Las majestuosas estructuras de la antigua Roma han sobrevivido durante milenios, un testimonio de la inteligencia de los ingenieros romanos, que perfeccionaron el uso del cemento u hormigón. Sí: el hormigón no es una creación moderna, sino de la Antigüedad romana. Su secreto se perdió en el caos de la caída de Roma bajo los bárbaros y no fue hasta el siglo XIX que se redescubrió la fórmula. Pero el cemento moderno no dura más de un siglo, mientras que el romano aún resiste en pie. El templo del Panteón, en el centro de Roma, sirve para demostrarlo, pero hay cientos de construcciones a lo largo de Italia y el Mediterráneo que demuestran la durabilidad del cemento romano.
¿Cómo ayudaron los materiales de construcción a mantener edificios colosales como el Panteón (que tiene la cúpula no reforzada más grande del mundo) y el Coliseo en pie, aunque deteriorado, durante más de 2000 años? Otro caso muy conocido es la famosa Arena de Verona. El estado del Panteón puede confundir, dado que a primera vista el visitante parece hallarse frente a un edificio del Renacimiento, cuando en realidad tiene más de 2000 años.
El hormigón romano ha demostrado ser más duradero que su equivalente moderno, que puede deteriorarse en unas décadas o un siglo como mucho.
El ingrediente clave
Ahora, científicos autores de un nuevo estudio dicen que han descubierto el ingrediente misterioso que permitió a los romanos hacer su material de construcción tan duradero y construir estructuras elaboradas en lugares difíciles como muelles, alcantarillas y zonas de terremotos. Y que duraran más de dos mil años.
El equipo de estudio, que incluye investigadores de los Estados Unidos, Italia y Suiza, analizó muestras de hormigón de 2000 años de antigüedad que se tomaron de una muralla de Roma, en el sitio arqueológico de Privernum, en el centro de Italia, y son similares en composición al hormigón encontrado en todo el Imperio Romano.
Descubrieron que los trozos blancos del concreto, conocidos como "clastos" de cal, le dieron al hormigón la capacidad de curar las grietas que se forman con el tiempo. Los trozos blancos anteriormente se habían pasado por alto y eran considerados evidencia de una mezcla descuidada o de materia prima de mala calidad.
"Para mí, era realmente difícil creer que los antiguos ingenieros romanos no harían un buen trabajo, porque realmente hicieron un esfuerzo cuidadoso al elegir y procesar los materiales", dijo el autor del estudio, Admir Masic, profesor de ingeniería civil en la el Instituto Tecnológico de Massachusetts. "Los ingenieros romanos escribieron recetas precisas y las impusieron en los sitios de construcción en todo el Imperio", agregó Masic.
El nuevo hallazgo podría ayudar a que la fabricación de hormigón de hoy en día sea más durable. "El hormigón permitió a los romanos tener una revolución arquitectónica", dijo Masic. "Los romanos pudieron crear y convertir las ciudades en algo extraordinario y hermoso para vivir. Y esa revolución básicamente cambió por completo la forma en que viven los humanos".
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El Coliseo se mantiene en pie gracias al hormigón con el que fue construido, como tantos puentes, acueductos y templos de la Roma antigua
La fórmula del cemento
El cemento es esencialmente piedra artificial. Se hace con piedra caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas. Al producto resultante de la molienda se le agrega una pequeña cantidad de yeso y se mezcla con agregados pétreos (grava y arena). Tiene la propiedad de endurecerse al ponerse en contacto con el agua. Crea una mezcla uniforme y plástica que fragua y se endurece, adquiriendo consistencia pétrea, la que es denominada concreto u hormigón. En otras palabras: cemento es la mezcla, hormigón es el resultado de mezclarlo con agua y moldearlo.
Algunos autores romanos habían sugerido el uso de cal apagada (cuando la cal se combina primero con agua antes de mezclarla) en el agente aglutinante, y es por eso que los eruditos habían asumido que así era como se fabricaba el concreto romano, dijo Masic. Pero con más estudios, los investigadores concluyeron que los clastos de cal surgieron debido al uso de "cal viva" (óxido de calcio), la forma seca de piedra caliza más reactiva y peligrosa, al mezclar el concreto, en lugar de _o además_ de la cal apagada.
Un análisis del concreto mostró que los clastos de cal se formaron a las temperaturas extremas esperadas por el uso de cal viva, y la "mezcla en caliente" fue clave para la naturaleza duradera del concreto.
"Los beneficios de la mezcla en caliente son dobles", dijo Masic. "Primero, cuando el concreto en general se calienta a altas temperaturas, permite procesos químicos que no son posibles si solo se usa cal apagada, lo que produce compuestos asociados a altas temperaturas que de otro modo no se formarían. Segundo, este aumento de temperatura reduce significativamente el curado y el fraguado, ya que todas las reacciones se aceleran, lo que permite una construcción mucho más rápida".
Para investigar si los clastos de cal eran los responsables de la capacidad del hormigón romano para repararse a sí mismo, el equipo realizó un experimento. Hicieron dos muestras de hormigón, una siguiendo las formulaciones romanas y la otra según los estándares modernos, y las rompieron deliberadamente. Después de dos semanas, el agua no podía fluir a través del hormigón hecho con una receta romana, mientras que atravesaba el trozo de hormigón moderno, hecho sin cal viva.
Sus hallazgos sugieren que los clastos de cal pueden disolverse en grietas y recristalizarse después de la exposición al agua, curando las grietas creadas por la intemperie antes de que se extiendan. Los investigadores dijeron que este potencial de autorreparación podría allanar el camino para producir hormigón moderno más duradero. Este avance además reduciría la "huella de carbono" del hormigón, que representa hasta el 8% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero. Pero fundamentalmente alargaría sustancialmente la vida útil de los edificios hechos con hormigón.
Las cenizas del Vesubio
Durante muchos años, los investigadores pensaron que las cenizas volcánicas del Vesubio, en la zona de Pozzuoli, en la bahía de Nápoles, eran las que hacían que el hormigón romano fuera tan resistente. Este tipo de ceniza se transportaba por todo el vasto imperio romano para ser utilizada en la construcción, y los arquitectos e historiadores de la época la describieron como un ingrediente clave para el hormigón.
Roma erigió el puerto de Cosa con esta tecnología. Los muelles de Cosa son visibles todavía, con la parte sumergida en buenas condiciones después de 2100 años. Hoy se sigue usando para lograr un cemento capaz de fraguar bajo el agua.
Masic dijo que ambos componentes, cal viva y cenizas volcánicas, son importantes, pero que la cal se pasó por alto en el pasado. La investigación fue publicada en la revista Science Advances.
