Από τους ελληνικούς γερανούς ως τους γοτθικούς θόλους – πώς οι αρχαίοι κατασκευαστές προμήνυσαν τις τεχνολογίες του μέλλοντος.

Η φυσική δεν έχει αλλάξει από τον 8ο αιώνα – μόνο οι τεχνικές εκμετάλλευσής της. Στις 7 Σεπτεμβρίου το Viasat History παρουσιάζει τον τέταρτο κύκλο της σειράς «Υπερκατασκευές της αρχαιότητας», αφιερωμένο σε μερικά από τα πιο εντυπωσιακά κατασκευαστικά επιτεύγματα στην ιστορία – ανάμεσά τους η παγκοσμίως γνωστή Sagrada Família και η Ακρόπολη. Τα νέα επεισόδια δείχνουν πώς αυτά τα γιγάντια μνημεία έθεσαν τις βάσεις για σύγχρονες κατασκευαστικές τεχνολογίες και υλικά.

Προεντεταμένο σκυρόδεμα: Sagrada Família
Στην εποχή του Γκαουντί, το οπλισμένο σκυρόδεμα ήταν επαναστατική τεχνολογία – σιδερένιες ή χαλύβδινες ράβδοι μέσα στο σκυρόδεμα, ώστε αυτό να αντέχει στην πίεση ενώ το μέταλλο απορροφά τον εφελκυσμό. Σήμερα η ιδέα προχωρά ένα βήμα παραπέρα με το προεντεταμένο σκυρόδεμα. Τα πάνελ στους νεότερους πύργους της Sagrada Família συναρμολογούνται σχεδόν «σαν σάντουιτς», όπως λέει ένας από τους κατασκευαστές – στρώσεις σκυροδέματος, οπλισμού και άλλων υλικών σε λεπτά αλλά εξαιρετικά ανθεκτικά στοιχεία.

Στις προεντεταμένες κατασκευές, χαλύβδινοι τένοντες τεντώνονται πριν –ή τανύζονται μετά– τη σκλήρυνση του σκυροδέματος. Όταν απελευθερωθεί η τάση, οι τένοντες συστέλλονται και πιέζουν το σκυρόδεμα σε θλίψη, περιορίζοντας τη ρηγμάτωση και επιτρέποντας λεπτότερα στοιχεία να καλύπτουν μεγαλύτερα ανοίγματα – γι' αυτό η τεχνική κυριαρχεί σε γέφυρες, πάρκινγκ, πλάκες δαπέδων και στέγες μεγάλου ανοίγματος.

Πυργογερανοί: Ακρόπολη
Οι γερανοί που ανέβασαν το μάρμαρο στην Ακρόπολη, όπως και οι μεταγενέστεροι τροχογερανοί των μεσαιωνικών καθεδρικών, έλυναν το ίδιο πρόβλημα με τους σημερινούς πυργογερανούς: πολλαπλασιασμό της ανθρώπινης δύναμης μέσω μοχλών, βαρούλκων και τροχαλιών, για φορτία αδύνατα να σηκωθούν με το χέρι. Οι Έλληνες κατασκευαστές συνδύαζαν ξύλινους βραχίονες με τροχαλίες και βαρούλκα. Αργότερα οι Ρωμαίοι μηχανικοί μεγέθυναν την ιδέα με γιγάντιους τροχούς, μέσα στους οποίους εργάτες περπατούσαν για να σηκώσουν φορτία πολλών τόνων.

Οι σύγχρονοι πυργογερανοί αντικατέστησαν τους εργάτες με ηλεκτροκινητήρες και ηλεκτρονικό έλεγχο, διατηρώντας όμως την ίδια βασική ανατομία: κατακόρυφο ιστό, περιστρεφόμενο βραχίονα, βαρούλκο και αντίβαρα. Ο πρώτος κινητός πυργογερανός –το μοντέλο TK 10 του Hans Liebherr το 1949, φτιαγμένος για την ανοικοδόμηση της μεταπολεμικής Γερμανίας– δεν αποτελεί ρήξη με τον αρχαίο γερανό, αλλά τον μηχανοκίνητο απόγονό του.

Δακτύλιοι εφελκυσμού: καθεδρικός του Άαχεν
Κάτω από τον τρούλο του Άαχεν είναι ενσωματωμένος ένας σιδερένιος δακτύλιος που συγκρατεί αόρατα τη δύναμη σχεδόν 500 τόνων πέτρας που πιέζουν προς τα έξω – πρώιμο παράδειγμα της αρχής του «δακτυλίου εφελκυσμού». Και σήμερα οι δακτύλιοι εφελκυσμού είναι συνηθισμένος τρόπος για να εμποδιστεί ένας τρούλος να «ανοίξει» τους τοίχους που τον στηρίζουν· σε ρηχούς τρούλους, ένας δακτύλιος στη βάση απορροφά την πλευρική ώθηση, ώστε οι τοίχοι να δέχονται μόνο κατακόρυφο φορτίο.

Η ίδια λογική εμφανίζεται και σε σύγχρονες στέγες μεγάλου ανοίγματος – όπως στο ινδικό στάδιο Narendra Modi, το μεγαλύτερο γήπεδο κρίκετ στον κόσμο, όπου μια υαλοβάμβακη μεμβράνη στηρίζεται από χαλύβδινο δακτύλιο εφελκυσμού και εξωτερικό σύστημα δακτυλίων θλίψης. Η στέγη προεξέχει περίπου 30 μέτρα πάνω από τις κερκίδες. Οι κατασκευαστές του Καρλομάγνου και οι σημερινοί μηχανικοί σταδίων δεν χρησιμοποιούσαν την ίδια τεχνολογία, αντιμετώπιζαν όμως παρόμοιο πρόβλημα.

Δομικός χάλυβας: κάστρο Pierrefonds
Η στέγη της μεγάλης αίθουσας στο Pierrefonds χτίστηκε με πυδδλοποιημένο σίδηρο – την ίδια οικογένεια υλικού που χρησιμοποιήθηκε και στον Πύργο του Άιφελ. Ήταν αρκετά ανθεκτικός στον εφελκυσμό και λύγιζε στον άνεμο, ενώ ο χυτοσίδηρος θα έσπαγε. Η διαφορά ξεκινά από τον ακατέργαστο χυτοσίδηρο (pig iron) – προϊόν πλούσιο σε άνθρακα και ακαθαρσίες, κατάλληλο για χύτευση αλλά πολύ εύθραυστο για δομική χρήση. Ο χυτοσίδηρος, που προέκυπτε από την επανατήξη και χύτευσή του σε καλούπια, άντεχε στη θλίψη αλλά έσπαγε εύκολα σε εφελκυσμό ή κάμψη.

Από τη δεκαετία του 1780, η μέθοδος «puddling» του Henry Cort μετέτρεπε τον ακατέργαστο χυτοσίδηρο σε ελατό σίδηρο, κατάλληλο για έλαση σε ράβδους, πλάκες και δικτυώματα. Το υλικό αυτό κυριάρχησε στη σιδηροκατασκευή όλο τον 19ο αιώνα, ώσπου οι μέθοδοι Bessemer και ανοιχτής εστίας έκαναν τον χάλυβα φθηνότερο και πιο διαδεδομένο από τη δεκαετία του 1870 – ανοίγοντας τον δρόμο για τη χαλύβδινη δοκό των σημερινών κτιρίων. Η στέγη του Pierrefonds αποτυπώνει ακριβώς αυτή την κομβική στιγμή: ένα κάστρο μεσαιωνικής όψης, ξαναχτισμένο με σιδηρουργική τεχνολογία λίγο πριν αυτή παραχωρήσει τη θέση της στον χαλύβδινο σκελετό.

Ο νέος κύκλος της σειράς «Υπερκατασκευές της αρχαιότητας» ξεκινά στο Viasat History τις καθημερινές στις 23:10, από τη Δευτέρα 7 Σεπτεμβρίου.