Aquedutos romanos: a engenharia de 17 m em 50 km

Os aquedutos romanos levavam água por dezenas de quilômetros só com a gravidade, sem bomba nenhuma. O segredo estava numa inclinação mínima e constante: o aqueduto que abastecia Nîmes, na França, desce cerca de 17 m ao longo de 50 km. Roma construiu o primeiro em 312 a.C. e chegou a ter 11, e um deles ainda alimenta a Fontana di Trevi.

Este artigo conta a história dos aquedutos romanos pela engenharia: como se mantinha uma descida de centímetros por quilômetro, por que a maior parte do traçado era subterrânea e o que as pontes famosas, como a Pont du Gard e o aqueduto de Segóvia, representavam no conjunto. As fontes são a UNESCO, o tratado de Vitrúvio, um artigo da revista científica Water e números compilados pela Wikipédia em inglês, indicados como tal.

Um canal que desce sem parar

Um aqueduto romano é um canal de alvenaria coberto, com o fundo sempre um pouco mais baixo que no trecho anterior. A água corre como num rio, com a superfície livre, e não sob pressão como num cano de casa. Se a inclinação for grande demais, a água ganha velocidade e desgasta o canal; se for pequena demais, a água para e deposita sujeira.

O aqueduto de Nîmes mostra a escala. A UNESCO registra que ele tinha quase 50 km. Os números compilados pela Wikipédia em inglês dão declividade média de 1 para 3.000 e vazão de cerca de 40.000 m³ por dia. As contas (nossas):

• queda total: 50.000 ÷ 3.000 ≈ 17 m em 50 km;
• por quilômetro: 1.000 ÷ 3.000 ≈ 33 cm;
• vazão: 40.000 m³ ÷ 86.400 segundos ≈ 460 litros por segundo.

A mesma compilação informa que a água levava quase 27 horas da nascente à cidade. A velocidade média sai daí: 50 km ÷ 27 h ≈ 1,9 km/h, um terço do passo de uma pessoa.

Como se media uma inclinação tão pequena

O arquiteto romano Vitrúvio descreve o instrumento no livro VIII do seu tratado: o corobate, uma régua de cerca de 20 pés, perto de 6 m, apoiada em pernas, com fios de prumo dos lados e um sulco no topo que se enchia de água para conferir o nível quando o vento atrapalhava os prumos. Ele o considera mais confiável que os outros níveis da época, segundo a tradução do projeto Perseus.

Na mesma passagem, Vitrúvio recomenda a declividade mínima do canal. Nessa tradução, um quarto de polegada a cada cem pés, o que dá 1 para 4.800. Outras edições do texto trazem um valor bem maior, e a divergência é conhecida entre os estudiosos. Os aquedutos reais nem sempre seguiram a regra, como mostram os exemplos a seguir.

A maior parte ficava debaixo da terra

A imagem do aqueduto como fileira de arcos engana. A ponte era a exceção, usada para cruzar um vale sem perder altura. Na maior parte do caminho, o canal seguia enterrado, contornando os morros na mesma cota. Um exemplo é o Aqua Virgo, de Roma: 20,5 km quase todos subterrâneos, com os últimos 1.800 m em parte sobre arcos, segundo a compilação da Wikipédia.

O Aqua Virgo também dá a medida da precisão. A queda total dele é de apenas 4 m. Em 20,5 km, isso é 4 ÷ 20.500 ≈ 1 para 5.100, ou cerca de 20 cm por quilômetro (conta nossa). Concluído em 19 a.C., reparado na Idade Média e no Renascimento, ele segue em operação com o nome de Acqua Vergine e alimenta a Fontana di Trevi.

Pont du Gard: a ponte de um aqueduto

A Pont du Gard é o trecho do aqueduto de Nîmes que cruza o rio Gardon. A UNESCO a descreve com quase 50 m de altura e três níveis de arcos; os dois de baixo são de grandes blocos, e o de cima, de alvenaria menor, leva o canal coberto por lajes. A compilação da Wikipédia acrescenta que a construção foi concluída entre os anos 40 e 60, em grande parte sem argamassa, com blocos de até 6 toneladas. A UNESCO fala em pouco antes da era cristã; a data exata é discutida.

O nível do canal é o dado mais difícil de explicar com os instrumentos da época. Ao longo dos 456 m do canal sobre a ponte, o fundo desce só 2,5 cm, segundo a mesma compilação. A conta: 0,025 ÷ 456 ≈ 1 para 18.000. É uma descida de 5 centésimos de milímetro por metro, obtida com régua, prumo e água.

A ponte usou cerca de 50.400 toneladas de calcário, em 21.000 m³. Dividindo, 50.400 ÷ 21.000 = 2,4 toneladas por metro cúbico, a densidade esperada de um calcário compacto, o que dá coerência aos dois números.

Segóvia: arcos no meio da cidade

O aqueduto de Segóvia, na Espanha, tem o trecho elevado mais conhecido dentro de uma cidade. A UNESCO registra 813 m de comprimento, altura máxima de 28,5 m, duas fileiras de arcos sobrepostas e construção por volta do ano 50 da nossa era (a página traz também a data de 50 a.C. num trecho, provável erro de digitação). A página da UNESCO traz dois números diferentes para a quantidade de pilares, e por isso não repetimos nenhum.

Quando o vale era fundo demais: o sifão

Para vales profundos, uma ponte ficaria alta demais. Os romanos usavam então o sifão invertido: a água descia a encosta dentro de tubos fechados, de chumbo, atravessava o fundo do vale e subia do outro lado, empurrada pelo próprio peso, até quase a altura de onde saiu.

Um estudo sobre essas linhas de pressão, publicado na revista Water, descreve os sifões do aqueduto do Gier, que abastecia Lyon, com cerca de 120 m de profundidade. A pressão no ponto mais baixo se calcula pelo peso da coluna de água: 1.000 kg/m³ × 9,81 × 120 m ≈ 1.180.000 pascals, perto de 12 bar (conta nossa). É cerca de cinco vezes a pressão de um pneu de carro, contida em tubos de chumbo feitos à mão. Em Pérgamo, na atual Turquia, um sifão descia 190 m e trabalhava a 19 bar, segundo o mesmo estudo.

Roma e o homem que media a água

O primeiro aqueduto de Roma, o Aqua Appia, é de 312 a.C. A cidade chegou a ter 11, o último do século III. Não repetimos aqui um volume total de água por dia: as estimativas que circulam variam muito e não encontramos uma fonte confiável para escolher entre elas.

O que se sabe do dia a dia vem de Sexto Júlio Frontino, nomeado responsável pelas águas de Roma no fim do século I. O livro dele descreve os aquedutos da cidade, as regras de uso e manutenção e as fraudes: ligações clandestinas e tubos mais largos que o autorizado. Na chegada à cidade, a água passava por tanques de decantação e de distribuição e seguia por tubos de chumbo ou de cerâmica.

A técnica romana de mover água por desnível tem um parente moderno em escala muito maior nas eclusas do Canal do Panamá, que também funcionam só com a gravidade. O cálculo de quanto passa por um conduto está em como calcular a vazão.

Perguntas frequentes

Como funcionavam os aquedutos romanos?

Eram canais com inclinação pequena e constante, em que a água corria só pela gravidade, da nascente até a cidade.

Qual foi o primeiro aqueduto romano?

O Aqua Appia, construído em Roma em 312 a.C.

Quantos aquedutos Roma tinha?

Onze, construídos entre 312 a.C. e o século III.

Por que os aquedutos tinham arcos?

Para cruzar vales sem perder altura. Os arcos eram a menor parte do traçado; quase todo o canal era subterrâneo.

Algum aqueduto romano ainda funciona?

Sim. O Aqua Virgo, de 19 a.C., reformado ao longo dos séculos, alimenta a Fontana di Trevi, em Roma.

Qual a altura da Pont du Gard?

Quase 50 m, em três níveis de arcos, segundo a UNESCO.

A história dos aquedutos romanos é a de uma inclinação: poucos centímetros por quilômetro, medidos com régua e prumo e mantidos por dezenas de quilômetros. As pontes de pedra são a parte visível de um sistema que quase todo corria escondido. Outras soluções antigas estão em curiosidades da engenharia, e as construções de todas as épocas, em maiores obras de engenharia.