El ingrediente mágico detrás del hormigón de la antigua Roma

La presencia de los antiguos romanos todavía se siente en toda la Europa actual. De hecho, algunos baños públicos, acueductos y otros diques construidos hace más de 2000 años siguen en pie gracias a un tipo de hormigón que es mucho más duradero que su homólogo moderno. ¿Cómo explicarlo? Es posible que un equipo haya identificado el ingrediente “milagroso” en esta mezcla. Este trabajo, publicado en Science Advances, podría ayudar a los ingenieros a mejorar el rendimiento del hormigón moderno.

Durabilidad milenaria

Los romanos fueron los primeros en utilizar hormigón a gran escala para sus proyectos de construcción ya en el año 200 a. La mezcla incorporaba un polvo blanco conocido como cal apagada (un producto derivado de la cal), pequeñas partículas, fragmentos de roca llamados tefra expulsados ​​por erupciones volcánicas y agua.

Por su parte, el hormigón moderno se fabrica generalmente a partir de cemento Portland : una mezcla de piedra caliza, arcilla, arena y tiza, todo triturado y quemado a temperaturas muy altas. Aunque es el material de construcción más utilizado en el mundo, no es inmune a los daños. Expuesto a los elementos, el material se agrieta, amenazando finalmente la integridad de toda la estructura involucrada.

Por el contrario, las antiguas estructuras romanas parecen soportar la prueba del tiempo. Esta asombrosa durabilidad ha cuestionado durante mucho tiempo a los investigadores.

En 2017, un equipo había descubierto que el ingrediente milagroso, al menos para las estructuras expuestas al mar, no era otro que el agua de mar que, al filtrarse a través del hormigón, da lugar al desarrollo de minerales entrelazados que refuerzan la cohesión del hormigón romano. Sin embargo, no todas las construcciones romanas de hormigón están expuestas al mar. Para intentar averiguar más, Admir Masic y su equipo del MIT tomaron muestras de una antigua muralla en Privernum, un sitio arqueológico cerca de Roma.

hormigón autorreparable

En el laboratorio, los investigadores se centraron en pequeños depósitos de calcio incrustados en el hormigón llamados grumos de cal. En el pasado, se había especulado que eran simplemente el resultado de una mala mezcla de hormigón por parte de los antiguos romanos. Para este trabajo, el equipo asumió que su presencia fue intencional.

Su idea era que este polvo blanco hecho de piedra caliza quemada podría haber reaccionado con el agua durante la mezcla, desencadenando una reacción química que produce cantidades significativas de calor. Este proceso habría impedido que la cal se disolviera por completo, dando como resultado la formación de grumos de cal. Y, de hecho, cuando los investigadores intentaron hacer su propio concreto romano en el laboratorio con cal viva, terminaron con material “idéntico” a las muestras tomadas.

romanos de hormigón
Izquierda: el sitio de Privernum donde se recolectaron las muestras para este estudio. Derecha: falso mapa de colores de los ingredientes en una de las muestras, con una gran inclusión de calcio (rojo). Créditos: MIT

Cuando los investigadores crearon pequeñas grietas en el concreto y luego agregaron agua (simulando la exposición al agua de lluvia), los trozos de cal se disolvieron y recristalizaron, llenando efectivamente grietas que van hasta 0,6 milímetros de diámetro. En comparación, el concreto moderno generalmente no repara grietas de más de 0,2 o 0,3 milímetros de diámetro.

Este trabajo podría inspirar a los ingenieros a mejorar sus mezclas con cal viva o un compuesto relacionado. Tal material no solo sería más barato y resistente, sino también más ambientalmente sostenible. La producción de cemento por sí sola representa más del 8% de las emisiones de gases de efecto invernadero.