El hormigón fue la base del Imperio Romano. Este material constructivo permitió una histórica revolución arquitectónica con la que se levantaron edificios, puentes y acueductos por toda Europa, muchos de los cuales todavía se utilizan unos 2.000 años después de su creación.
El famoso arquitecto romano Vitruvio incluso escribió un exhaustivo compendio sobre construcción en el siglo I antes de Cristo. Su influyente obra De architectura es el primer libro conocido sobre teoría arquitectónica. En ella, afirma que los romanos añadían agua a la cal para crear un material pastoso antes de mezclarlo con otros ingredientes.
La 'receta' de Vitruvio no encaja
Investigaciones realizadas en 2023, sin embargo, ponían en duda la ‘receta’ de Vitruvio. El profesor asociado del MIT Admir Masic publicó un artículo donde aseguraba que el hormigón romano se hacía mezclando fragmentos de cal con ceniza volcánica y otros ingredientes secos antes de añadir agua.
Al poner el líquido a esta mezcla, se produce calor. A medida que el hormigón fragua, este proceso de “mezcla en caliente” atrapa y conserva la cal altamente reactiva en forma de pequeñas estructuras blancas similares a la grava. Cuando se forman grietas, los clastos de cal se redisuelven y las rellenan, confiriéndole al hormigón propiedades autocurativas que habrían permitido su larga durabilidad.
El hormigón con el que se levantaron edificios, puentes y acueductos ha perdurado durante 2.000 años
“Dado mi gran respeto por Vitruvio, me resultaba difícil sugerir que su descripción pudiera ser inexacta. Sus escritos desempeñaron un papel fundamental en mi interés por la arquitectura romana antigua, y los resultados de mi investigación contradecían estos importantes textos históricos”, recuerda Masic.
Un antiguo yacimiento de Pompeya recién descubierto ha sido clave para desentrañar el misterio. El sitio, que se conservó en perfectas condiciones tras la erupción del Vesubio en el año 79 después de Cristo, ha confirmado que los romanos sí utilizaban la mezcla en caliente.
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Según explica en un artículo publicado este martes en la revista Nature Communications, la ceniza volcánica que los romanos mezclaron con la cal tenía minerales reactivos sorprendentemente diversos que contribuyeron a la capacidad del hormigón para repararse a sí mismo muchos años después de la construcción de las monumentales estructuras.
“Este material puede regenerarse a lo largo de miles de años, es reactivo y altamente dinámico. Ha sobrevivido a terremotos y volcanes. Ha resistido el mar y la degradación de los elementos. No pretendemos copiar por completo el hormigón romano. Solo queremos trasladar algunas frases de este libro de conocimientos a nuestras prácticas de construcción modernas”, apunta Matic.
El hormigón romano puede regenerarse a lo largo de miles de años, es reactivo y altamente dinámico
El experto del MIT ha dedicado casi una década al estudio de la composición química del hormigón que permitió que las famosas estructuras de Roma perduraran mucho más que sus homólogas modernas. Su artículo de 2023 se basó en muestras de una muralla de la ciudad de Priverno, en el suroeste de Italia, conquistada por los romanos en el siglo IV antes de Cristo.
Sin embargo, existía la duda de si esta muralla era representativa de otras estructuras de hormigón construidas a lo largo del Imperio Romano. El reciente descubrimiento de una antigua obra de construcción activa en Pompeya (con pilas de materia prima y herramientas incluidas) ofreció una oportunidad sin precedentes.
Pilas de materias primas y herramientas
Los investigadores analizaron muestras de ese montón de material seco premezclado, un muro en construcción, contrafuertes, muros estructurales terminados y reparaciones de mortero. “Tuvimos la suerte de poder abrir esta cápsula del tiempo y encontrar elementos listos para ser usados en la construcción del muro”, afirma.
El yacimiento ofrecía la evidencia más clara hasta la fecha de que los romanos utilizaban la mezcla en caliente para la producción de hormigón. Las muestras no solo contenían los clastos de cal descritos en el trabajo anterior de Masic, sino que el equipo también descubrió fragmentos intactos de cal viva premezclados con otros ingredientes en una pila de materia prima seca, un primer paso fundamental en la preparación del hormigón en caliente.
Calle de la antigua Pompeya
“Gracias a estos estudios de isótopos estables, pudimos seguir estas reacciones críticas de carbonatación a lo largo del tiempo, lo que nos permitió distinguir la cal mezclada en caliente de la cal apagada descrita originalmente por Vitruvio”, afirma Masic.
Estos resultados revelaron, dicen los expertos, que los romanos preparaban su material aglutinante tomando piedra caliza calcinada (cal viva), moliéndola hasta cierto tamaño, mezclándola en seco con ceniza volcánica y, finalmente, añadiendo agua para crear una matriz cementante.
Ingredientes volcánicos del cemento
Los investigadores también analizaron los ingredientes volcánicos del cemento, incluyendo un tipo de ceniza llamada piedra pómez. Descubrieron que las partículas reaccionaban químicamente con la solución porosa circundante con el tiempo, creando nuevos depósitos minerales que reforzaban aún más el hormigón.
Masic, que ha creado una empresa que aprovecha las lecciones de los materiales de construcción romanos, señala que el calcio es un componente clave tanto en el hormigón antiguo como en el moderno, por lo que comprender cómo reacciona con el tiempo también aporta lecciones para los procesos dinámicos del cemento actual.
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“Esto es relevante porque el cemento romano es duradero, se regenera a sí mismo y es un sistema dinámico. La forma en que estos poros en los ingredientes volcánicos se pueden rellenar mediante la recristalización es un proceso ideal que queremos trasladar a nuestros materiales modernos para que se reparen a sí mismos”, afirma.
Entonces, ¿Vitruvio estaba equivocado? Admir Masic sospecha que el trabajo del arquitecto romano pudo haber sido malinterpretado y señala que su obra también menciona calor latente durante el proceso de producción del cemento, lo que, después de todo, podría sugerir una mezcla en caliente.
