Una grúa de rueda dentada ( en latín : magna rota ) es un dispositivo de elevación y descenso de madera accionado por el hombre . Se utilizó principalmente durante el período romano y la Edad Media en la construcción de castillos y catedrales . La carga, a menudo pesada, se levanta a medida que la persona que se encuentra dentro de la grúa de rueda dentada camina. La cuerda unida a una polea gira sobre un husillo mediante la rotación de la rueda , lo que permite que el dispositivo eleve o baje la paleta fijada .
La grúa romana Polyspaston , del griego antiguo πολύσπαστον (polúspaston, «polea compuesta»), cuando era accionada por cuatro hombres a ambos lados del torno , podía levantar 3000 kg . En caso de que el torno fuera reemplazado por una rueda dentada, la carga máxima incluso se duplicaba hasta los 6000 kg con solo la mitad de la tripulación, ya que la rueda dentada posee una ventaja mecánica mucho mayor debido a su mayor diámetro . Esto significaba que, en comparación con la construcción de las antiguas pirámides egipcias , donde se necesitaban unos 50 hombres para mover un bloque de piedra de 2,5 toneladas por la rampa (50 kg por persona), la capacidad de elevación del Polyspaston romano resultó ser 60 veces más eficiente (3000 kg por persona). [1] Hay dos relieves supervivientes de grúas romanas de rueda dentada, siendo particularmente detallada la lápida de Haterii de finales del siglo I d. C. De architectura contiene una descripción de la grúa Polyspaston.
Para pesos mayores de hasta 100 t, los ingenieros romanos construyeron una torre elevadora de madera, un caballete rectangular que fue construido de tal manera que la columna pudiera ser levantada en posición vertical en el medio de la estructura por medio de cabrestantes impulsados por humanos y animales colocados en el suelo alrededor de la torre. [2]
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Durante la Alta Edad Media , la grúa de rueda dentada se reintrodujo a gran escala después de que la tecnología hubiera caído en desuso en Europa occidental con la desaparición del Imperio Romano de Occidente . [3] La primera referencia a una rueda dentada ( magna rota ) reaparece en la literatura de archivo en Francia alrededor de 1225, [4] seguida de una representación iluminada en un manuscrito de origen probablemente también francés que data de 1240. [5] En la navegación , los primeros usos de grúas portuarias están documentados para Utrecht en 1244, Amberes en 1263, Brujas en 1288 y Hamburgo en 1291, [6] mientras que en Inglaterra la rueda dentada no está registrada antes de 1331. [7]
En general, el transporte vertical podía realizarse de forma más segura y económica con grúas que con los métodos tradicionales. Las áreas de aplicación típicas eran los puertos , las minas y, en particular, las obras de construcción donde la grúa de rueda dentada desempeñó un papel fundamental en la construcción de las elevadas catedrales góticas . Sin embargo, tanto las fuentes de archivo como las pictóricas de la época sugieren que las máquinas recién introducidas, como las ruedas dentadas o las carretillas, no reemplazaron por completo los métodos más intensivos en mano de obra, como las escaleras , los peones y las carretillas de mano. Más bien, la maquinaria antigua y la nueva continuaron coexistiendo en las obras de construcción medievales [8] y los puertos. [6]
Además de las ruedas dentadas, las representaciones medievales también muestran grúas accionadas manualmente mediante molinetes con radios radiales , manivelas y, en el siglo XV, también mediante molinetes con forma de rueda de barco . Para suavizar las irregularidades del impulso y superar los "puntos muertos" en el proceso de elevación, se sabe que los volantes de inercia se utilizaban ya en 1123. [9]
No se ha registrado el proceso exacto por el que se reintrodujo la grúa de rueda de rodadura, [4] aunque su regreso a las obras de construcción sin duda debe considerarse en estrecha relación con el auge simultáneo de la arquitectura gótica . La reaparición de la grúa de rueda de rodadura puede haber sido el resultado de un desarrollo tecnológico del molinete a partir del cual evolucionó estructural y mecánicamente la rueda de rodadura. Alternativamente, la rueda de rodadura medieval puede representar una reinvención deliberada de su contraparte romana extraída del De architectura de Vitruvio , que estaba disponible en muchas bibliotecas monásticas . Su reintroducción puede haber estado inspirada, también, por la observación de las cualidades de ahorro de trabajo de la rueda hidráulica , con la que las primeras ruedas de rodadura compartían muchas similitudes estructurales. [7]
La rueda de andar medieval era una gran rueda de madera que giraba alrededor de un eje central con una banda de rodadura lo suficientemente ancha para que dos trabajadores caminaran uno al lado del otro. Mientras que la rueda anterior con "brazo de compás" tenía radios introducidos directamente en el eje central, el tipo más avanzado con "brazo de pinza" presentaba brazos dispuestos como cuerdas en la llanta de la rueda, [10] lo que daba la posibilidad de utilizar un eje más delgado y, por lo tanto, proporcionar una mayor ventaja mecánica. [11]
Contrariamente a la creencia popular, las grúas en las obras de construcción medievales no se colocaban sobre los andamios extremadamente ligeros que se utilizaban en la época ni sobre las delgadas paredes de las iglesias góticas, que eran incapaces de soportar el peso tanto de la máquina de elevación como de la carga. Más bien, las grúas se colocaban en las etapas iniciales de la construcción sobre el suelo, a menudo dentro del edificio. Cuando se completaba un nuevo piso y las enormes vigas de amarre del techo conectaban las paredes, la grúa se desmontaba y se volvía a montar sobre las vigas del techo desde donde se movía de un tramo a otro durante la construcción de las bóvedas. [12] De este modo, la grúa "crecía" y "vagaba" con el edificio, con el resultado de que hoy en día todas las grúas de construcción existentes en Inglaterra se encuentran en las torres de las iglesias por encima de las bóvedas y por debajo del techo, donde permanecían después de la construcción del edificio para llevar material para reparaciones a lo alto. [13]
Con menor frecuencia, las iluminaciones medievales también muestran grúas montadas en el exterior de las paredes con el soporte de la máquina asegurado a vigas. [14]
A diferencia de las grúas modernas, las grúas y polipastos medievales, al igual que sus homólogos en Grecia y Roma [15] , eran principalmente capaces de realizar una elevación vertical, y no se utilizaban para mover cargas a una distancia considerable en sentido horizontal. [12] En consecuencia, el trabajo de elevación en el lugar de trabajo se organizaba de una manera diferente a la actual. En la construcción de edificios, por ejemplo, se supone que la grúa levantaba los bloques de piedra desde abajo directamente a su lugar, [12] o desde un lugar opuesto al centro de la pared desde donde podía entregar los bloques para dos equipos que trabajaban en cada extremo de la pared. [15] Además, el maestro de la grúa, que generalmente daba órdenes a los trabajadores de la rueda de tracción desde fuera de la grúa, podía manipular el movimiento lateralmente mediante una pequeña cuerda atada a la carga. [16] Las grúas giratorias que permitían una rotación de la carga y, por lo tanto, eran particularmente adecuadas para el trabajo en el muelle aparecieron ya en 1340. [17] Mientras que los bloques de sillar se levantaban directamente mediante eslingas, pinzas de Lewis o del diablo (en alemán Teufelskralle ), otros objetos se colocaban antes en contenedores como paletas , cestas , cajas de madera o barriles . [18]
Cabe destacar que las grúas medievales rara vez contaban con trinquetes o frenos para evitar que la carga se moviera hacia atrás. [19] Esta curiosa ausencia se explica por la alta fuerza de fricción ejercida por las ruedas dentadas medievales que normalmente impedían que la rueda acelerara sin control. [16]
Según el "estado actual de los conocimientos" desconocido en la antigüedad, las grúas portuarias estacionarias se consideran un nuevo desarrollo de la Edad Media. [6] La grúa portuaria típica era una estructura pivotante equipada con ruedas de doble rodadura. Estas grúas se colocaban en los muelles para la carga y descarga de mercancías, donde reemplazaban o complementaban los métodos de elevación más antiguos, como los balancines , los cabrestantes y los patios . [6]
Se pueden identificar dos tipos diferentes de grúas portuarias con una distribución geográfica variable: mientras que las grúas pórtico que pivotaban sobre un eje vertical central se encontraban comúnmente en la costa flamenca y holandesa, los puertos alemanes marítimos e interiores generalmente presentaban grúas torre donde el molinete y las ruedas de tracción estaban situados en una torre sólida con solo el brazo de la pluma y el techo girando. [20] Las grúas de muelle no se adoptaron en la región mediterránea y los puertos italianos altamente desarrollados donde las autoridades continuaron confiando en el método más intensivo en mano de obra de descargar mercancías por rampas más allá de la Edad Media. [21]
A diferencia de las grúas de construcción, en las que la velocidad de trabajo estaba determinada por el progreso relativamente lento de los albañiles, las grúas portuarias solían contar con ruedas dobles para acelerar la carga. Las dos ruedas, cuyo diámetro se estima en 4 m o más, se fijaban a cada lado del eje y giraban juntas. [6] Su capacidad era de 2 a 3 toneladas, lo que aparentemente correspondía al tamaño habitual de la carga marítima. [6] Hoy en día, según una encuesta, todavía existen quince grúas portuarias de ruedas de la época preindustrial en toda Europa. [22] Algunas grúas portuarias estaban especializadas en el montaje de mástiles en barcos de vela de nueva construcción, como en Danzig , Colonia y Bremen . [20] Además de estas grúas estacionarias, en el siglo XIV se empezaron a utilizar grúas flotantes que podían desplegarse de forma flexible en toda la dársena del puerto. [20]
En Chesterfield , Derbyshire, se conserva una grúa de rueda dentada que se conserva en el museo. Se la ha datado a principios del siglo XIV y estuvo en lo alto de la torre de la iglesia hasta que la retiraron en 1947. Se reconstruyó en el museo para su inauguración en 1994.
En Guildford , Surrey , Reino Unido , se conserva una grúa de rueda dentada . Data de finales del siglo XVII o principios del XVIII y antiguamente se encontraba en Friary Street. Se trasladó en 1970, tras haber sido utilizada por última vez en torno a 1960 para trasladar materiales para la catedral de Guildford . Es un monumento antiguo catalogado y un edificio catalogado de grado II* . [23]
En Harwich , Essex , Reino Unido, se conserva una grúa de ruedas dentadas. Fue construida en 1667 y antiguamente se encontraba en el Astillero Naval. Fue trasladada a Harwich Green en 1932. La grúa tiene dos ruedas dentadas de 4,88 m de diámetro por 1,17 m de ancho sobre un eje de 13 pulgadas.+1 ⁄ 2 pulgadas (340 mm) de diámetro. Es la única grúa de dos ruedas del Reino Unido. [24] La grúa es un edificio catalogado de Grado II*. [25]
En el castillo de Guédelon , en Treigny ( Francia) , se puede ver en acción una reconstrucción de una grúa de rueda dentada del siglo XIII. Se utiliza para levantar mortero, escombros, bloques de sillares y madera. El objetivo del castillo de Guédelon es construir un castillo fortaleza utilizando únicamente las técnicas y los materiales de la Francia medieval del siglo XIII. [26]
La Puerta de la Grúa ( en polaco : Brama Żuraw ) ( en alemán : Krantor ) de Gdansk fue construida antes de 1366. Fue destruida por las tropas soviéticas durante los combates por la ciudad a principios de 1945. La estructura de ladrillo sobrevivió, las partes de madera han sido restauradas.
En el Castillo de Praga (República Checa) se utiliza una reconstrucción de una grúa de dos ruedas . [27]
Se utilizó una grúa de ruedas en la película Evan Todopoderoso , cuando Evan se quejó a Dios de que necesitaba una grúa para construir el Arca en los suburbios de Washington, DC.
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