El hormigón de los romanos ha perdurado durante miles de años. ¿El secreto? Un antiguo método de producción desconocido hasta ahora.
Los romanos se adelantaron a su tiempo con sus estructuras. Trazaron impresionantes infraestructuras, construyeron acueductos y enormes templos. Dos mil años después, los restos aún pueden encontrarse por todas partes. Muchas de estas estructuras son de hormigón. Piense en el famoso Panteón de Roma, con la cúpula más grande del mundo hecha de hormigón no armado. Sigue intacto. Algunos acueductos de los romanos siguen abasteciendo de agua a Roma. Mientras que muchas estructuras modernas de hormigón fallan al cabo de pocas décadas.
Ceniza volcánica
Durante mucho tiempo fue un misterio cómo el antiguo hormigón romano podía durar tanto, sobre todo en casos como alcantarillas, muelles o diques, que debían soportar duras condiciones. Investigadores del MIT y Harvard, entre otros, han descubierto ahora que los romanos utilizaban un método de producción especial que creaba un material autorreparable.
Hasta ahora, los investigadores creían que la explicación estaba en la puzolana, un aglutinante que reacciona con el agua y la cal. Los romanos tenían una forma específica: la ceniza volcánica de la zona de Pozzuoli, en la bahía de Nápoles. Este material se enviaba a todos los rincones del imperio romano y se consideraba uno de los principales ingredientes del hormigón.
Cal viva
Pero un examen más detallado de las muestras antiguas revela que el material también contenía diminutos minerales blancos, la llamada cal viva, conocida desde hace tiempo como componente de la mezcla de hormigón romana. “Desde que estudio el antiguo hormigón romano, me fascina este material”, afirma Admir Masic, profesor del MIT. “No encontramos estos componentes en el hormigón moderno, así que ¿por qué está en estos materiales antiguos?”, se pregunta.
Anteriormente, la presencia de este material se descartaba como resultado de métodos de mezcla deficientes o materias primas mediocres, pero, según el nuevo estudio, estas diminutas partículas de cal son en realidad muy importantes, ya que permiten que el hormigón roto se repare a sí mismo.
“La idea de que estas partículas solo estaban en el hormigón por falta de calidad siempre me molestó”, dice Masic. “Si los romanos pusieron tanto empeño en fabricar un gran material de construcción con recetas detalladas optimizadas durante siglos, ¿por qué iban a poner tan poca energía en producir un producto acabado bien mezclado?”.
Mezcla caliente
Masic y su equipo desarrollaron un nuevo método de investigación que les permitió observar las partículas de hormigón con mayor precisión. Esto permitió a los investigadores comprender la funcionalidad de las partículas de caliza y empezaron a sospechar que los romanos ponían deliberadamente cal viva en su hormigón.
La cal viva se crea quemando piedra caliza. La cal apagada es cal viva a la que se añade agua. Esto enfría la cal. Pero es precisamente la “mezcla en caliente” que genera la cal viva la clave para producir el hormigón supersostenible.
Construcción más rápida
“Las ventajas de la ‘mezcla en caliente’ son dobles”, explica Masic. “En primer lugar, cuando el hormigón se calienta a altas temperaturas, se produce una reacción química que no es posible si solo se utiliza cal apagada. Esto permite establecer compuestos que de otro modo sería imposible. En segundo lugar, la alta temperatura acorta significativamente los tiempos de curado, ya que todas las reacciones se aceleran, lo que permite una construcción más rápida”.
Además, durante el proceso se crea un efecto de autocuración del material. La cal forma una estructura quebradiza de nanopartículas, que pueden romperse fácilmente y reaccionar con el calcio. En esta estructura calcárea suelen formarse pequeñas grietas en el hormigón.
Este material puede entonces reaccionar con el agua, formando una solución saturada de calcio, que puede recristalizar en carbonato cálcico, o cal, rellenando la grieta o reaccionando con el material puzolánico para reforzar aún más el hormigón. Estas reacciones se producen espontáneamente, por lo que pueden rellenar automáticamente las grietas antes de que se extiendan más.
Nuevo material
Para demostrar que este proceso es efectivamente responsable de la durabilidad del hormigón romano, el equipo fabricó hormigón con materiales antiguos y modernos. Deliberadamente, hicieron grietas en él y permitieron que el agua corriera sobre él. El resultado fue notable: las grietas del hormigón romano se curaron por completo en dos semanas. El hormigón sin cal viva seguía presentando grietas por las que podía fluir el agua. Los investigadores quedaron tan impresionados con el resultado que ahora quieren comercializar este cemento modificado como material de construcción mejorado.
“Es emocionante que esta mezcla de cemento más duradera no solo pueda prolongar la vida útil del hormigón, sino también la resistencia del hormigón impreso en 3D, por ejemplo”, afirma Masic. El científico espera que el nuevo material de construcción reduzca el impacto ambiental de la producción de cemento, que actualmente representa alrededor del 8 % de las emisiones mundiales de CO₂.