El formigó va ser la base de l'Imperi Romà. Aquest material constructiu va permetre una històrica revolució arquitectònica amb què es van aixecar edificis, ponts i aqüeductes per tot Europa, molts dels quals encara s'utilitzen uns 2.000 anys després de la seva creació.
El famós arquitecte romà Vitruvio fins i tot va escriure un exhaustiu compendi sobre construcció al segle I abans de Crist. La seva influent obra De architectura és el primer llibre conegut sobre teoria arquitectònica. En ella, afirma que els romans afegien aigua a la calç per crear un material pastós abans de barrejar-lo amb altres ingredients.
La 'recepta' de Vitruvio no encaixa
Investigacions realitzades el 2023, tot i això, posaven en dubte la ‘recepta’ de Vitruvio. El professor associat del MIT Admir Masic va publicar un article on assegurava que el formigó romà es feia barrejant fragments de calç amb cendra volcànica i altres ingredients secs abans d'afegir aigua.
Al posar el líquid a aquesta barreja, es produeix calor. A mesura que el formigó forja, aquest procés de “barreja a cop calent” atrapa i conserva la calç altament reactiva en forma de petites estructures blanques similars a la grava. Quan es formen esquerdes, els clastos de calç es redissolen i les omplen, conferint-li al formigó propietats autocuratives que haurien permès la seva llarga durabilitat.
El formigó amb el qual se levantaron edificis, ponts i aqüeductes ha perdurat durant 2.000 anys
“Atès el meu gran respecte per Vitruvio, em resultava difícil suggerir que la seva descripció pogués ser inexacta. Els seus escrits van exercir un paper fonamental en el meu interès per l'arquitectura romana antiga, i els resultats de la meva investigació contradeien aquests importants textos històrics”, recorda Masic.
Un antic jaciment de Pompeia acabat de descobrir ha estat clau per desentranyar el misteri. El lloc, que es va conservar en perfectes condicions després de l'erupció del Vesuvi l'any 79 després de Crist, ha confirmat que els romans sí que utilitzaven la barreja a cop calent.
Lee también
Segons explica en un article publicat aquest dimarts a la revista Nature Communications, la cendra volcànica que els romans van barrejar amb la calç tenia minerals reactius sorprenentment diversos que van contribuir a la capacitat del formigó per reparar-se a si mateix molts anys després de la construcció de les monumentals estructures.
“Aquest material pot regenerar-se al llarg de milers d'anys, és reactiu i altament dinàmic. Ha sobreviscut a terratrèmols i volcans. Ha resistit el mar i la degradació dels elements. No pretenem copiar completament el formigó romà. Només volem traslladar algunes frases d'aquest llibre de coneixements a les nostres pràctiques de construcció modernes”, apunta Matic.
El formigó romà pot regenerar-se al llarg de milers d'anys, és reactiu i altament dinàmic
L'expert del MIT ha dedicat gairebé una dècada a l'estudi de la composició química del formigó que va permetre que les famoses estructures de Roma perduressin molt més que les seves homòlogues modernes. El seu article del 2023 es va basar en mostres d'una muralla de la ciutat de Priverno, al sud-oest d'Itàlia, conquerida pels romans al segle IV abans de Crist.
Tot i això, existia el dubte de si aquesta muralla era representativa d'altres estructures de formigó construïdes al llarg de l'Imperi Romà. El recent descobriment d'una antiga obra de construcció activa a Pompeia (amb piles de matèria primera i eines incloses) va oferir una oportunitat sense precedents.
Piles de matèries primeres i eines
Els investigadors van analitzar mostres d'aquell munt de material sec prebarrejat, un mur en construcció, contraforts, murs estructurals acabats i reparacions de morter. “Vam tenir la sort de poder obrir aquesta càpsula del temps i trobar elements llestos per ser utilitzats en la construcció del mur”, afirma.
El jaciment oferia l'evidència més clara fins a la data que els romans utilitzaven la barreja a cop calent per a la producció de formigó. Les mostres no només contenien els clastos de calç descrits en la feina anterior de Masic, sinó que l'equip també va descobrir fragments intactes de calç viva prebarrejats amb altres ingredients en una pila de matèria primera seca, un primer pas fonamental en la preparació del formigó a cop calent.
Carrer de l'antiga Pompeya
“Gràcies a aquests estudis d'isòtops estables, vam poder seguir aquestes reaccions crítiques de carbonatació al llarg del temps, la qual cosa ens va permetre distingir la calç barrejada a cop calent de la calç apagada descrita originalment per Vitruvio”, afirma Masic.
Aquests resultats van revelar, diuen els experts, que els romans preparaven el seu material aglutinant prenent pedra calcària calcinada (calç viva), molent-la fins a certa mida, barrejant-la en sec amb cendra volcànica i, finalment, afegint aigua per crear una matriu cementante.
Ingredients volcànics del ciment
Els investigadors també van analitzar els ingredients volcànics del ciment, incloent un tipus de cendra anomenada pedra tosca. Van descobrir que les partícules reaccionaven químicament amb la solució porosa circumdant amb el temps, creant nous dipòsits minerals que reforçaven encara més el formigó.
Masic, que ha creat una empresa que aprofita les lliçons dels materials de construcció romans, assenyala que el calci és un component clau tant en el formigó antic com en el modern, per la qual cosa comprendre com reacciona amb el temps també aporta lliçons per als processos dinàmics del ciment actual.
Lee tambiénLos arqueólogos dicen haber hallado la Basílica de Vitruvio, el arquitecto que inspiró a Leonardo
“Això és rellevant perquè el ciment romà és durador, es regenera a si mateix i és un sistema dinàmic. La forma en què aquests porus als ingredients volcànics es poden omplir mitjançant la recristal·lització és un procés ideal que volem traslladar als nostres materials moderns perquè es reparin a si mateixos”, afirma.
Llavors, Vitruvio estava equivocat? Admir Masic sospita que la feina de l'arquitecte romà va poder haver estat malinterpretada i assenyala que la seva obra també esmenta calor latent durant el procés de producció del ciment, la qual cosa, al cap i a la fi, podria suggerir una barreja a cop calent.
