Analizan cómo el hormigón romano antiguo resistió la prueba del tiempo

Los antiguos romanos eran ingenieros y constructores brillantes que crearon una deslumbrante variedad de magníficas estructuras, incluidas algunas que han sobrevivido hasta los tiempos modernos prácticamente intactas, como el Panteón abovedado de Roma.

Un material indispensable para los romanos era una forma de hormigón que desarrollaron y que es conocido por su notable durabilidad y longevidad, aunque su composición y propiedades exactas siguen siendo un misterio. Un nuevo estudio contribuye en gran medida a resolver este rompecabezas y, según los investigadores, podría allanar el camino para el uso moderno de una versión replicada de esta antigua maravilla.

El hormigón romano se introdujo en el siglo III a. C. y resultó revolucionario. También llamado opus caementicium, sus tres ingredientes principales eran cal, ceniza volcánica y agua. Ayudó a los romanos a erigir estructuras que incluían templos, baños públicos y otros grandes edificios, acueductos y puentes como nunca antes se había hecho en la historia. Debido a que el hormigón podía endurecerse bajo el agua, también era vital para la construcción de puertos y rompeolas.

Muchas de estas estructuras han perdurado durante dos milenios, mientras que las modernas contrapartes de concreto a veces se desmoronan en meros años o décadas.

Los investigadores realizaron un examen sofisticado del hormigón de los muros de la antigua ciudad de Privernum, ubicada en Italia al sur de Roma. Descifraron estrategias de fabricación inesperadas que le dieron al concreto propiedades de autorreparación, reparando químicamente cualquier grieta o poro.

"Los nuevos resultados muestran que en la base de la autocuración y la longevidad del hormigón romano antiguo podría estar la forma en que los romanos mezclaban sus ingredientes crudos, específicamente cómo usaban la cal, el componente clave de la mezcla además de la ceniza volcánica", señaló el Instituto de Tecnología de Massachusetts. el profesor de ingeniería civil y ambiental Admir Masic, quien dirigió la investigación publicada en la revista Science Advances.

"Este es un próximo paso importante para mejorar la sustentabilidad de los hormigones modernos a través de una estrategia de inspiración romana. Pudimos traducir algunas de las características de los antiguos morteros romanos que se pueden asociar con la autocuración en análogos modernos con gran éxito", añadió Masic.

La cal es una sustancia pulverulenta cáustica blanca compuesta de óxido de calcio, que se obtiene calentando piedra caliza.

El hormigón romano contiene fragmentos blancos llamados "clastos de cal", restos de la cal utilizada en el hormigón. Estas características, dijeron los investigadores, parecen haber resultado de un proceso llamado "mezcla en caliente" que emplea una variante de cal llamada cal viva que reacciona con el agua para calentar la mezcla de mortero y fomenta químicas beneficiosas que de otro modo no ocurrirían.

Los expertos habían creído durante mucho tiempo que la durabilidad del hormigón romano se debía a otro ingrediente importante: las cenizas volcánicas del área de Pozzuoli en la Bahía de Nápoles. Algunos vieron los clastos de cal, ausentes en el concreto moderno, como un subproducto accidental de una preparación descuidada o materiales de mala calidad. Este estudio los identificó como instrumentales en la autocuración.

"Esencialmente, funciona así: cuando el hormigón se agrieta, entra agua o humedad y la grieta se ensancha y se extiende por toda la estructura. Los clastos de cal se disuelven con la infiltración del agua y aportan iones de calcio que recristalizan y reparan las grietas. Además, los iones de calcio puede reaccionar con ingredientes volcánicos para reforzar la estructura", dijo Masic.

El Panteón, que data del siglo II d. C., es un edificio circular de hormigón revestido con ladrillos que cuenta con la cúpula de hormigón sin reforzar más grande y antigua del mundo. El enorme Coliseo romano, que data del siglo I d. C., también hubiera sido imposible sin el hormigón.

"Los romanos fueron grandes ingenieros. El hecho de que todavía podamos caminar alrededor de muchas de sus estructuras es un testimonio de eso. Simplemente, vaya al Panteón y vea la fila de personas que esperan para ver la magnífica cúpula", comentó la autora principal del estudio, Linda Seymour, quien trabajó en la investigación como estudiante de doctorado en el MIT y ahora es consultor de proyectos en la firma de ingeniería SGH.

"Los romanos eran inteligentes y adaptaron sus materiales en función de una miríada de factores, como la ubicación y el tipo de estructura", agregó Seymour.

Masic es cofundador de una empresa llamada DMAT, con sede en Estados Unidos e Italia, que comercializa hormigón inspirado en la antigua versión romana.

Edición: Estefanía Cardeña