¿Cuánto más eficaz en la excavación sería un poder preindustrial tardío eficiente en comparación con el trabajo humano básico?

Continuando con mi pregunta anterior aquí: ¿Se puede excavar un canal de transporte de agua con energía hidráulica?

He abandonado la autocanalización por ser demasiado difícil. Por lo tanto, se requerirá excavación manual. Necesito saber qué tan grande podría ser razonablemente el canal. Esto obviamente dependerá (entre otras cosas) del tiempo y mano de obra disponible, así que para simplificar hablaré de metros cúbicos movidos por hombre día.

Suponga la misma superficie de arena/marga/arcilla, pero agregue una base de roca sólida unos metros más abajo (a una profundidad que sea más conveniente para la construcción). Tome el trabajo manual utilizando picos, palas y carretillas básicas como punto de partida inicial para el cálculo de metros cúbicos excavados por día hombre.

La pregunta es cuánto más eficiente que esta configuración básica pueden hacer su operación si utilizan una gama más amplia de equipos mecánicos y basados ​​en animales y gestionan el trabajo de forma inteligente. Todos los dispositivos preindustriales están en el alcance, palancas, poleas, grúas, carros con ruedas, caballos, otros animales y cualquier otra cosa que se te ocurra. ¿Qué nivel de multiplicador debo agregar al método mandrólico básico?

No hay máquinas de vapor ni motores de combustión interna, pero esta sociedad está muy avanzada en otros aspectos. Por ejemplo, están familiarizados con todo tipo de cálculos hidráulicos, como la ecuación de Manning para la estimación del flujo del canal.

Relacionado: ¿Cuánto tiempo llevaría cavar un canal de 10 km con tecnología de la Edad del Bronce?

(a) ¿Tenemos explosivos? Pero más al grano... (b) ¿Cuál es tu pregunta? ¿Cuánto más eficientemente (es decir, cuánto más rápido) se puede cavar el canal? Como en, "la humanidad hizo X históricamente, pero en retrospectiva, ¿podríamos mejorar eso?" Esta es una pregunta algo extraña. ¿Estás colando un mosquito?
Solo mire los canales del mundo real, muchos canales se construyeron antes de la era industrial. China y Gran Bretaña son dos ejemplos de ello. Como es esta pregunta necesita mucho trabajo. Considere simplemente preguntar qué tan rápido se puede construir un canal preindustrial. El Bridgewater Canal sería un gran ejemplo.
Es cierto que habrá muchos cálculos (que estoy feliz de realizar), por eso traté de simplificar el problema evitando el cálculo del canal. Estoy interesado en la ventaja tecnológica en la excavación de la tecnología del período preindustrial tardío sobre métodos de excavación muy primitivos: ¿qué multiplicador aplicar? x2? X5?
El Canal du Midi de 240 km (150 millas) se construyó en 14 años (1667 a 1681) sobre montañas y valles, completamente a mano. Y ni siquiera fue una especie de esfuerzo nacional del Reino de Francia; era un proyecto de ingeniería ordinario, uno de tantos.
Si realmente estás construyendo un mundo, ¿por qué la realidad supera al realismo? De cualquier manera, ¿por qué no preguntarle a Google cuánto tiempo llevó construir este, ese u otro canal interesante? En estos días, ¡algunos incluso tienen sus propios doccoes de TV!
@Robbie Goodwin Creo que ceñirse a la realidad al final producirá una historia más satisfactoria y creíble. Si tuviera que ignorar los detalles, todo degeneraría muy rápidamente en inconsistencia y se requeriría magia para arreglarlo. He estado investigando mucho, pero algunas cosas no son tan fáciles de descubrir, incluso con la ayuda de Google. Este sitio web ha sido extremadamente útil para encontrar agujeros en mi pensamiento sobre tales cosas.
@Slarty ¿Por qué no intentarlo? Es posible que descubras que eres mejor escritor de lo que pensabas. Si cree que la realidad es más importante que el realismo, fuera de los libros de texto, ¡le sugiero que lea más! Encontrar agujeros en el pensamiento de las personas es muy importante e incluso eso no altera el simple hecho de que, de lejos, la mayoría de los lectores están más que felices de suspender su incredulidad, tomarse de las manos y ser conducidos a donde sea que los lleve el autor. Si estuviera a punto de investigar la excavación de canales, ¿cuáles tres proyectos le vendrían primero a la mente?
@AlexP Esa es una fuente excelente, gracias. Perfecto en términos de marco de tiempo y un tema muy relevante.
@Robbie Goodwin Reality vs realism es un punto interesante. Supongo que en cierto sentido lo que estoy haciendo es muy definitivamente realismo y no realidad. Estoy seguro de que un grupo de ingenieros capacitados conduciría un caballo y un carruaje durante todo el proceso. Quizás se necesita mucho para suspender mi incredulidad. Dicho esto, la idea de "dejar ir" atrae de alguna manera. Sería mucho más fácil dibujar una línea en el mapa y decir que construyeron un canal aquí, fue difícil pero usaron magia. Pero luego todo vale.
@Robbie Goodwin He investigado muchos proyectos. Suez y el canal de los faraones. Muy útil en cuanto a movimiento de tierras aunque en parte por mecanización. El proyecto romano de drenar el lago de Fucine y reducirlo en 15.000 hectáreas. El Canal de Panamá no es tan bueno por el problema de las enfermedades y todas las esclusas. Acabo de descubrir el Canal du Midi, que es un recurso fantástico; gracias a AlexP, hoy es particularmente impresionante porque muestra la escala de logros en el 1600, que es el período correcto.
El Canal di Midi incorporó esclusas, algo de lo que no creo que deba preocuparse este proyecto. No veo ningún dispositivo mecánico en particular. No creo que ni siquiera las compuertas sean útiles, pero quizás un depósito o dos a lo largo de la ruta para poder acumular una buena cabeza de agua para aumentar la presión del agua en las secciones más bajas (período seco para dragado, período húmedo para inundaciones).
@Justin Thyme the Second Acorded locks no son necesarios en este tramo del canal, por lo que debería facilitar la construcción. Es navegable pero su finalidad principal sería el transporte de grandes cantidades de agua. Sin embargo, una cosa que me preocupaba un poco: en el extremo de la fuente debe haber un terreno más alto, quizás 100-200 metros más alto en las últimas doce millas más o menos. Una barrera natural de colina/montaña con una brecha en ella que está represada. Luego, algunos vertederos impresionantes de muy alto volumen, quizás una o dos millas de ellos. Construido en etapas: ¿tal vez una tarea de ingeniería tan difícil como el propio canal?
Algo definitivamente para que usted considere. Depende de qué tan investido esté en la parte 'excavada'. Dados los trabajos de ingeniería de los primeros egipcios en la construcción de pirámides, lo siguiente es ciertamente factible. Tendría una mayor presión de agua y un mayor flujo si construyera una secuencia decreciente de 'patios' y compuertas desde la parte superior de su depósito. No le da la forma 'parabólica' tradicional en la pendiente de las vías fluviales diseñadas, pero le da una presión de 'cabeza' creciente.
Piense en una fuente de jardín que fluye a través de estanques y cascadas sucesivas. La única bomba que se necesita es la que sube el agua al nivel más alto. El hormigón lo tenemos desde la época de los romanos. Es muy concebible que sus ingenieros también lo tuvieran. Los egipcios movieron mucha tierra para hacer rampas suaves por los lados de las pirámides y luego quitaron la tierra cuando terminaron la construcción.
Mover grandes cantidades de tierra es solo trabajo bruto, nada particularmente desafiante en términos de ingeniería, siempre que tenga suficiente mano de obra.
@Slarty ¿Por qué ser tan negativo sobre los objetivos o medios... el contenido de su mundo y sus métodos de construcción? Siempre es más fácil trazar una línea y “construir un canal…” por arte de magia. ¿Por qué usar su investigación o inventarla sería peor? ¿Quién sabía lo que la investigación de Suez y “el canal de los faraones”, el lago Fucine y el Canal de Panamá y el descubrimiento del Canal du Midi dejaron sin decir acerca del “poder preindustrial tardío” y el “trabajo humano básico”? ¿Qué era el “poder preindustrial” sino el “trabajo humano básico”? ¿Qué fue “la autocanalización” y cómo fue “demasiado difícil”? ¿Por qué no escribirlo de manera realista?
@Robbie Goodwin ¿Qué era el poder preindustrial sino el trabajo humano? Es exactamente el punto de la pregunta que estoy haciendo aquí. Sugiero su trabajo humano magnificado por el trabajo animal y máquinas simples como grúas y molinos de viento. No masivo, pero significativo. La autocanalización se refería a mi pregunta anterior aquí: worldbuilding.stackexchange.com/questions/190182/… La dificultad es la cantidad de sedimento que tendría que moverse dada la ubicación tierra adentro. Podría volver a eso más tarde.
@Slarty Lo siento y se lee como si "¿Qué era el poder preindustrial sino el trabajo humano?" es exactamente el punto que no estás abordando aquí". Por supuesto, eso es trabajo humano magnificado por trabajo animal y máquinas simples como grúas y molinos de viento. Claramente enorme: lo que quisiste decir con "masivo". ¿Pregunta anterior? ¿No sabías que el enlace decía ahora sobre "autocanalización"? ¿Por qué otros estilos de trabajo no necesitarían mover sedimentos? ¿Por qué no dejar lo que podrías volver más tarde, hasta... eh... más tarde?

Respuestas (2)

El canal más largo del mundo es también uno de los más antiguos. El Gran Canal Jing-Hang en China.

Las partes más antiguas del canal datan del siglo V a. C., pero las distintas secciones se conectaron por primera vez durante la dinastía Sui (581–618 d. C.). Las dinastías de 1271 a 1633 restauraron y reconstruyeron significativamente el canal y alteraron su ruta para abastecer a su capital.

La longitud total del Gran Canal es de 1.776 km (1.104 millas).

Este canal se construyó en parte a través de una cadena montañosa, con importantes desafíos de construcción, sin máquinas de potencia aumentada. Así que sin duda la construcción de sus 400 km. canal en terrenos relativamente planos en un suelo muy susceptible de excavación (con muy pocos desafíos de ingeniería) por parte de una sociedad sin energía está bien dentro de una conjetura razonable.

Y sé por experiencia personal, habiendo trabajado en la Universidad trabajando en una cantera, que una persona razonablemente en forma en un entorno altamente sindicalizado consciente de la seguridad puede mover manualmente sin ayuda de seis a ocho yardas cúbicas de material desde un sótano cerrado con cinta transportadora en un turno de ocho horas, utilizando sólo una pala y una carretilla, sin un gasto de esfuerzo irrazonablemente excesivo. Todos los descansos incluidos. El trabajo de Troglyte podría hacerlo fácilmente en la mitad del tiempo.

¡Gracias por eso! Estaba tratando de establecer qué ventaja daría la tecnología preindustrial tardía, por ejemplo, grúas de carga pesada
Puedo asegurarle absolutamente que cavar una zanja de 5 a 10 metros de profundidad en un suelo muy tolerante y mover el material a una distancia muy corta fuera del camino no se beneficiaría significativamente de las grúas y demás, siempre que tenga la mano de obra. Las grúas solo son útiles para alturas y objetos realmente pesados ​​(cantos rodados). La carretilla y el carro clásicos serían suficientes. La única ventaja que tienen las máquinas motorizadas (y básicamente son solo carretillas, palas y vagones) es la mano de obra.
En lugar de una tripulación de 20, una tripulación de dos o tres. Si esto fuera minería, en un espacio confinado, la reducción de mano de obra sería significativa. ¿Cuántos trabajadores puedes meter en una mina? Pero en este caso, puedes repartir tantos trabajadores como quieras a lo largo de los 400 km. longitud sin que restrinjan a otros trabajadores.
Considere que el frente occidental en la Gran Guerra fue de 700 km. de largo, y era esencialmente una larga trinchera continua, cavada esencialmente a mano, de más de cuatro a seis metros de profundidad y tres a cuatro metros de ancho, y estaba tripulada por una línea contigua de soldados de un extremo al otro, completada en solo un unos meses a un año como máximo.
@Slarty se pone aún mejor. Los romanos ya podían construir un acueducto de 90 km con una inclinación del flujo de agua del 0,3%, cayendo 264 m de altura. La mayor parte es hasta el punto medio, cayendo un 0,15% el resto del camino. Aunque los acueductos son diferentes de los canales, demostraron que también podían hacer carreteras increíblemente planas. Es probable que puedan aplicar la misma inclinación a un canal. Así que no pueden simplemente construirlo, también pueden ser muy precisos.
@JustinThymetheSecond: No fue una trinchera larga y continua. Era un complejo sistema de trincheras , de unos 20 km de ancho en promedio. En un momento dado, tanto los anglo-franceses como los alemanes tenían decenas de trincheras más o menos paralelas. La estimación comúnmente acordada es que la longitud total de las trincheras en el oeste era de unos 55.000 km (35.000 millas).
@Justin Thyme the Second Estaba pensando que ayudaría en canales más grandes si la base fuera, digamos, 6 m hacia abajo, los escombros de múltiples túmulos pudieran arrojarse en un contenedor grande y levantarse con una grúa hasta la parte superior. Los caballos y los carros también se pueden usar con equipos más grandes que llenan un carro en lugar de ir y venir con carretillas, especialmente a medida que aumenta el ancho.
La ventaja del caballo y el carro sobre las grúas es que puede cargar un caballo y el carro en cualquier lugar, el carro es muy móvil, pero la grúa tiene un alcance limitado. Además. en la parte superior, todavía tiene que volcarlo en un carro, entonces, ¿por qué no comenzar con uno y ahorrar un paso? Cinco metros no es obstáculo para un buen tiro de caballos. Empujar una carretilla por una rampa para volcarla en el vagón, las rampas de tierra son baratas de construir y fáciles de mover. Descargué la carga de la carretilla en una bandeja que, cuando estaba llena, se la llevó una carretilla elevadora, pero que bien podría haber sido una carreta tirada por un caballo. Y por muchas razones, sugiero bancos inclinados.
Pero tenga en cuenta que todo el material que extraiga puede dejarse junto al canal para hacer que los bancos sean más altos.
Los déspotas suelen ser bastante buenos para hacer las cosas.
@Charles Bamford No hubo 'déspotas' en la Gran Guerra, solo políticos muy mal dirigidos. Nadie estaba tratando de oprimir a nadie más. Todas las partes pensaron que el desacuerdo se aclararía en meses y que todos estarían en casa para Navidad.
Hagamos algunos cálculos. Suponga que un hombre fuerte puede mover 10 metros cúbicos de material por día (fácilmente factible) con una pala y una carretilla cargadas en un carro tirado por caballos. Una rebanada de canal de un metro de espesor por 20 metros de ancho por 5 metros de profundidad (un canal de tamaño decente para cumplir el propósito) le tomaría a esta persona diez días para excavar. Para 400.000 metros, 400.000 trabajadores tardarían diez días en excavar. O 40.000 trabajadores 100 días para excavar. O unos 13.000 trabajadores al año para cavar. O 100 excavadoras motorizadas y volquetes cuatro semanas como máximo para excavar (10 metros cúbicos por pala).
@JustinThymetheSecond, cuando haces tus cálculos sobre lo que un hombre puede hacer, ¿tomas a un hombre moderno saludable y bien alimentado o a un esclavo/siervo que básicamente está desnutrido y no motivado (aparte del látigo). Y no comenzaría el cavando un canal de 20 metros de ancho, 5 metros son suficientes para hacer el canal básico que luego puede ensanchar (si lo desea) dragando, lo que parece ser la forma más fácil de trabajar.
@Willeke Strange, tu perspectiva, porque nadie mencionó esclavos o mano de obra esclava. No tengo la menor idea de dónde vino eso. Dada la pendiente muy poco profunda de este canal, un canal de cinco metros de ancho no tendría suficiente presión de agua para mover el agua por completo. En mis cálculos al dorso del sobre, 20 m es el ancho mínimo necesario para proporcionar suficiente flujo de agua para mantener todo en movimiento. A menos que tuviera bancos y fondo perfectamente sin fricción. Debido a la fricción, el agua dentro de un metro de los lados estaría casi estancada. La caída es de 10 cm en 1 km.

Nuestro canal local, el Noordzeekanaal , fue excavado y construido en el siglo XIX, el trabajo tomó alrededor de 10 años y solo una pequeña parte de los 25 km fue excavada a mano.
Aproximadamente 6,5 km (4 millas) a través de las dunas de arena se excavaron a mano y fue donde un arroyo atravesó la mayor parte del camino a través de las dunas, por lo que no hay mucha altura para cavar. Esa parte requirió mucho esfuerzo y casi tanto tiempo como el resto cavar/construir a través de un lago, dragando con cualquier método disponible en ese momento, antes de que el vapor se usara realmente en este tipo de trabajo.

Como puede ver en el enlace de Wikipedia (al nombre del canal arriba), cavaron un lago más profundo, usaron el suelo del fondo para construir diques a ambos lados y recuperaron la tierra en el exterior de esos diques para usarla como campos.

El suelo en el área es arena (dunas), turba (la tierra fuera del antiguo lago y las dunas) y arena o arcilla en el fondo del lago.

Una vez que se construyó/excavó el canal inicial, se realizó la ampliación mediante el dragado y la eliminación de los diques y la construcción de otros nuevos.

Lo que puede aprender de esto es el tiempo que tomó (construir a mano a través de las dunas) y cómo agrandar cuando tiene un canal angosto básico.

Aquí los constructores tuvieron la suerte de no tener que construir sobre colinas (o construir acueductos para construir sobre valles). Si los necesita, tendrá que agregar años a los resultados.

La cantidad de años que tomará su canal depende principalmente de la cantidad de personas que pueda poner a trabajar y cuánto dinero se invierta, usar máquinas simples o energía animal ayudará, cuánto depende de la tecnología y los animales utilizados, así como el dinero invertido .
Tendrá más sentido cavar un canal de este tipo si conecta una serie de comunidades o agranda un río/arroyo que ya existe pero no es útil (lo suficiente) para el transporte marítimo. (En lugar de construir a través de un área donde no hay nada).

Sí, diste en el clavo justo en la cabeza. El tiempo que toma depende completamente de la voluntad de gastar la riqueza necesaria para construirla, incluso si el único gasto de riqueza es en mano de obra que, por lo tanto, no puede usarse para ningún otro propósito económico. La trinchera en el frente occidental se construyó utilizando la riqueza fácilmente disponible: la mano de obra ya estaba allí, no se iría a ningún otro lado. El único gasto de riqueza fue el costo de las palas.
@Justin Thyme the Second Lo que en realidad estaba preguntando era cuánta mejora proporcionaría la "mecanización" como las grúas y los caballos en comparación con la pala básica del hombre y una carretilla. Tengo la impresión de que no sería mucho, pero sospecho que en un gran proyecto como este tendría algún efecto. Obviamente, el tiempo que lleva depende del tamaño de la fuerza de trabajo, etc., etc.
Los caballos, o algún tipo de bestia de carga, definitivamente harían que el proyecto fuera mucho más rápido. Especialmente cuando el terreno es plano y sin obstrucciones. Un humano puede mover 8 metros cúbicos de suelo en un día. un caballo tirando de un carro puede moverlo en una fracción de hora. Entonces, digamos que un caballo equivale a 32 hombres, para mover la tierra, pero nunca he visto un caballo que pueda CAVAR mejor que un humano. Hasta donde yo sé, los humanos son los mejores medios para excavar hasta que aparecieron la energía de vapor y las palas de vapor (excepto tal vez para la hidroexplosión). Pero incluso entonces, se necesitó diesel para finalmente hacer una diferencia pronunciada.
Arar, sin embargo, es otra cosa. Una bestia de carga puede arar en un suelo que un humano nunca podría hacer.
¿Cuánto más eficaz en la excavación sería un poder preindustrial tardío eficiente en comparación con el trabajo humano básico?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v