció muy extendida en el contexto griego. Entre las instalaciones más famosas de este tipo podemos mencionar el acueducto de Eupalino , encargado por Policrate en la isla de Samo , y las de Priene y Cirene . Atenas y Siracusa ya tenían una red de agua real en la antigüedad que constaba de varios acueductos subterráneos. Los acueductos que servían a Atenas descendían de Parnete , Imetto y Licabetto [2] . Entre los acueductos de Siracusa, el acueducto de Galermi es de particular importancia .

Las evoluciones en la antigua Roma

Los romanos construyeron numerosos acueductos para llevar agua a pueblos e industrias. La propia ciudad de Roma tenía la mayor concentración de tuberías de agua con once acueductos construidos a lo largo de cinco siglos, con una longitud total de unos 350 km . También se construyeron muchos acueductos en las provincias del Imperio ; entre las más monumentales se encuentran las de Nîmes ( Ponte del Gard ) y Segovia , con un doble orden de arcos. Incluso la capital de Oriente , Constantinopla , estaba equipada con un acueducto, el acueducto de Valente [2] .

Los romanos desarrollaron particularmente la técnica de los acueductos arqueados elevados [2] , sin embargo sólo 47 km de los acueductos de la ciudad de Roma fueron construidos en superficie, la mayoría de ellos subterráneos. Entre los acueductos subterráneos romanos , el acueducto de Eifel en Alemania es un ejemplo clásico. El acueducto romano más largo es el construido en el siglo II dC para abastecer a Cartago a través de un oleoducto de 141 km.

Los acueductos romanos eran construcciones muy sofisticadas cuyo estándar cualitativo y tecnológico no tuvo igual durante más de 1000 años después de la caída del Imperio Romano Occidental . Fueron construidos con tolerancias mínimas: por ejemplo, la parte del acueducto de Ponte del Gard en Provenza tiene una pendiente de solo 34 cm por km (1: 3000) bajando solo 17 m en toda su longitud de 50 km. La propulsión está totalmente garantizada por la gravedad , transportando una gran cantidad de agua de forma muy eficiente (el citado Ponte del Gard transportaba 20.000 m³ al día).

En ocasiones, cuando se encuentran depresiones superiores a 50m a lo largo del recorrido, se utilizan sifones inversos , conductos de gravedad utilizados para salvar el desnivel, también en uso hoy en día, cuando los ingenieros hidráulicos utilizan esta metodología para los sistemas de agua y alcantarillado.

La Edad Media y las innovaciones de los sarracenos

Muchas de las experiencias acumuladas por los antiguos romanos se perdieron durante la Edad Media y en Europa la construcción de acueductos experimentó una interrupción. Además, muchos acueductos romanos cayeron en mal estado [2] . El suministro de agua en la Edad Media estaba asegurado por obras menos exigentes, como pozos y cisternas , o por aguadores ("aquariciarî").

En el Imperio bizantino , sin embargo, los acueductos permanecieron en funcionamiento y, de hecho, se construyeron otros nuevos. En particular, para dar servicio a la capital, al acueducto de Valente se le añadieron dos nuevos acueductos atribuidos a Justiniano y posteriormente dos más en los siglos XI y XII [2] .

Durante la Edad Media, las obras hidráulicas también tuvieron un gran desarrollo en el mundo musulmán, particularmente afectado por los problemas de sequía. Entre las obras más monumentales de este período se encuentran los acueductos de Elvas y Sevilla en la Península Ibérica , los de Fez y Marrakech en Marruecos [2] . La maestría hidráulica adquirida por los árabes permitió la construcción de piscinas y fuentes en los patios de las residencias de los soberanos, como en la Alhambra y en el Generalife de Granada o en el Alcázar de los Reyes Cristianos de Córdoba . En la parte oriental del mundo islámico, en los países de cultura persa y en Omán, la tradición de qanat y aflaj continuó y se perfeccionó .

A partir de la conquista islámica , la red de agua para cultivos y jardines privados también se amplió en el Reino de Sicilia . En los primeros años del reinado se construyó el conjunto arquitectónico de la Zisa en Palermo , una suerte de fuente monumental, que también servía de palacio representativo, alimentado por un acueducto subterráneo, que continuaba en el exterior con una serie de cascadas y llegó a un rico jardín.

En Europa occidental (y dependencias) las órdenes monásticas continuaron la actividad de construcción de acueductos: los benedictinos construyeron el acueducto medieval de Salerno , los cistercienses los de Casamari , Limoges y Saint-Polycarpe ; los Hospitalarios construyeron uno en la isla de Rodas [2] .

A partir del siglo XIII se reanuda la construcción de acueductos, algunos incluso capaces de mover el agua hacia arriba, como en los casos de Perugia (1276-1278), Orvieto (finales del siglo XIII) y Spoleto (siglos XIII-XIV). del que queda el llamado Ponte delle Torri , un acueducto-puente de 82 metros de altura y 220 de longitud , de antiguas técnicas hidráulicas romanas. Todavía en el siglo XVI, Vasari expresó en la vida de Nicola y Giovanni Pisano (ver Vidas de los más excelentes pintores, escultores y arquitectos ) su admiración por este acueducto: "Y teniendo (...) los Perugins del Monte Pacciano, dos millas de la ciudad, condujo a través de canales de plomo un agua muy grande, por el ingenio y la industria de un fraile de los Silvestrini ... ". Otros acueductos italianos del siglo XIII son los de Sulmona (1257) y Casamari (1200). En la Baja Edad Media, Francia también experimentó una intensa actividad de construcción de acueductos, entre los que destaca el de Coutances , en Normandía, de 1277 [2] . Para el resto de Europa, el suministro de agua se garantizaba principalmente mediante la excavación de pozos, pero este método creaba graves problemas de salud pública cuando se contaminaban las aguas subterráneas.

La técnica hidráulica también estuvo muy desarrollada en el área india. El sistema de agua más complejo de la India medieval es probablemente el que servía a la ciudad de Vijayanagar (hoy Hampi ), capital del imperio del mismo nombre fundado en 1336. En el siglo XV se construyó una presa en el río Tungabhadra , desde la cual un acueducto de 24 km [7] , que abastecía la red de agua de la ciudad y desembocaba en una piscina central escalonada.

Se construyeron importantes sistemas de agua en la América precolombina. En la zona de Nazca existen los llamados puquios que datan del siglo V : son acueductos subterráneos basados ​​en un principio similar al del qanat persa . Algunos puquios siguen en funcionamiento [8] , por ejemplo el Acueducto de Cantayo . En la capital inca, Cuzco , se encuentra el sitio arqueológico de Tambomachay , que consiste en un sistema de agua con una función poco clara. La capital azteca, Tenochtitlán , también tenía un acueducto.

Los siglos XVII y XVIII

A finales del siglo XVI , se reanuda en Europa la construcción de acueductos para dar servicio a las grandes ciudades, por iniciativa de las monarquías absolutas. Después de más de trece siglos y medio desde la construcción del último acueducto de la ciudad de Roma , se construyó un nuevo acueducto en la ciudad de los Papas entre 1585 y 1587 durante el pontificado del Papa Sixto V , reutilizando las fuentes del Aqua Alexandrina y otras áreas vecinas. En honor al Papa se llamó Acqua Felice .

La apertura del acueducto de Acqua Paola siguió en 1610 a instancias del Papa Pablo V , en la antigua ruta del Aqua Traiana . En aras de la exhaustividad, debe recordarse que en Roma el Acqua Vergine (el antiguo Aqua Virgo ) siempre había permanecido en funcionamiento, gracias a numerosas intervenciones de mantenimiento realizadas a lo largo de los siglos, incluso si su punto terminal, la Fontana de Trevi , era completado en la forma monumental actual sólo en 1762. En 1613 se inauguró el Acueducto Medici de Pisa [9] .

En Sicilia , se construyó el acueducto benedictino que abasteció al convento de San Nicola en Catania a lo largo de 6 km y el acueducto Biscari, encargado por el príncipe Ignazio Paternò Castello para la construcción del mayor arrozal del Reino . De las dos estructuras sicilianas, la primera fue concedida en 1649 a título gratuito al senado cívico, sustituyendo el abastecimiento de la ciudad por el río Amenano , el lago Nicito y los aljibes y pozos privados, a cambio del mantenimiento de los mismos. El acueducto alimentaba al menos una decena de molinos gestionados por monjes benedictinos y concedidos en enfiteusis, antes de llegar al majestuoso convento. La estructura encargada en el siglo XVIII por el príncipe Biscari, sin embargo, no superó los dos kilómetros de extensión y duró solo hasta que el propio príncipe vivió. Para ambas estructuras, realizadas con sillares de piedra de lava, ladrillos y grava, se hizo un uso extensivo de puentes de inspiración romana y en el caso del acueducto de Biscari se construyeron dos niveles de arcos.

En París , el acueducto de Belleville ya había sido reparado en 1457 y abasteció a la ciudad hasta el siglo XVII junto con el del Pré Saint-Germain [10] . En 1613 la regente Caterina de 'Medici mandó reconstruir el acueducto de Arcueil, que llevaba agua al Palacio de Luxemburgo , y a finales de siglo Vauban construyó los dos acueductos para abastecer el Palacio de Versalles [2] : el acueducto de Louveciennes y el de de Buc, así como el inacabado Canal de l'Eure . En 1613 , se inauguró en Gran Bretaña el New River Aqueduct para abastecer a la ciudad de Londres de agua potable fresca cubriendo una distancia de 62 km.

También se realizaron importantes obras hidráulicas fuera de la Europa cristiana. En Japón, el Tokugawa Shōgun construyó el Acueducto Tamagawa , que transportaba las aguas del río Tama a su capital, Edo . De manera similar, se construyeron acueductos en el Imperio Otomano para servir a varias ciudades de los Balcanes, Anatolia y Chipre. Durante el siglo XVIII, los avances científicos permitieron trabajos ambiciosos. En Lisboa , el Acueducto de las Aguas Libres fue construido entre 1726 y 1748 y llevaba agua a una fuente en la Piazza del Rato. [10] El 7 de mayo de 1762 se inauguró el imponente acueducto Carolino , diseñado por Luigi Vanvitelli y otros científicos, para alimentar el Palacio Real de Caserta y el complejo de San Leucio . La obra tiene una longitud de 42 kilómetros [2] e incluye un puente-acueducto con tres órdenes de arcos.

En el Virreinato de la Nueva España entre 1755 y 1779 se construyó el acueducto de Chapultepec para abastecer de agua a la ciudad capital de México ; la obra hidráulica recuperó el trazado de una construcción azteca anterior. El acueducto histórico de Génova se remonta a la época romana y ha sido modificado y mejorado a lo largo de los siglos. En particular, a la vuelta de los siglos XVIII y XIX se añadieron dos puentes-sifones, futuristas para la época, el de Geirato en 1777 y el de Veilino en 1842 [11] .

El siglo XIX y la expansión urbana

En la primera mitad del siglo XIX se continuaron construyendo acueductos por gravedad según técnicas tradicionales, aunque perfeccionadas con tanques de decantación y acumulación. En Italia , el acueducto de Lorena fue construido entre 1793 y 1816 en el Gran Ducado de Toscana para abastecer la ciudad portuaria de Livorno . La obra se completó posteriormente con la construcción de la Cisterna . En el Ducado de Lucca , entre 1823 y 1831 , se construyó un acueducto de forma similar a los de la antigua Roma, llamado acueducto de Nottolini por el nombre de su arquitecto, Lorenzo Nottolini , quien diseñó la obra de unos 3,25 km de longitud para llevar el agua del Monte Pisano en la ciudad de Lucca , colocando en sus extremos dos templos que servían como depósitos de decantación. El agua discurría por los arcos de "superficie libre" y sólo en el templo de aguas abajo, situado en las afueras de la ciudad, se introducía por conductos a presión. En los distritos del sur de Lucca, el agua podría subir hasta unos ocho metros, en los del norte hasta seis. Por lo tanto, era teóricamente posible conectar las casas privadas hasta los primeros pisos, incluso si, inicialmente, solo se abastecía de agua al Palacio Ducal y las fuentes públicas. Similares características tenía el acueducto de Rostokino en el Imperio Ruso , que servía a la ciudad de Moscú .

A mediados del siglo XIX, la nueva necesidad de alimentar ciudades en rápido crecimiento e industrias sedientas de agua dio un nuevo impulso a la construcción de acueductos. El desarrollo de nuevos materiales (como el hormigón y el hierro fundido ) y nuevas tecnologías (como la máquina de vapor ) permitieron mejoras significativas. Por ejemplo, el hierro fundido permitió la construcción de sifones invertidos más grandes y resistentes a mayores presiones, mientras que las bombas de vapor y eléctricas permitieron un aumento considerable en la cantidad y velocidad del flujo de agua. Inglaterra sobresalió en el mundo en la construcción de acueductos, con ejemplos notables construidos para transportar agua en Birmingham , Liverpool y Manchester . En particular, el desarrollo de la metalurgia permitió la construcción de acueductos presurizados, que conducían el agua dentro de conductos cerrados, conservando la energía gravitacional potencial en forma de presión y permitiendo así llevar el agua incluso cuesta arriba y por lo tanto hasta casa.

Esto también supuso una mejora desde el punto de vista higiénico, ya que el sistema anterior, el de acueductos de flujo libre, podía determinar fácilmente la contaminación del agua suministrada con aguas residuales. La difusión de agua corriente en las viviendas fue de gran importancia en la lucha contra el cólera y el tifus , ya que dotó de agua potable a amplios sectores de la población y al mismo tiempo permitió la eliminación de los excrementos humanos, acumulados anteriormente en los llamados " pozos negros". Por tanto, a finales de siglo, el cólera, que había causado varias epidemias durante el siglo XIX , estaba casi completamente erradicado en Europa.

Naturalmente, la construcción de acueductos presurizados solo podía darse gracias a la financiación de grandes inversores privados (por ejemplo , bancos ), y por ello los primeros acueductos se construyeron en grandes centros urbanos, donde era previsible el retorno económico de la inversión , como ejemplo en la ciudad de Londres donde se construyó el acueducto presurizado en 1854 . En Italia surgieron muchas sociedades anónimas para la construcción y gestión de acueductos, como la Società Acque Potabili de Turín (1852), el Acueducto Nicolay (1853) y el Acueducto De Ferrari Galliera (1880) de Génova, la Società dell ' Acqua Pia Antigua Marcha de Roma (1868).

El siglo XX

Se construyeron acueductos aún más grandes en los Estados Unidos para abastecer a ciudades más grandes. El de Catskill lleva agua a Nueva York cubriendo una distancia de 190 km, pero es superado en tamaño por los del oeste del estado, el más importante de los cuales es el Acueducto de Colorado , que es el que conecta el Colorado con el urbano . área de Los Ángeles ubicada 400 km más al oeste.

En Italia, la mayor red de agua construida en el siglo XX es probablemente el Acueducto de Apulia . Entre las otras grandes obras hidráulicas del siglo XX se encuentra el Gran río artificial , que capta aguas dulces de origen fósil en el interior de Libia y las lleva a las localidades costeras. Si bien los acueductos son sin duda grandes obras de ingeniería , la considerable cantidad de agua que transportan puede generar importantes problemas ambientales debido al empobrecimiento de los cursos de agua.

Usos

Históricamente, innumerables sociedades agrícolas han construido acueductos para regar los cultivos. Arquímedes inventó el tornillo de Arquímedes para elevar el agua utilizada en el riego de las tierras de cultivo.

Otro uso generalizado de los acueductos es el suministro de agua potable a las grandes ciudades. Algunos acueductos romanos famosos todavía abastecen a la ciudad de Roma en la actualidad . En California , EE . UU ., tres grandes acueductos hacen que el agua fluya cientos de millas hasta el área de Los Ángeles . Dos son del área del río Owens y el tercero del río Colorado.

En tiempos más recientes, los acueductos se han utilizado con fines de navegación comercial, lo que permite que las barcazas fluviales superen las diferencias de altura. Durante la Revolución Industrial del siglo XVIII , se construyeron muchos acueductos como parte del auge general en la construcción de canales artificiales .

En los proyectos de ingeniería civil modernos , los estudios y análisis detallados del caudal en canales abiertos suelen ser necesarios para respaldar los sistemas de control de inundaciones, los sistemas de riego y los grandes sistemas de suministro de agua cuando la solución preferida es un acueducto en lugar de una tubería. El acueducto es una forma fácil de transportar agua desde otras partes del territorio.

Componentes modernos

Obras de captación y tratamiento de aguas

La primera de estas estructuras es la obra de toma , en correspondencia con la cual se capta agua del ciclo natural. Estas obras se diferencian entre sí en función de si las aguas captadas son superficiales ( ríos , lagos , etc.) o subterráneas ( manantiales , pozos , etc.).

Inmediatamente aguas abajo de las obras de captación se construyen generalmente todas las plantas de tratamiento de aguas necesarias para hacerlas aptas para el consumo humano (normalmente: planta depuradora en el caso de captación de aguas superficiales y plantas de desinfección simple (cloración) para las aguas subterráneas).

Obras de aducción

El agua potable se hace fluir de las tuberías de suministro ( obras de aducción ) que funcionan tanto bajo presión como en superficie libre (como el Canal Principal del Acueducto Sele-Calore administrado por el Acueducto de Apulia ).

A lo largo de la ruta de una tubería de suministro presurizada, se crean varias obras de arte que son necesarias para su operación y mantenimiento.

Los principales son:

Los respiraderos pueden realizar una o las tres funciones siguientes:

Las obras de aducción alimentan los depósitos urbanos que dan servicio a uno o varios núcleos de población que, según su posición respecto a la red de distribución, pueden ser de dos tipos:

Los embalses urbanos cumplen diversas funciones como:

Trabajos de distribución

Aguas abajo del embalse urbano, generalmente se construye una tubería de aproximación, denominada suburbana , que conecta la instalación de almacenamiento con la red de distribución de agua urbana .
La red de distribución de agua urbana está conformada por todas las tuberías, equipos y artefactos necesarios para abastecer a los usuarios particulares, comunidades, diversos servicios públicos, empresas artesanales y pequeña industria inserta en el contexto urbano.
El punto (o puntos) donde el suburbano se incorpora a la red de distribución se denomina origen de distribución urbana u ODU .
El suburbano normalmente no tiene suministros a lo largo de la ruta.
La red de distribución moderna generalmente se hace exclusivamente con mallas cerradas ( ya no se usa la red ramificada ) porque garantiza las siguientes ventajas:

También existen redes mixtas formadas por un conjunto de mallas cerradas y ramales abiertos.
Sin embargo, en los últimos años se ha generalizado la técnica de la división de las redes, es decir, se está dividiendo toda la red en porciones más pequeñas para mejorar la gestión y facilitar la contención de las pérdidas de agua.
En una red de distribución de malla cerrada se distinguen:

De acuerdo con las disposiciones del Anexo 8 del Decreto del Primer Ministro 4/3/96, una red de distribución de agua de tamaño adecuado debe garantizar:

Dado que la mayoría de los usuarios actualmente están equipados con un sistema de autoclave , estos valores de presión pueden ser excesivos; en este sentido, el mapa del Sistema Integrado de Agua adoptado por el Acueducto de Apulia establece que la carga hidráulica mínima no debe ser inferior a 0,5 atmósferas medidas inmediatamente aguas abajo de la llave de paso colocada inmediatamente después del medidor

Sistemas internos

Los sistemas privados se construyen sobre las tuberías de distribución que conectan la red de distribución con el sistema de agua que atiende a los usuarios individuales (condominios, hospitales, cuarteles, actividades comerciales, etc.).

Acueductos navegables

Acueductos romanos

Otros acueductos

Reglamento

Notas

  1. ^ Mario Di Fidio, Claudio Gandolfi, El lenguaje de las aguas ( PDF ), Milán, BEIC, 2013, p. 9.
  2. ^ a b c d e f g h i j k l m n entrada "Acueducto" en la Enciclopedia italiana
  3. ^ Frederick Mario Fales y Roswitha Del Fabbro, Jerwan: descifrando un acueducto asirio en el sitio de Archeologia Viva
  4. ^ Tecnologías de agua antiguas ISBN 978-90-481-8631-0
  5. ^ La historia de la plomería: CRETA , en theplumber.com , theplumber.com. Consultado el 26 de marzo de 2014 .
  6. ^ Notas de campo , en themodernantiquarian.com . Consultado el 26 de marzo de 2014 .
  7. ^ Robert Sewell, Un imperio olvidado (Vijayanagar) , 1900, p. 51
  8. ^ Elisabetta Curzel, Perú: el misterio de los "puquios" de Nazca resuelto en el Corriere della Sera del 20 de abril de 2016
  9. ^ Historia del acueducto , en comune.pisa.it . Consultado el 27 de abril de 2010 (archivado desde el original el 6 de octubre de 2014) .
  10. ^ a b Fernand Braudel, Civilización material, economía y capitalismo (siglos XV-XVIII) , Turín, Einaudi, 1981, vol. yo, págs. 202-6
  11. ^ Altervista
  12. ^ Legislación de referencia:
    • UNI EN 1074-1: 2001. Válvulas para suministro de agua - Requisitos de idoneidad para el uso y pruebas de verificación adecuadas - Requisitos generales
    • UNI EN 1074-4: 2002 Válvulas para suministro de agua - Requisitos de idoneidad para el uso y pruebas de verificación adecuadas - Venteos de aire

Bibliografía

Artículos relacionados

Otros proyectos

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