Construyendo una balista romana: el lanzador de virotes impulsado por torsión

Las ballistae se diseñaban mediante un sistema proporcional basado en el calibre (D), el diámetro del orificio que sostiene el haz de resorte de torsión. Para un lanzavirotes, Vitruvio (De Architectura X.10) hace que el orificio sea de una novena parte de la longitud del virote. Para un virote de 60 cm, esto da D = 60 ÷ 9 ≈ 6,7 cm (67 mm). Todas las demás dimensiones del marco en este plano escalan a partir de esta única medida de calibre. (La regla de la raíz cúbica, D = 1,1 × ∛(100 × peso del proyectil en minas), es para lanzapiedras, no para lanzavirotes.)

El armazón de la balista consta de dos montantes verticales (placas laterales) y un travesaño horizontal (transsom) que forman una figura en U, además de un canal saliente (el canal de disparo) a lo largo de la línea central. Todas las vigas estructurales se cortan de madera dura densa y sin nudos: fresno, roble u olmo. La altura de los montantes es de 7× el calibre (7D, aproximadamente 47 cm para nuestro ejemplo). El ancho total del armazón es de 6,5D de exterior a exterior. El canal de disparo mide 18D de largo, se fija al centro del travesaño y se extiende hacia adelante. Ensamble con caja y espiga todas las uniones y refuércelas con flejes y pernos de hierro: el armazón sufrirá fuerzas de choque violentas en cada disparo y no debe doblarse ni aflojarse.

Las carcasas de los resortes de torsión (modioli) son cajas de madera rectangulares, una a cada lado del marco, y cada una contiene un orificio vertical de diámetro D (el calibre) por el que pasa el haz del resorte. La carcasa está formada por dos placas de madera pesadas (el capitel y la placa base de cada marco de resorte, cada una de unos 3D de grosor) unidas por dos montantes verticales de la caja del resorte. Placas de refuerzo de hierro recubren el interior del orificio del resorte para evitar que la madera se raje bajo la enorme fuerza de torsión. Taladre verticalmente el orificio del resorte a través de la carcasa ensamblada usando una barrena del diámetro correcto según el calibre. Las dos carcasas de resorte deben montarse simétricamente en el marco principal; cualquier asimetría produce un lanzamiento asimétrico.

Enhebra el material del resorte de torsión (cordón de tendón, cuerda de crin de caballo o cuerda de lino resistente como sustituto moderno) a través de los orificios del resorte en vueltas en forma de ocho, llenando el orificio del calibre hasta que el paquete quede completamente compacto. El tendón animal es el material original. Enrolla suficiente material para llenar bien el orificio del calibre cuando todas las vueltas estén colocadas.

Cada haz de resorte recibe un brazo de lanzamiento: una palanca recta de madera dura de aproximadamente 8D de largo (54 cm para nuestro calibre), 1,5D de ancho y 1D de grosor. El brazo se inserta horizontalmente a través del haz de resorte, a media altura del haz. Los dos brazos de cada lado del bastidor se proyectan así hacia el interior, hacia la línea central del arma. En la posición de reposo (descargada), ambos brazos son traídos hacia delante por la tensión del resorte, apuntando hacia la parte delantera del arma a aproximadamente 20–30 grados desde la vertical. Al armarse, los brazos se tensan hacia atrás con el cabrestante hasta apuntar hacia atrás; esta es la posición de energía almacenada.

En la parte superior e inferior de cada orificio del resorte, coloque un disco giratorio (epizygis) alrededor del cual se enrolla el haz de resortes. El disco tiene orificios periféricos (aproximadamente 16–20 orificios alrededor de la circunferencia) que se alinean con un pasador de bloqueo fijo en el bastidor. Al girar el disco una posición de orificio, se tuerce todo el haz de resortes un incremento de orificio, aumentando la tensión. Coloque un mecanismo de trinquete para que el disco no pueda desenrollarse bajo carga: un trinquete de hierro con resorte cae en los orificios periféricos. Para ajustar la tensión: libere el trinquete, gire el disco la cantidad deseada con una palanca de hierro y deje que el trinquete vuelva a engranar. Este mecanismo permite ajustar individualmente cada resorte para lograr igual tensión en ambos lados, algo esencial para un virote que vuele recto.

Conecte las dos puntas de los brazos con una cuerda de arco corta y muy resistente, hecha de tendón retorcido o cordel grueso de lino. La cuerda une las dos puntas de los brazos y es la interfaz directa entre el mecanismo de resorte y el virote. La cuerda debe ser lo bastante corta para alcanzar con facilidad de una punta de brazo a la otra cuando los brazos están en la posición disparada (hacia adelante), pero lo bastante larga como para no estar sometida a tensión en esa posición; toda la tensión proviene de los resortes de torsión, no de la geometría de la cuerda. La línea central de la cuerda debe quedar exactamente sobre la línea central de la acanaladura de disparo. Fije la cuerda mediante ganchos de hierro o muescas talladas en las puntas de los brazos; la cuerda soporta una fuerza de tracción de varios cientos de kilogramos cuando está tensada y no debe deslizarse.

Tensar la balista (tirar de la cuerda del arco desde la posición de reposo hasta la posición tensada en contra de la resistencia del resorte) requiere ventaja mecánica: incluso una balista pequeña necesita entre 200 y 400 kg de fuerza. Construya un mecanismo de torno: un eje horizontal (el epagogeus) con una manivela en un lado y un tambor de trinquete en el otro, montado en soportes en la parte trasera del canal de tiro. Una cuerda o cadena desde el tambor conecta con una garra (el chelonium, 'tortuga') que sujeta la cuerda del arco. Al girar la manivela, la cuerda del arco se arrastra hacia atrás por el canal hasta la posición del disparador, mientras el trinquete mantiene la carga en cada incremento. La ventaja mecánica del torno (relación entre el radio de la manivela y el radio del tambor de aproximadamente 4:1) reduce el esfuerzo del operador a un manejable 50–100 kg.

El disparador (katastates) sostiene la cuerda del arco tensada y la suelta limpiamente cuando el operador lo ordena. El diseño más simple y eficaz es un gancho de hierro pivotante montado en una ranura del canal de tiro: el gancho engancha un lazo de la cuerda al estar tensado y se suelta cuando el operador tira de una palanca que hace girar el gancho hacia abajo, dentro de la ranura. El disparador debe ser absolutamente seguro bajo la carga de tensión del resorte, pero liberar de forma limpia e instantánea; cualquier vacilación permite que la cuerda roce contra el gancho, empujando el virote hacia un lado y provocando un disparo impreciso. Pruebe el disparador en seco (sin virote) muchas veces antes de cargarlo para asegurar una liberación fiable y consistente.

El canal de disparo es una ranura en forma de U que guía el virote desde su posición de reposo en el gatillo hasta la boca del arma. El canal debe estar perfectamente recto; cualquier curva o torsión desvía el virote. Recubre el canal con una ranura lisa, apenas más ancha que el fuste del virote (aproximadamente 25–30 mm para un virote estándar). La ranura debe quedar exactamente centrada en el ancho del canal para que la cuerda toque el culatín del virote de manera perfectamente central. Alisa la ranura con un formón y piedra de arenisca, y recúbrela con sebo o cera de abejas para reducir la fricción. El virote descansa en la ranura solo por gravedad; no instales ningún clip de retención que pueda interferir con la salida del virote.

Las balistas de campaña se montaban sobre una base de madera que permitía la rotación en azimut (apuntado horizontal) y el ajuste de elevación. Construya una base de traslación sencilla: una plataforma inferior pesada (fija) con una plataforma superior giratoria (que pivota sobre un pasador de hierro atravesado por el centro). El armazón del arma se atornilla a la plataforma superior. Para el ajuste de elevación, el armazón del arma pivota sobre un eje horizontal en la parte trasera del armazón inferior; al elevar o bajar la parte delantera se cambia la elevación. Cuñas de bloqueo mantienen la elevación una vez fijada. Las monturas de balistas romanas también incorporaban un mecanismo de puntería: un simple pasador de hierro en el extremo de la boca y una muesca en V en la posición del operador, lo que permitía adquirir el objetivo de forma repetible.

Los pernos de balista son más cortos y pesados que las flechas: aproximadamente de 60 a 75 cm de largo, con un diámetro de fuste de 25 a 30 mm. El fuste se tornea o se parte a partir de madera de fresno de veta recta. En la punta, forja a martillo una punta piramidal de hierro de aproximadamente 8 cm de largo y encájala a presión en el fuste, asegurándola con remaches de hierro o alambre de hierro enrollado. En la cola, corta tres o cuatro aletas de estabilización de madera rígida o lámina de bronce, no de plumas, que son demasiado frágiles para la violencia de la balista, y pégalas y átalas al fuste a intervalos de 120 grados. El perno debe estar perfectamente recto al rodarlo sobre una superficie plana. Cualquier alabeo hará que gire en espiral de forma errática en vuelo. Un perno de balista de calidad con punta de hierro pesa aproximadamente entre 150 y 200 gramos.

Instale el arma en un campo abierto con un alcance libre mínimo de 200 metros. Ajuste ambos resortes de torsión a la misma posición de tensión en los anillos de trinquete (el mismo número de muesca, contado desde la posición de tensión cero). Arme el arma, coloque un perno en la canaleta, apunte a un objetivo estable a 100 metros y dispare. Observe dónde impacta el perno: si se desvía hacia la derecha, el resorte izquierdo tiene más tensión; si se desvía hacia la izquierda, aumente el resorte izquierdo o disminuya el resorte derecho en una posición de trinquete. Ajuste la tensión de los resortes en incrementos iguales en ambos lados para aumentar o disminuir la potencia. Registre el alcance y la dispersión en cada configuración del resorte durante algunas rondas de prueba para establecer el punto cero.