AUGUST COENDERS / MYRON CAASENBROOD / YANG SHENG CHIANG / AARON SAAM

PROCESBEGELEIDER DHR. R. AFMAN 23 JANUARI 2014

INHOUDELIJK BEGELEIDER MEVR. H. OUDELAAR ANWCARPEDIEM.WORDPRESS.COM

/ 2

VOORWOORD Wij zijn Myron Caasenbrood, Aaron Saam, Yang Chiang en August Coenders.

We zijn vorig jaar, op V4, met ANW begonnen bij module 1 heelal. Onze begeleider was dhr.

Neiss en hij wees ons erop dat we beter en gerichter naar onze bronnen moesten gaan

zoeken. Daarom ging deze module ook niet al te best voor ons. Maar we hebben zijn advies

opgevolgd en hebben dat verwerkt in module 2 leven.

Bij deze module werden we begeleid door dhr. Verstappen en deze keer hebben we een stuk

gerichter naar onze bronnen gezocht. Dit heeft ons zeker geholpen om een veel beter

resultaat te behalen. Deze ervaring namen we weer mee naar module 3 biosfeer van dhr.

Afman. Bij deze module hebben we gemerkt dat we een realistisch en haalbaar onderwerp en

hoofd- en deelvragen moeten kiezen omdat we al snel problemen hadden bij het vinden van

de juiste bronnen. Om deze reden hebben wij ons onderwerp aangepast en zijn we helemaal

opnieuw begonnen met een ander onderwerp. Dit heeft gelukkig succes gehad en heeft

geleid tot een goed eindresultaat.

Dit jaar, op V5, zijn we ANW begonnen met een introducerende presentatie van de ANW-

docenten die de leerlingen van V5 dit jaar zullen begeleiden bij deze EXO. We kregen hierbij

te horen dat we nieuwe groepjes mochten maken en dat heeft in ons geval geleid tot een

kleine verandering in de samenstelling van onze groep. Groepslid Jitse is naar een andere

groep vertrokken en Yang heeft zijn plaats opgevuld. We hebben in ons groepje gekozen

voor een onderwerp dat zowel voor alle profielen interessant en leerzaam is. Onze

groepsleden zijn verschillend qua profielen, aangezien Aaron en Yang een N&T profiel

hebben, Myron een E&M profiel heeft en August een C&M profiel heeft. Hierdoor kunnen

wij in onze deelvragen een onderscheid maken tussen Maatschappij-onderwerpen en

techniek-onderwerpen, waardoor deze samen kunnen brengen tot een gezamenlijk

onderwerp met een gezamenlijk eindresultaat.

Nog een verandering voor dit jaar is dat we meer vrijheid krijgen over het aantal bronnen en

de verwerking ervan, en van het eindproduct. Ook hebben we deze keer niet één begeleider

maar twee. Namelijk een inhoudelijke begeleider, in ons geval is dat mevr. Ouderlaar, en een

procesbegeleider, dhr. Afman. Voor deze nieuwe groepssamenstelling hebben we een

nieuwe weblog aangemaakt genaamd ANWCarpeDiem. Hierop laten we zien wat we zo ver

gedaan hebben aan onze EXO, zodat onze begeleiders ons kunnen volgen op onze weg naar

een eindresultaat en dit in goede banen kunnen leiden.

Als bronnen hebben we niet alleen op het internet gezocht, maar we hebben ook

verschillende geschiedenisboeken gebruikt die te maken hadden te maken met dit

onderwerp. Zo hebben we bijvoorbeeld bronnen gebruikt over het Eiffelaquaduct dat naar

Keulen (Colonia Agrippina, zoals het in de Romeinse tijd heette) leidde. Ook hebben we een

tijdschrift over rioleringen gebruikt, dat informatie geeft over rioleringstechniek- en

wetenschap in de Romeinse tijd. Andere boeken als Atlas van het Romeinse rijk, Die

Römischen thermen und das antieke badewesen en SPQR hebben we ook gebruikt om

goede informatie te verwerken in ons verslag.

/ 3

Voor deze EXO hebben we wederom ons uiterste best gedaan en hebben we alle ervaringen

die we tot nu toe hebben geleerd gebruikt om tot een zo goed mogelijk eindresultaat te

komen. Voor de verwerking van onze bronnen hebben we gekozen voor het maken van een

korte samenvatting in plaats van een zogenaamd PGO-model. Tevens hebben we als

eindresultaat, als definitieve verwerking van onze bronnen, gekozen voor een verslag. Dit

hebben we ten eerste gedaan omdat we er ervaring mee hebben uit module 3 en het ons

goed beviel, ten tweede omdat een verslag zich bij dit onderwerp goed leent voor een

structurele indeling en veel informatie.

We willen hierbij onze twee begeleiders, dhr. Afman en mevr. Oudelaar, bedanken voor hun

hulp en we hopen dat we hun adviezen en aanwijzingen goed hebben toegepast in ons

verslag.

/ 4

INHOUD

Voorwoord .................................................................................................................................................................. 2

Inleiding ....................................................................................................................................................................... 5

Probleemstelling................................................................................................................................................... 6

Onderzoeksvraag ................................................................................................................................................. 6

Deelvragen ......................................................................................................................................................... 6

De noodzaak voor water ........................................................................................................................................ 7

Luxe gebruik........................................................................................................................................................... 7

Industrie ................................................................................................................................................................... 8

Zoutproductie ................................................................................................................................................... 8

Aardewerk- en ijzerproductie ..................................................................................................................... 8

Het watermolencomplex van Barbégal ................................................................................................... 8

De waarde van water ............................................................................................................................................... 9

Latrines ..................................................................................................................................................................... 9

Thermen ................................................................................................................................................................ 10

Het Aquaduct ........................................................................................................................................................... 11

Arken .................................................................................................................................................................. 13

Eind van een aquaduct ................................................................................................................................ 13

Het materiaal ....................................................................................................................................................... 14

Romeins beton ............................................................................................................................................... 14

Slot ............................................................................................................................................................................... 15

Bronvermelding ....................................................................................................................................................... 16

Afbeeldingen ....................................................................................................................................................... 17

/ 5

INLEIDING Ons onderwerp voor dit verslag is watertransport – en afvoersystemen in de Romeinse tijd.

Deze keuze hebben we niet alleen uit interesse gemaakt maar ook omdat hierbij de

technische en de maatschappelijke/historische kanten gecombineerd kunnen worden.

Tegenwoordig heeft bijna ieder huishouden stromend water, maar in de Romeinse tijd was

dit heel anders. De Romeinen gebruikten namelijk aquaducten om water naar hun steden te

transporteren en daar konden mensen het vervolgens bij publieke watervoorzieningen

gebruiken. Het woord ‘aquaduct’ bestaat uit de Latijnse woorden ‘aqua’, dat water betekent,

en ‘ducere’, wat leiden betekent. Het is dus in andere woorden een ‘Romeinse waterleiding’.

Hieruit is de onderzoeksvraag geformuleerd: ‘Welke kennis hadden de Romeinen over water-

en afvoertransport en de bouw van watertransport- en afvoersystemen?’ en zijn de

deelvragen gekozen over de functie van watertransport- en afvoersystemen voor het

platteland, welke mathematische kennis er hiervoor nodig was, hoe ze werkte en welke

waarde ze hadden voor grote steden als Rome.

Wij wensen u hierbij veel leesplezier!

/ 6

PROBLEEMSTELLING Tegenwoordig is het voor ons normaal om overal een ongelimiteerde hoeveelheid aan water

te beschikking te hebben. In de Romeinse tijd was dit lang niet overal zo. Dit is te zien aan de

resten van de aquaducten die ze bouwden. Die werden gebruikt om water van de ene plek

naar de andere te transporteren. Maar hoe ze dit deden en welke kennis daar voor nodig was

is niet te zien aan deze archeologische resten, maar valt wel te onderzoeken.

ONDERZOEKSVRAAG Welke kennis hadden de Romeinen over watertoevoer- en waterafvoertransport en de bouw

hiervan?

Deelvragen

1 Waarom was er watertoevoer- en waterafvoer nodig op het platte land?

2 Welke wiskundige kennis was nodig voor de bouw van watertoevoer- en

waterafvoersystemen?

3 Hoe werkte de watertoevoer- en waterafvoersystemen?

4 Wat was de waarde van de watertoevoer- en waterafvoersystemen voor steden als

Rome?

/ 7

DE NOODZAAK VOOR WATER Water is een van de basisbehoeften van de mens. Zonder water valt er niet te overleven. In

de Romeinse tijd werd het water voornamelijk gebruikt in de landbouw waar het gebruikt

werd om de gewassen te onderhouden, voor de inwoners die elk ook hun waterbehoeften

hadden, de industrie, maar ook voor het luxeleven van rijke Romeinen.

Luxe gebruik Op het platteland leefden niet alleen maar kleine boeren, maar ook grote, rijke boeren die

daar hun eigen stuk grond hadden waarop

op grote schaal landbouw werd gedaan. Hier

stond de grote villa rustica van de

grootgrondbezitter centraal. De

waterbehoeften van deze bewoners waren

uitgebreider dan die van het gewone volk.

Twee belangrijke delen van zo’n Romeinse

villa waren het Atrium en het Peristylium. Het

Atrium was de centrale ruimte in de villa en

hier was vaak een Impluvium, ondiepe

verlaging in het midden van de vloer gevuld

met water. Ook stond hier vaak een fontein.

Het was omgeven door andere ruimtes zoals de slaapkamers, toiletten en andere baden (die

later door leidingwater werden voorzien). In het begin moest het water hiervoor opgevangen

worden en was het nog niet mogelijk om fonteinen te bouwen omdat de leidingen hiervoor

niet genoeg druk gaven, maar vanaf de eerste eeuw voor christus werden sommige villa’s

aangesloten op het stedelijk waterleidingnet. De voordelen hiervan waren dat het

leidingwater onbeperkt beschikbaar was en dat het een zekere druk gaf, waardoor de bouw

fonteinen mogelijk was. De afvoer van het water

werd geregeld vanuit het Impluvium. Het regelde de

ondergrondse waterafvoer en was daarom voorzien

van twee afvoeren, een naar de straat en een naar de

ondergrondse opslagtank, het cisterne. Om het water

schoon te houden werd een Puteal, een putmond,

bovenop de schacht van de cisterne geplaatst.

Het Peristylium is een door zuilengalerijen omgeven

niet-overdekte ruimte in of bij de villa. Ook hier

waren vaak een of meerdere fonteinen. Er waren

enkele kranen, die de waterstroom over de langs de

zuilen opgestelde fonteinen verdeelden. De

waterafvoer liep weer terug naar het Impluvium.

Menige Romeinse villa rustica in de provincie beschikte over zijn eigen thermen. Voor deze

luxe was veel water nodig: Er waren namelijk drie baden te vullen met daarbij nog een soort

sauna bad. Na gebruik werd het vervuilde water afgevoerd naar een beek of rivier in de

buurt.

AFBEELDING 3

HET SYSTEEM VAN IMPLUVIUM EN CISTERNE

AFBEELDING 4

/ 8

Industrie Het lijkt misschien vreemd, maar in de Romeinse tijd waren er al industriële gebieden

aanwezig. De industrieën uit die tijd waren natuurlijk anders dan hoe wij ze nu kennen, al

wisten de Romeinen wel enkele grootschalige activiteiten op te zetten. Water werd zo

gecombineerd met het winnen en produceren van goederen.

ZOUTPRODUCTIE

Zout was in de Romeinse tijd een schaars product. Het feit dat het moeilijk was om te

bezitten maakte het erg waardevol. Zoutproductie was dus vrij belangrijk voor de economie.

De meeste zoutproductieactiviteiten vonden plaats in de kuststreken van Romeinse

provincies. Er zijn drie plaatsen bekend waar in de Romeinse tijd zout werd geproduceerd:

Rimini (Italië), Tongeren (België) en Colijnsplaat (Nederland).

Een van de manieren waarop zout werd gewonnen was door middel van zoutpannen.

Zoutzieders maakten gebruik van de natuurlijke verdamping van zeewater om het zout aan

het water te onttrekken. Hierbij moesten er aan een aantal voorwaarden worden voldaan.

Zo moest er een grote, niet doorlaatbare vlakte als

ondergrond aanwezig zijn, en moest het proces

gebeuren in de zomermaanden met een

gunstig klimaat, veel zonneschijn en weinig

regenbuien.

AARDEWERK- EN IJZERPRODUCTIE

In de buurt van Julich, een plaats in Eifel, Duitsland,

zijn talrijke archeologisch e vondsten gedaan die

wijzen op de aanwezigheid van onder andere

metaalbewerking en pottenbakkersovens. Deze

nederzetting beschikte over een eigen waterleiding.

Het is aannemelijk dat het water uit deze

waterleiding niet alleen gebruikt werd voor de

consumptie, maar ook bij de productie van ijzeren

producten en aardewerk. In het geval van aardewerk

werd het water gebruikt om de klei vochtig te

houden tot het moment dat het verwerkt werd.

HET WATERMOLENCOMPLEX VAN BARBEGAL

Het watermolencomplex van Barbegal, bij Arles in

Zuid-Frankrijk, is een groot waterwerk waarbij de

kracht van het water werd gebruikt om meel te

produceren. Er werden tegen een steile heuvel twee rijen van acht wielen gebouwd, deze

wielen werden aangedreven door water om de molenstenen aan te drijven.

De schepraderen van ruim 2 meter in doorsnede dat door tandwieloverbrenging verbonden

was met horizontale molenstenen, en werden aangedreven door water dat via het aquaduct

over de wielen werd uitgestort. Er werd ongeveer 4,5 ton meel per dag geproduceerd,

genoeg om tien tot twintigduizend bewoners van Arles van brood te voorzien.

HET WATERMOLENCOMPLEX VAN BARBEGAL

AFBEELDING 5

/ 9

DE WAARDE VAN WATER Rome groeide in de laatste eeuwen voor Christus uit tot een stad met honderdduizenden

inwoners. Het groeiende aantal inwoners had natuurlijk een zekere hoeveelheid water nodig

als primaire levensbehoefte. Alle mensen in een stad hebben namelijk schoon drinkwater

nodig en ook kwam er een behoefte naar een systeem dat regenwater en het water dat in de

latrines gebruikt werd weg te lijden uit de stad . Door de groei van Rome was de aanleg van

aquaducten en rioleringen vrijwel noodzakelijk geworden. Daarom werd in 616 voor Christus

onder Tarquinius Priscus de Cloaca Maxima gebouwd. Dit was een rioleringsstelsel dat

uitmondde in de Tiber. De behoefte aan meer water was voor censor Appius Claudius

aanleiding om samen met zijn collega Gaius Plautius Venox in 312 v.Chr. op staatskosten een

zestien kilometer lange waterleiding aan te laten leggen, die begon bij een bron in de

Albaanse heuvels en leidde naar het Forum Boarium (de ‘koeienmarkt’) in Rome. De

capaciteit van dit aquaduct, 73.000 m3 per dag, was al snel niet genoeg. Veertig jaar later, in

272 v.Chr. werd in opdracht van Manius Curius Denatutus een tweede aquaduct aangelegd:

de Aqua Anio Vetus, waarlangs dagelijks meer dan 176.000 m3 water naar Rome kon worden

geleid. Het nieuwe aquaduct was bijna vierenzestig kilometer lang en liep, voornamelijk

ondergronds, vanaf de rivier de Anio naar Rome. Deze aquaducten werden betaald met de

opbrengsten van de oorlog tegen de Grieken in zuid-Italië.

Latrines In de Romeinse tijd hadden de meeste mensen in steden als Rome nog geen eigen toilet in

huis. Alleen de rijke patriciërs hadden een eigen latrine, maar de rest moest naar een

openbaar toilet buiten het huis. Dit openbaar toilet bestond uit houten of stenen banken met

gaten erin die naar het riool leidden, waarin je je behoefte deed. Je had daarbij een stok met

een sponsje eraan, waarmee je jezelf verschoonde, deze maakte je vervolgens schoon in de

met water gevulde geul aan je voeten.

Een openbaar toilet was in de Romeinse tijd niet alleen een praktische, maar ook een sociale

voorziening omdat hier meer dan één persoon tegelijk zaten en er zo ook contact ontstond

tussen de mensen die daar bezig waren en het een plek werd om even bij te praten en zaken

te bespreken.

Maar ook voor luxe doeleinden was water nodig, zo lieten de rijke Romeinen een eigen

waterleidinkje (een aftakking in het aquaduct naar hun villa) bouwen om hun tuinen,

fonteinen en baden van water te voorzien. Dit had wezenlijke consequenties voor de

betekenis van het aquaduct, want zo werd het aquaduct naast zijn oorspronkelijk beoogde

functie ook gebruikt als middel waarmee de private rijkdom kon worden uitgestraald. De

machthebbers in Rome beseften dat water een belangrijk machtsmiddel kon zijn. Water werd

steeds belangrijker voor een grote stad als Rome, en er kwamen steeds meer faciliteiten die

water nodig hadden.

/ 10

Thermen Een luxe behoefte die water met zich mee bracht in de loop van de tijd was baden. Dat kon in

de thermen, een badhuis in de stad. De Romeinen begonnen baden en hygiëne steeds

belangrijker te vinden en naarmate dat de toegankelijkheid van water groter werd, kwamen

er steeds meer thermen in Rome. In 33 voor Christus liet Marcus Vipsanius Agrippa (onder

generaal van keizer Augustus) een telling doen van het aantal thermen in Rome en kwam uit

op 170 baden. In de latere keizertijd steeg dit cijfer zelfs tot 260. Dit toont aan hoe belangrijk

de Romeinen baden vonden en hoe vaak ze dit deden.

Er waren zowel publieke- als privéthermen in Rome. De rijke patriciërs lieten hun eigen baden

bouwen en namen een bad wanneer ze dat wilden. Vaak hadden ze meerdere baden in hun

villa hadden. Hun baden waren net zo groot als de patriciërs dat wilden en waren naar hun

smaak ingericht. De publieke thermen waren in dit opzicht anders. Deze publieke thermen

konden afhangend van de grootte en het gebruik in verschillende vormen gebouwd worden:

Zo waren er rijenbaden, waarbij er twee rijen met kleine baden langs elkaar liepen; er waren

dubbele rijenbaden, die geschikt waren om twee verschillende groepen mensen tegelijkertijd

te laten baden zoals mannen en vrouwen; er waren ringbaden, waarbij het mogelijk was om

een rondje te zwemmen; en er waren zogenoemde keizertypen. Hierbij waren er veel

verschillende baden van verschillende grootte en vormen en waren er nog sporthallen,

massageplekken, ruimtes waar er (bord)spelletjes gespeeld werden en soms ook

bibliotheken. Nog een kenmerk van de thermen is dat er vaak verschillende baden waren met

water van verschillende temperaturen. Zo was er een koud- ,lauw- en warm bad en vaak ook

nog een sauna. In dit opzicht verschilde de thermen in de stad niet van de privéthermen van

een villa rustica op het platteland. Omdat in een grote stad veel mensen op de thermen

afkwamen werden er vaak tijden afgesproken wanneer bepaalde groepen mochten gaan

baden. Zo kwamen de mannen uit de plebejers-groep eerst, dan de vrouwen uit dezelfde

groep, vervolgens de prostituees en als laatste de slaven.

/ 11

HET AQUADUCT Watertoevoer- en waterafvoersystemen werden gebouwd omdat er in de grote steden als

Rome en Keulen een groeiende behoefte aan water was. Al het gebruikte water moest

afgevoerd worden om ziekten en slechte hygiëne te voorkomen. Er werd water

getransporteerd vanuit de omgeving (vooral vanuit bergen) en werd naar de steden toe

geleid door middel van aquaducten. Het water werd afgevoerd door rioleringssystemen zoals

de cloaca maxima.

Voor de bouw van deze enorme waterleidingen was er veel kennis nodig op gebied van

bijvoorbeeld wiskunde en natuurkunde. Ook moest er goed nagedacht worden over hoe

deze waterleidingen gebouwd werden en hoe ze functioneerden omdat er alleen gebruik

gemaakt kon worden van de zwaartekracht. Om dit uit te leggen maken we hierbij gebruik

van het voorbeeld van een aquaduct.

Omdat er bij aquaducten alleen gebruik werd gemaakt van de zwaartekracht moest het water

natuurlijk niet te langzaam of te snel stromen. Er waren in het landschap dan ook

hoogteverschillen en de bouwers stuitten vaak op slecht bruikbare bodem. Hierdoor werden

er in het aquaduct zelf gebruik gemaakt van een bepaalde hellingshoek en ook bochten.

Belangrijk waren hierbij de statische druk, doorsnede van de pijp en indien die er was, de

bochthoek. De kracht waarmee het water over de aquaducten moest stromen werd

berekend door de volgende formule:

F = 2 ∙ p ∙ A ∙ sin [α

2]

Hierbij is p de statische druk (druk door zwaartekracht naarmate het water sneller stroomt), A

de doorsnede van de pijp en 𝛼 de bochthoek.

Om de statische druk te berekenen was nog een andere formule belangrijk. Hierbij was de

specifieke massa van het water , de hoogte en de versnelling van de zwaartekracht belangrijk.

De formule luidt:

p = ρ ∙ g ∙ h

Hierbij is 𝜌 de massa van het water, g de versnelling van de zwaartekracht (altijd 9,81𝑚/𝑠2)

en h de hoogte.

Als er een bocht wordt gemaakt in het viaduct dan ontstaat er natuurlijk een vervorming in

de stroomrichting van het water. Het water wilt echter in dezelfde richting door blijven

stromen dus kan het erg onstabiel zijn om een bocht te maken. Hiervoor zijn natuurlijk ook

berekeningen nodig. De berekening hiervoor luidt als volgt:

ΔP = 2 ∙ ρ ∙ A ∙ Δx ∙ v ∙ sinβ

2

/ 12

Hierbij is dP de druk die er onstaat, ß de bochthoek, p de massa van het water (in kg/m3), A

de doorsnede van de pijp en v de gemiddelde stroomsnelheid van het water in m/s.

Voor het schatten van de gemiddelde stroomsnelheid (dit kan immers niet perfect omdat elk

stuk op een andere snelheid beweegt). Werd de volgende formule gebruikt:

𝑣2 = 8 ∙ 𝑔 ∙ Δ𝐻 ∙ 𝑅ℎ

. 𝐿

Hierbij is g weer de versnelling van de zwaartekracht, Rh de straal van de in dit geval niet

helemaal ronde pijp, d de diameter van de leiding, H Hoogteverschil tussen begin en eind

van de leiding, L de totale lengte van de leiding en de wrijvingsfactor afhankelijk van de

ruwheid van de binnenkant van de leiding.

Een landschap is natuurlijk nooit helemaal recht. Er komen kuilen, bergen en nog meer

obstakels in voor. Om met ruime bochten eromheen te gaan was natuurlijk ook geen goede

oplossing want werd het aquaduct onstabiel doordat water tegen de randen van het

aquaduct aanduwt. Daarvoor hadden de Grieken en Romeinen dus een oplossing gevonden,

een sifon. Een soort onderwaterleiding waarbij het water kon stromen door het beginpunt

hoger te zetten dan het eindpunt. Zo’n sifon zag er ongeveer zo uit:

Dit is een erg goede oplossing voor obstakels zoals kuilen. Maar zo’n sifon heeft natuurlijk zo

zijn nadelen. Bijvoorbeeld: luchtbellen. Deze luchtbellen ontstaan in de sifon en zorgen dat

het water ophoudt met stromen. Die luchtbellen zullen als het water niet te snel stroomt

gewoon aan het einde van de sifon er weer uit komen. Maar als er een bepaalde snelheid

wordt overschreden afhangende van de situatie zal de luchtbel stil blijven hangen wat slechte

gevolgen heeft zoals opstopping van het hele riool. Voor deze situatie is een formule:

vcr = √4 ∙g ∙ Db ∙ sin α

3 ∙ Cb

Hiervoor geldt: 𝑉𝑐𝑟 is de maximaal te overschrijden snelheid van de de waterstroom, g weer

de versnelling van de zwaartekracht, 𝐷𝑏 de diameter van de luchtbel in meters, is de

hellingshoek van de leiding, 𝐶𝑏 is de zogenaamde wrijvingscoëfficiënten van de luchtbel.

SIFON

AFBEELDING 6

/ 13

Hieruit volgt dus dat hoe groter de luchtbel is, des te meer snelheid is er nodig om te

luchtbel weg te duwen.

Er waren natuurlijk nog meer problemen met lucht. Een voorbeeld hiervan is waterslag. Dit

ontstaat door het ontsnappen van een luchtbel door een gat in de leiding dat groot genoeg

is om lucht door te laten ontsnappen maar te klein om water door te lekken. Dit zorgt ervoor

dat het water eerst versnelt en daarna weer vertraagd. De grootte van de drukgolf die

hierdoor ontstaat kan worden ingeschat met de wet van Joukowsky:

ΔH = 0,5 ∙ c ∙ Δv ∙ g-1

Hiervoor geldt: dH is de drukverhoging in m water kolom, c is de geluidssnelheid in water

1000m/s, dV is verschil in stromingssnelheid van het water stroomopwaarts van het lek net

voor en net na het ontwijken van lucht uit de leiding en g is de valversnelling( 9,81m/s^2).

dV is ook wel te berekenen met de volgende formule:

Δv ∙ Ac = va ∙ Ah

Hiervoor geldt: Ac is de doorsnede van de leiding in m2, Va is de snelheid van de

gecomprimeerde lucht die ontsnapt door de lekopening in m/s, Ah is de doorsnede van de

lekopening in m2.

De Romeinen moeten dus over veel praktisch toegepaste wiskunde en natuurkundige

principes hebben beschikt om dergelijke perfecte watertransportsystemen te kunnen

bouwen.

ARKEN

De Romeinen staan ook bekend om hun arken. De arken in de aquaducten zorgden ervoor

dat er makkelijk onder het aquaduct heen gelopen kon worden, maar belangrijkst is dat het

ook nog eens flink zuiniger was voor het materiaal. De ‘gaten’ die werden gevormd waren net

zo stevig als zonder gaten.

Dit komt doordat het gewicht gelijk is verdeeld. Er wordt eerst een houten mal gebouwd

waarop de stenen in een ronde vorm neergelegd kunnen worden. Wanneer de stenen

eenmaal liggen wordt het hout weggehaald, en kan er bovenop gebouwd worden.

EIND VAN EEN AQUADUCT

Het water stroomt vanuit de bergen naar Rome. Wanneer het water de vele kilometers heeft

afgelegd, zal het water eerst door drie opslagtanks moeten, deze verzekeren een bepaalde

hoeveelheid water voor de stad. Eenmaal uit de opslagtanks wordt het water óf gebruikt voor

de openbare drinkwaterfontein, óf het wordt gebruikt voor de openbare afvoer, maar het kan

ook apart gezet worden voor de Keizer en de rijken onder de Romeinen. Deze mensen

betaalden extra voor hun water.

/ 14

HET MATERIAAL Romeinse wetenschappers ontdekten dat waterdicht cement in combinatie met het

vulkanische silicium materiaal pozzolana sterk genoeg was om gebouwen mee te bouwen,

maar nog belangrijker, het was waterdicht. Het mengsel zorgde voor een evolutie in het

beheren van water. Met het mengsel konden nu gebouwen, voorwerpen of bruggen

gebouwd worden in het water. De mogelijkheid tot het bouwen van een aquaduct was

uitgevonden.

ROMEINS BETON

2000 jaar geleden begonnen de Romeinen met het maken van beton. Het Romeins beton,

ook wel opus caementicium genaamd, is een stuk minder sterk dan hedendaags beton, maar

het gaat wel aanzienlijk langer mee.

Dit verschil zit hem in de materiaalkeus voor het beton. Hedendaags beton bevat een

mengsel van kalksteen, water, zand en aggregaten als vermalen gravel. In de Romeinse tijd

werd er ook gebruik gemaakt van kalksteen in de vorm van ongebluste kalk vermengd met

water, maar het kalkmengsel werd vermengd met het vulkanische as puzzolaan. Het

puzzolaan creëerde een bijzonder sterke bond met het aggregaat.

Het beton was in meerdere opzichten beter dan het Griekse beton dat al bestond. Zo was het

sterker dan het beton dat de Grieken gebruikten en kon het verder reiken wanneer het in ark-

vormen, gewelfvormen of koepelvormen gevormd was. Ook was het gemakkelijker de vorm

te veranderen wanneer gesmolten, waren er niet extra mankrachten voor nodig dus was het

goedkoper, het was sneller om te maken en het was brandbestendig, dus veiliger.

Een belangrijk nadeel in vergelijking met het hedendaags beton is, zoals website Futurity

uitlegt, dat het voor het Romeinse beton een stuk langer duurt om hard te worden. Iets dat

toch erg belangrijk is voor het werken met beton.

Er staat wel tegenover dat het Romeinse beton veel minder koolstofdioxide afgeeft en dus

milieuvriendelijker is.

Ca(OH)2+ H4SiO4 → Ca2++ H2SiO42-+H2O → CaH2SiO4 ∙ 2 H2O

/ 15

SLOT Water was voor de Romeinen onmisbaar, zowel op het platteland als in de steden. Dit water

moest van andere plekken gehaald worden omdat er op de plekken waar het nodig was zich

een tekort aan water voordeed. Ook moest het gebruikte water afgevoerd worden. Dit werd

gedaan met behulp van water toe- en afvoersystemen als aquaducten. Er waren in de steden

en op het platteland verschillende redenen waarom het water nodig was. Door de

aquaducten werd leven op het land makkelijker, luxer en praktischer. Op het platteland werd

het behalve als luxe middel ook gebruikt ter ondersteuning van de economische activiteiten

die er zich plaats vonden als zoutwinning en meelproductie.

De kennis die de Romeinen hadden op gebied van wis- en natuurkunde omvatte onder

anderen allerlei berekeningen voor stroomsnelheid, druk en wrijving. Ze waren in staat deze

berekeningen om te zetten in praktische bouwwerken in het landschap.

/ 16

BRONVERMELDING Bechert, T. (1983). Economische Activiteiten; In: De Romeinen tussen Rijn en Maas (pp. 182-

184). Amsterdam: De Bataafsche Leeuw.

Brödner, E. (1997). Die Bädertypen; In: Die römischen Thermen und das antike Badewesen

(pp. 38-40). Darmstadt: Theiss.

Byvanck, A.W. (1947). De Romeinse Aquaducten; In: Kunst der Oudheid Deel IV (pp. 234-237).

Leiden: E.J. Brill.

Cornell, T. & Matthews, J. (1983). Landbouw en Techniek; In: Atlas van het Romeinse rijk (pp.

184). Amsterdam: Elsevier.

Cox, L (n.d.). Een bodemkundige en geomorfologische benadering van de zoutproductie rond

de Noordzee in de ijzertijd en de Romeinse periode. Bekeken op 16 januari 2014, op

www.tireview.be/index.php/terra_incognita/article/download/264/221.

Dijkstra, C. (2006). De aquaducten van Rome. Bekeken op 13 januari 2014, op

http://maecenas-acw.nl/wordpress/wp-content/uploads/coen-dijkstra-ecc-de-

aquaducten-van-rome.pdf.

Haan, N. De & Jansen, G. (n.d.) Noodzaak en luxe: Water in Romeinse woningen. Bekeken op

11 januari 2014, op http://images.tresoar.nl/bibl-

collectie/Hermeneus/Jaargang%2073/7304/7304.pdf.

Paul, H. & Kessener M. (2004). Moderne persleidingen en Romeinse hydraulische technieken.

In: Rioleringswetenschap en –techniek, 4 (15), 13-30.

Pleket, W. H. (1980). Techniek en Maatschappij in de Grieks-Romeinse Wereld; In:

Geschiedenis van de techniek (pp. 104-107). Den Haag: Martinus Nijhof.

Wayman, E. (2011). The Secrets of Ancient Rome’s Buildings. Bekeken op 20 januari 2014, op

http://www.smithsonianmag.com/history/the-secrets-of-ancient-romes-buildings-

234992/

De Romeinse Architectuur. In: KCV – Romeinse Architectuur (pp. 56-57). Leeuwarden: Eisma

Edumedia.

Romeins Aardewerk. Bekeken op 11 januari 2014, op http://www.archeologie-

delft.nl/nl/collecties/vondstencollecties/154-romeins-aardewerk.

Roman concrete. Bekeken op 20 januari 2014, op

http://archserve.id.ucsb.edu/courses/arthistory/152k/concrete.html

Roman Engineering- Aqueducts. Bekeken op 20 januari 2014, op

http://www.youtube.com/watch?v=FN1v5FYkTLQ

Werobundel water met water in de klassieke oudheid. Bekeken op 7 januari 2014, op

www.katho.be/download/werobundel%20water.pdf.

/ 17

AFBEELDINGEN

AFBEELDING 1

Forum Romanum at night. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/5b/Rome-Forum_Romanum_at_night.jpg

AFBEELDING 2

Asterix en Obélix, Het Gouden Snoeimes #2 – Pagina 10 – Plaatje 6.4

AFBEELDING 5

http://intercentres.cult.gva.es/cefire/46401840/diversificacio/Imagenes/u3a4f6.gif

AFBEELDING 6

Sifon. http://www.romanaqueducts.info/aquasite/foto/teksiphonmodel.jpg

© 2004-14 Wilke D. Schram

AFBEELDING 7

Aquaduct. http://aquaduct.hobbysite.info/images/spanjenerja%20aquaduct.jpg