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No necesitaban magia para mover enormes pesos

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Las piedras de las pirámides, los obeliscos, toda la arquitectura gigantesca de miles de años atrás, no exigían la ayuda de dioses ni de seres de otro planeta. Un pensador como Arquímedes podía mover lo que se le antojara solo con poleas, palancas y contrapesos. Solo ahora sorprende todo esto porque actualmente pensar da mucho trabajo. 

Por Alberto Moroy

En la portada una grúa romana en Alemania, Colonia Ulpia Trajana, fundada alrededor del año 100 d.C. por el emperador Trajano. La  grúa es una máquina destinada a subir y distribuir cargas en el espacio suspendidas de un gancho(*). Por regla general son máquinas que cuentan con poleas acanaladas, contrapesos, mecanismos simples, etc. para crear ventaja mecánica y poder mover grandes cargas.

Existen documentos antiguos donde se evidencia el uso de máquinas semejantes a grúas por los Sumerios y Caldeos, transmitiendo estos conocimientos a los Egipcios. Los primeros vestigios del uso de las grúas aparece en la Antigua Grecia alrededor del s. VI a. C. Se trata de marcas de pinzas de hierro en los bloques de piedra de los templos.

Ubicación Colonia Ulpia Trajana 51°40′00″N 6°27′00″E

(*) Hace muchos años cuando los juguetes casi no se compraban, y vivíamos gran parte del día en la calle, la imaginación era todo. ¿Quién no soñó con fabricarse una grúa? La edad no daba para imaginar “máquinas infernales”, pero las poleas de las obras en construcción levantando los baldes para hacer las planchadas, nos deslumbraban. Muchas veces pedíamos que nos dejaran subirlos. Por esa época vi como empleados del municipio derribaban un árbol muerto sujetándolo con una polea múltiple de madera  a otro sano, ahorrándose el trabajo de derribarlo a hachazos, ya que  la moto-sierra  era una herramienta escasa, ¡quede impactado!

¿Grúas egipcias?

La mayoría de las piedras que componen los casi 140 pirámides egipcias descubiertas tienen un peso de 2 a 3 toneladas cada una, pero todas estas estructuras (construidas entre 2750 y 1500 A.C.) también tienen bloques de piedra que pesan 50 toneladas, a veces más. El templo de Amon-Ra en Karnak contiene un laberinto de 134 columnas, de una altura de 23 metros de alto y vigas transversales que pesan 60 a 70 toneladas cada una.

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Templo de Amon-Ra en Karnak

 

¿Como hicieron?

 La lápida mortuoria de Theoderic el grande en Ravena (alrededor de 520 AD) es un bloque de piedra de 275 toneladas que fue levantado a una altura de 10 metros. El templo dedicado al Faraón Khafre en Egipto se compone de bloques monolíticos que pesan hasta 425 toneladas. El obelisco egipcio más grande pesó más de 500 toneladas y se erige a más de 30 metros de alto, mientras que el obelisco más grande del reino de Axum en Etiopía (del siglo IV AD), levantado hasta una altura similar, pesa 520 toneladas. Los colosos de Memnon, dos estatuas de 700 toneladas por cada uno, fueron erigidos a una altura de 18 metros y las paredes en el complejo romano del templo de Baalbek (1r siglo A.C.) contienen casi 30 monolitos que pesan 300 a 750 toneladas por cada uno.

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Interpretación Antaine-Yves Goguta (1820), de la Gran pirámide descrita por Heródoto.

 

¿Quién inventó la grúa y en qué año?

 

Las primeras grúas fueron creadas en la antigua Grecia, accionadas por hombres o animales, eran utilizadas principalmente para la construcción de edificios altos. Hay algunos vestigios en el siglo VI en la antigua Grecia 800 a.C, se trataban de de pinzas de hierro para elevar bloques de piedra de los  templos. Sin embargo en la antigua Roma, se dio el apogeo de las grúas, ya que se incrementó el trabajo de construcción en edificios de grandes dimensiones. Los romanos adaptaron la grúa griega y la desarrollaron.

 

La grúa en Grecia

Antes de la mitad del siglo VII a.C., los griegos no tenían grúas, ni ingenios que permitiesen alzar grandes piedras. Por eso, en vez de usarlas macizas, colocaban una «doble piel» de placas que rellenaban con piedras y escombros para levantar los muros de sus templos. Finalmente, su tecnología evolucionó.

Los templos de las antiguas ciudades de Isthmia (dedicado a Poseidón) y Corinto (dedicado a Apolo), construidos en el siglo VII a.C., fueron los primeros en contar con sillares macizos. Esta tecnología se usó de ahí en adelante, permitiendo la construcción de maravillas como el Partenón, y después fue adoptada por los romanos, quienes lograron mejorar sus grúas para levantar monstruosos sillares de hasta 600 toneladas, como los empleados en el templo a Júpiter, en Baalbek.

¿Cómo movían los griegos las piedras antes de que inventaran la grúa?

https://www.abc.es/ciencia/abci-como-movian-griegos-piedras-antes-inventaran-grua-201908302050_noticia.html

La historia de la antigua Grecia, a diferencia del antiguo Egipto, está bien documentada. Los constructores griegos utilizaron mecanismos de este tipo alrededor del siglo V a. C.  En el diario del famoso viajero Herodoto, en relación con esto, se menciona 440 a. C.  Heródoto afirmó que las tres pirámides egipcias más grandes, que en ese momento tenían aproximadamente 2,000 años, fueron construidas utilizando mecanismos de elevación. Quizás, durante su construcción, se utilizó un sistema de una gran cantidad de vigas de madera.

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Grúa pórtico Grecia 200 a.C. / Puente grúa actual

 

Herón fines del siglo II a. C

Muchos griegos educados trabajaron en la formalización de los principios básicos de la mecánica. Entre ellos estaba Arquímedes (287-212 a. C.). Pero estaba más interesado en el conocimiento académico que en el aplicado, aunque sus descripciones de muchos procesos ayudaron enormemente a la humanidad. Herón, que vivía en Alejandría a fines del siglo II a. C., dió una de las descripciones más precisas de la grúa y preparó una explicación teórica de todos los principios de funcionamiento de esta increíble máquina. En su descripción de la máquina de elevación, observó el trabajo poco conocido de Arquímedes en ese momento y escribió: “Hay cinco tipos de mecanismos que pueden usarse para mover mercancías utilizando la energía disponible. Este es un tambor, una palanca, un bloque móvil, una cuña y un perno roscado”.

Los talentos (*)  (Ático o eubeo)

Los originales de las obras de Herón no se han conservado, por lo que solo podemos usar copias en árabe del siglo XIX y, en parte, una traducción al alemán. La versión árabe contiene varios dibujos interesantes. De acuerdo con la copia, Herón explicó: “Por ejemplo, una fuerza que te permite aumentar solo cinco talentos (el talento es una unidad de masa, aproximadamente igual a 26 kg) será suficiente para reunir 1000 talentos. Es decir, habrá suficiente persona capaz de reunir solo cinco talentos. ¡Este dispositivo puede aumentar la fuerza de elevación en más de doscientas veces!

(*) Un talento correspondía aproximadamente a la masa del agua que se necesitaba para llenar un ánfora

Edificios Griegos 

La  grúa de dos mástiles (pórtico) se utilizó para levantar las cargas más pesadas. Según las notas, estos mástiles debían inclinarse hacia adentro “1/5 de su altura, para aumentar la confiabilidad. Los primeros vestigios del uso de las grúas aparece en la Antigua Grecia alrededor del s. VI a. C. Se trata de marcas de pinzas de hierro en los bloques de piedra de los templos. La introducción del torno y la polea pronto conduce a un reemplazo extenso de rampas como los medios principales del movimiento vertical. (Egipcios) la nueva técnica de elevación permitió la carga de muchas piedras más pequeñas por ser más práctico, que pocas piedras más grandes. En obras de restauración en la Acrópolis de Atenas   se habrán restaurado 1094 piezas, con un peso de 2.675 toneladas (promedio f4 (47)

Partenón  447 a. C. y 432 a. C. ubicación 37°58′17″N 23°43′36″E

 

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Athens Acropolis

 

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Grúas de la antigua Roma

El apogeo de la grúa en épocas antiguas llegó de la mano del  Imperio Romano, cuando se incrementó el trabajo de construcción en edificios que alcanzaron dimensiones enormes. Los romanos adoptaron la grúa griega y la desarrollaron. Disponían de tres tipos de grúas en función de los kilogramos a levantar. Para pesos livianos usaban el Tripastos, accionadas  por un sólo hombre operando el torno con tres poleas: podía levantar hasta 150 kg. También usaban el Pentapastos, que disponía de cinco poleas, pero para las cargas realmente pesadas desarrollaron el Polyspastos, que según la carga a levantar, podía tener de dos a cuatro mástiles y disponía de 3 cuerdas y 5 poleas. Si se ponían a trabajar cuatro hombres con un Polyspastos, éstos podían levantar hasta 3.000 kg, y si el torno se sustituía por un acoplamiento, se podía incluso duplicar la carga, llegando hasta los 6.000 kg.

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Así funciona la combinación de poleas

 

La única nota histórica sobre su uso se debe a Plutarco, quien en su obra Vidas paralelas (c. 100 a. C.) relata que Arquímedes, en carta al rey Hierón de Siracusa, a quien le unía gran amistad, afirmó que con una fuerza dada podía mover cualquier peso e incluso se jactó de que si existiera otra Tierra, yendo a ella podría mover ésta. Hierón, asombrado, solicitó a Arquímedes que realizara una demostración.

 

Acordaron que el objeto a mover fuera un barco de la armada del rey, ya que Hierón creía que este no podría sacarse de la dársena y llevarse a dique seco sin el empleo de un gran esfuerzo y numerosos hombres. Según relata Plutarco, tras cargar el barco con muchos pasajeros y con las bodegas repletas, Arquímedes se sentó a cierta distancia y tirando de la cuerda alzó sin gran esfuerzo el barco, sacándolo del agua tan derecho y estable como si aún permaneciera en el mar.

 

La polea

Fue una herramienta que facilitó la construcción de grandes edificaciones y obras de ingeniería de los griegos y los romanos. Con el paso de los siglos se fueron desarrollando una infinidad de máquinas mecánicas que hacían uso de poleas, e incluso en la actualidad, Sin embargo los recursos ingenieriles romanos debieron ser incluso superiores, ya que hay constancia de piedras mucho más pesadas, como las del templo de Júpiter en Baalbek (de hasta 100 toneladas a una altura de 19 metros (100-44 a. C). o la del bloque capital de la conocida columna de Trajano del famoso arquitecto Apolodoro de Damasco, que se levantó a una altura de 34 metros con un peso total de 53,3 toneladas. Aunque para estas masas probablemente no se usaron Polyspastos, sino torres de elevación, cabrestantes y un alto grado de coordinación entre los operarios que aplicaban la fuerza a los mismos.

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Columnas templo de Júpiter Líbano /  Columna de Trajano Roma

 

Templo e Júpiter  34°00′17″N 36°12′16″E

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Grúa romana magna rola” en cebreiro

 

Trispastos

 

La grúa romana más simple, el Trispastos, consistió en una horca de una sola viga, un torno, una cuerda, y un bloque que contenía tres poleas. Teniendo así una ventaja mecánica de 3:1, se ha calculado que un solo hombre que trabajaba con el torno podría levantar 150 Kg.

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Tripastos (tres poleas)

 

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Pentapastos (cinco poleas)

 

El Polyspastos

Cuando era operado por cuatro hombres en ambos lados del torno, podría levantar hasta 3000 kg (3 cuerdas × 5 poleas × 4 hombres × 50 kg = 3000 kg). En caso de que el torno fuera sustituido por un acoplamiento, la carga máxima de 6000 kg con solamente la mitad del equipo, puesto que el acoplamiento posee una ventaja mecánica mucho debido a su diámetro más grande. Esto significó que, con respecto a la construcción de las pirámides egipcias, donde eran necesarios cerca de 50 hombres para mover un bloque de piedra de 2,5 toneladas por encima de la rampa (50 kg por personas), la capacidad de elevación del Polyspastos romano demostró ser 60 veces más alta (3000 kg por persona) o, en el caso más grande, un sistema de tres por cinco poleas (Polyspastos) con dos, tres o cuatro mástiles, dependiendo de la carga máxima.

Torno Polypastos (cinco poleas)

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Torno Polyspastos romanos

 

Grúa de rueda

Una grúa de rueda de ardilla (latín magna rota) es un dispositivo de elevación y descenso de madera impulsado por humanos Fue utilizada principalmente durante la época de los romanos y la Edad Media en la construcción de castillos y catedrales. Las cargas a menudo pesadas eran elevadas mientras un individuo caminaba dentro de una rueda de madera tipo jaula. La cuerda conectada a una polea se enrolla sobre un huso por la rotación de la rueda permitiendo así que el dispositivo suba o baje la plataforma con la carga a desplazar

Así funcionaban

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Reconstrucción de la antigua grúa romana en Bonn, elevación 10,4 m

 

Grúa romana de rueda

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