Ahora ya sabemos por qué el hormigón en la Antigua Roma era mejor que el actual

El Panteón de Agripa o Panteón de Roma, en la capital italiana.

Al emperador Augusto se le atribuye la sentencia de que se encontró una Roma de ladrillo y dejó una de mármol, aunque muy bien podría haber dicho de hormigón. Su mano derecha, el célebre Marco Agripa, fue el encargado de usar este conglomerado mineral para apuntalar la capital del imperio, y muchas de sus obras siguen en pie: desde la cúpula del Panteón hasta un eficaz sistema de acueductos levantados alrededor del año 20 a.C. y que hoy siguen enhiestos.

Sin ir más lejos, el agua de la Fontana di Trevi donde se bañaron Anita Ekberg y Marcello Mastroiani en La Dolce Vita es transportada desde las afueras de la capital por el Aqua Virgo, un acueducto por el que el agua ha fluido casi continuamente durante 20 siglos, hasta que los constructores de un parking lo dañaron en 2007.

Hay ejemplos por doquier de la resistencia del hormigón romano, pero son especialmente impresionantes en las costrucciones costeras. El puerto antiguo de Cosa, en la Toscana, es probablemente el primer puerto romano conocido (siglo III a.C.) y algunos de sus rompeolas siguen en pie pese a los continuos embates de las mareas.

Rompeolas en el puerto de Cosa, en la Toscana italiana. (Foto: JP Oleson)

Por ello, hace unos años, unos investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, perteneciente al Departamento de Energía estadounidense, solicitaron a las autoridades locales permiso para taladrar uno de esos muelles. Este grupo de científicos, dirigidos por la geofísica Marie Jackson  de la Universidad de Utah, pretendía despejar de una vez por todas la siguiente duda: ¿por qué en la Antigua Roma se hacía un hormigón tan condenadamente bueno, y probablemente, mejor que el actual?

"Contrariamente a los principios del hormigón moderno, basado en cemento, los romanos crearon un hormigón más parecido a una roca, que mejora con ese intercambio químico abierto que se da con el agua de mar", explica Jackson, cuyos resultados aparecen publicados esta semana en la revista American Mineralogist.

Aunque para saber esto no hacía falta ningún estudio científico sino simplemente revisitar a Plinio el Viejo, que en su Naturalis Historia ya dejó escrito que el hormigón romano, expuesto al asalto constante del mar, “se vuelve una única roca, impregnable a las olas y más fuerte cada día”.

Pequeña introducción al hormigón

En primer lugar, hay que señalar que el hormigón moderno no es tan moderno, ya que está basado principalmente en el cemento Portland, inventado en 1824 por el constructor británico Joseph Aspdin.

Este cemento, compuesto de calizas, arenisca, tiza, hierro o arcilla, es primero calcinado a 1400ºC, ofreciendo un producto conocido como clínker que posteriormente es reducido a polvo y mezclado con arena o piedras para darle consistencia.

Para entender cómo lo hicieron los romanos, Jackson y su equipo taladraron estas muestras y las analizaron a escala microscópica en un sincrotrón de rayos X para entender la receta original. “Lo que hicimos fue mapear las microescructuras del cemento para identificar los minerales y las intrigantemente complejas secuencias de cristalización”, añade la geóloga.

De izquierda a derecha: Nobumichi Tamura, Marie Jackson y Camelia Stan con la máquina sincrotón de rayos X en Berkeley. CRÉDITO:Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley.

Los romanos mezclaban cenizas volcánicas (también llamadas puzolanas) con cal y agua de mar, añadiendo luego al mortero piedra pómez para fortalecerlo. Jackson cree que el agua provocaba la reacción química de la ceniza consumiendo la cal. Esto inauguraba una nueva fase de crecimiento mineral donde los huecos de la cal eran ocupados por cristales de phillipsita y tobermorita   con impurezas de aluminio, algo que sorprendió a la geóloga estadounidense. “Son muy difíciles de fabricar”, explicó, ya que sintetizarlo en un laboratorio requiere de temperaturas altísimas para obtener una pequeñísima cantidad. “Nadie ha producido nunca tobermorita a 20ºC excepto… oh, los romanos”.

Estructuralmente, estos cristales que crecen en los poros del hormigón hacen que, en conjunto, sea mucho más resistente a fracturas. Además, al ubicar una pieza de este hormigón en el Mediterráneo, el agua marina se filtra por los resquicios de la roca y reacciona con los restos de cenizas volcánicas, contribuyendo a la creación de más cristales. Esto incrementa aún más la cohesión y explica que estos rompeolas sigan ahí, como el primer día.

Esta imagen microscópica muestra el material aglutinante de calcio-aluminio-silicato hidrato (CASH) que se forma cuando la ceniza volcánica, la cal, y el agua de mar se mezclan. Placas de cristales de Al-tobermorita crecen entre el CASH en la matriz de cementación.


A diferencia de esta fórmula, la del hormigón Portland funciona al contrario. Si el bloque se agrieta, las partículas de arena o grava ideadas para dar consistencia pueden acabar formando un gel que, al expandirse, agrave la fractura.

¿Cómo pudieron idear algo así?

En un libro anterior, titulado Construyendo para la Eternidad: Historia y Tecnología del Hormigón Romano, Jackson y algunos de sus compañeros plantearon la hipótesis de que los habitantes de la época pudieron fijarse en que, en algunos pueblos de la bahía de Nápoles, la ceniza volcánica formaba de forma natural unas estructuras cementadas.

En particular, la ceniza de Pozzuoli, a las faldas del Vesubio, era muy apreciada por los constructores, que la preferían a aquellas –aparentemente similares- que surgían en otros puntos del Mediterráneo como Santorini, Milo o las islas Lipari.

Hay otro factor importante que alenta a los investigadores a imitar este material de construcción: la cantidad de emisiones de CO2 que produce la fabricación del hormigón moderno y su impacto medioambiental. Según 'Ecologistas en Acción', cada tonelada de clínker producida libera otra de dióxido de carbono a la atmósfera.

Durante años, Jackson ha estado buscando en textos clásicos cómo los romanos pudieron crear un material así. Muchos han mencionado el hormigón romano en sus escritos, desde el citado Plinio el Viejo hasta Vitruvio pasando por Catón el Censor o el emperador Juliano, pero nadie especificó la receta para fabricarlo. Jackson ha tenido que recurrir a la microdifracción o la fluorescencia para desvelar el secreto de la resistencia de este hormigón al paso de los siglos. Gracias a él, Roma es la Ciudad Eterna y lo seguirá siendo siempre y cuando los constructores de aparcamientos lo permitan.

Fuentes: elconfidencial.com | The University of Utah | 3 de julio de 2017

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Comentario por Alicia M. Canto el julio 4, 2017 a las 9:18am

Aparte de que ya se supiera hace milenios (entre otros lo dice Plinio el Viejo, como casi todo: XXXV, 166: "sumergido bajo las olas es como una piedra inexpugnable y más fuerte cada día"), este reportaje es mejor y lleva un titular menos sensacionalista que el de El País, publicado ayer una hora después, ya que no hay ningún "ingrediente secreto" que se haya descubierto ahora.

También, entre los autores que se citan, en sus famosos Diez libros de Arquitectura, el gran Vitruvio en el V.12 da la proporción (2 a 1) de ceniza volcánica (pulvis Puteolanus) que hay que mezclar con la cal quemada, el mortero y el agua cuando el cemento que se quiere fabricar es el más resistente, el hidráulico para usar bajo el agua en puertos, malecones y astilleros.

Por otra parte los romanos, aunque llevaron el opus caementicium a su máximo uso y perfección, tampoco fueron los inventores del cemento. Se ha documentado al menos desde época micénica, en algunos pavimentos del palacio de Tirinto excavado por Schliemann, por tanto hacia 1400-1200 a.C. (aquí un pequeño artículo de A.C. Sparavigna sobre ello).

Y quizá no sobre recordar ahora que en la vieja Hispania teníamos también nuestro propio "cemento", igual de indestructible que el romano pero más sencillo y menos famoso: el modesto "tapial" de barro. El propio Plinio, que las llama parietes formacei (porque se les daba "forma" con un encofrado previo de madera, la tapia) elogia el material al decir que "eran más resistentes que cualquier cemento", no está mal... De tapial estaban hechas las famosas "turres Hannibalicae", lo que hace pensar que la técnica nos debió venir del Norte de África, y en la Edad Media, y después, en España se construyó muchísimo con él. Pero vendría de Oriente, pues el material es como el adobe, o las tablillas cuneiformes, escritas sobre barro blando y luego secadas al aire, que ahí siguen después de cuatro y cinco milenios. El hombre siempre fue inteligente para usar lo poco o mucho que tuviera a su alrededor (¡y la mujer también! ;-)).

Restos de la muralla almohade de Tejada la Nueva, en Paterna del Campo (foto Diputación de Huelva).

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