El hormigón romano era mejor que el actual (y menos contaminante)

 

Fuente: elconfidencial.com | David Pérez| 7 de junio de 2013

 

Los restos de un antiguo dique romano sumergido en el mar Mediterráneo, en la bahía de Pozzuoli, cerca de Nápoles, ha proporcionado al equipo científico de la Universidad de Berkeley liderado por el profesor Paulo Monteiro  (izquierda) las muestras que han permitido a los investigadores analizar, por primera vez, la composición del hormigón que usaba la extinta civilización en sus construcciones, un material que han comparado con el actual para extraer conclusiones significativas. 

La primera, que se trataba de una mezcla mucho más resistente, con altas condiciones para durar en el tiempo. Además, la forma en que los romanos fabricaban su hormigón es mucho más ecológica que los procesos mediante los cuales se fabrica en la actualidad el material, cuya base principal es el cemento Portland.

Más allá de la curiosidad histórica del hallazgo, la investigación supone un avance notable. La aplicación real del estudio podría mejorar de forma significativa la calidad de uno de los materiales de construcción por excelencia en la actualidad, y no sólo en términos de su composición sino también en el ámbito ecológico. Según los datos ofrecidos por los científicos en el comunicado mediante la que han difundido su investigación, el 7% de las emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera provienen de la fabricación de este tipo de cemento.
 
 
 
La bahía de Pozzuoli define la región noroeste de la bahía de Nápoles. Las muestras de hormigón examinadas por los investigadores de Berkeley proceden del antiguo puerto de Baiae, uno de los muchos sitios submarinos de la región. Las líneas negras indican los bordes de cráteres y las áreas rojas son cráteres volcánicos propiamente.
 
Una composición perfecta
El problema del cemento Portland, según los investigadores, es que en su proceso de fabricación se libera una gran cantidad de dióxido de carbono al calentarse a más de 1.400 grados centígrados -a través de la quema de combustibles fósiles en la mayoría de los casos, aunque las organizaciones ecologistas tratan de evitarlo- uno de los principales componentes químicos de la mezcla, el carbonato de calcio. Sin ir más lejos, el jueves se llevó a cabo una manifestación en sede del Parlamento navarro contra la incineración en la planta de Cementos Portland en la localidad de Olazti.


Las principales diferencias del hormigón romano, en cuanto se refiere al proceso de combustión, es que su mezcla incluye una cantidad menor de cal y requiere una menor cantidad de combustible, además a una temperatura también inferior, rondando los 900 grados centígrados.
 
 
Núcleo taladrado de un mortero de cal con cenizas volcánicas hidratadas procedente del antiguo puerto de Baiae, en la bahía de Pozzuloi. Las partículas amarillentas son piedra pómez, los fragmentos pétreos oscuros son lava, los elementos en gris son materiales cristalinos volcánicos, y los puntos en blanco son cal. Se inserta una pequeña imagen de microscopía electrónica de barrido de los cristales especiales de Al-tobermorita que son clave para la superior calidad del hormigón romano bajo el agua.


En lo referente a la mezcla, su ingrediente estrella -no secreto-, que ya se utiliza hoy en día, aunque hasta ahora no se había podido conocer su comportamiento a largo plazo, como en las estructuras romanas, son las rocas y cenizas volcánicas, cuyos resultados en las obras de ingeniería en contacto con el agua marina han sorprendido a los investigadores. De hecho, ésa es la parte más relevante de su estudio: la reacción química del hormigón romano en contacto con el mar crea una estructura de enlaces de una gran resistencia.


En ese sentido, los científicos han destacado que las construcciones modernas basadas en hormigón comienzan a dar señales de desgaste a partir de los 50 años, y que están concebidas para durar alrededor de un siglo y medio, un periodo que resulta ridículo en comparación con algunas obras de ingeniería levantadas durante el Imperio Romano, que han resistido miles de años de agresiones químicas, en entornos "tan agresivos como los marinos", ha explicado la profesora Marie Jackson, parte integrante de la investigación.
 
Marie Jackson sostiene una muestra de hormigón hidráulico del siglo  I a.C. procedente del puerto Santa Liberata, en la Toscana, Italia. (Foto de Sarah Yang)


Puzolana, el sustituto del cemento Portland

 Históricamente, se considera a Marcus Vitruvius Pollio, autor del tratado sobre arquitectura De architectura libri decem, como el padre del hormigón sobre el que se construyó el Imperio Romano. Las obras de ingeniería civil de la civilización que dominó occidente han trascendido la historia, convirtiéndose en ejemplo de admiración para las generaciones posteriores. El hormigón también forma parte de esa leyenda dorada. "Se trata de uno de los materiales de construcción más duraderos, y no nació por accidente. El transporte era básico para la estabilidad política, económica y militar, del Imperio Romano, por lo que la construcción de puertos duraderos fue fundamental", añade la profesora Jackson.

 
 
 
Chris Brandon, del proyecto ROMACONS, recoge una muestra de hormigón romano en la bahía de Pozzuoli, Italia. (Foto: D. Bartoli, cortesía de J.P. Oleson)
 
 
En las recetas del propio Vitruvius, y también de Plinio el Viejo, para fabricar el mejor hormigón, existen referencias a las cenizas volcánicas abundantes en la región del golfo de Nápoles, cerca de la localidad de Pozzuoli. El hecho de que no se trata de un componente misterioso lo demuestra que se está utilizando en algunas mezclas actuales, en sustitución parcial del cemento Portland.
 
 
El problema es que las cenizas volcánicas no abundan en el planeta, por lo que la vía romana no sería efectiva, simplemente por la escasez de la materia prima, para sustituir la exigente, en términos cuantitativos, producción actual de cemento Portland. No obstante, los científicos han comprobado que el  mineral de nombre puzolana, en este caso muy abundante en el mundo, posee propiedades similares a las cenizas volcánicas. Según las estimaciones de los investigadores, su utilización en los procesos de fabricación del hormigón podría cubrir el 40% de la demanda de cemento Portland en el mundo. No es casualidad que la principal fuente de financiación de esta investigación proceda de Arabia Saudita, donde existen grandes excedentes de puzolana.


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Comentario por Isaac Moreno Gallo el junio 8, 2013 a las 11:22am

La noticia de la Universidad de Berkeley es excesivamente sensacionalista. Ni hay que ir a Puzol para examinar hormigón hidráulico romano, ni han descubierto nada nuevo. Estas cosas se conocen desde el siglo XVIII.

La puzolana se sigue usando, aunque minoritariamente, la mayoría de las veces como aditivo al cemento portland. No se usa más (ni se usará), por estar muy lejos de ser competitivo en precio con el portland.

Comentario por Guillermo Caso de los Cobos el junio 8, 2013 a las 12:35pm

Buenos días, D. Isaac:

Ya me suponía que algo de sensacionalismo había en la noticia, puesto que, aunque no soy experto en estas cuestiones, sí me consta por otros conductos que sobre la composición de hormigones se han hecho estudios hasta para regalar. Se conoce que la exigencia y necesidad que tienen muchos científicos de universidades americanas de publicar a toda costa trabajos de investigación conduce inevitablemente a ponderar en exceso hallazgos que no lo son tanto o que no son tan trascendentes.

De todos modos, me pregunto a título de curiosidad: si la clave de la resistencia del hormigón hidráulico romano eran rocas y cenizas volcánicas, ¿qué otro elemento de sustitución utilizaban para conseguir similares resultados en aquellas regiones del Imperio donde no era fácil hacerse con ellas? ¿O es que necesariamente las importaban para obtener tal clase de hormigón?

Un saludo cordial

Comentario por Isaac Moreno Gallo el junio 8, 2013 a las 3:08pm

El hormigón romano es el consabido calicanto (cal+arena+otros áridos). Este hormigón es aéreo, es decir necesita de oxígeno que reaccione con la cal y fragüe. Este hormigón se usaba desde tiempo inmemorial. Los calicantos romanos tienen áridos de excelente calidad y son durísimos. 
El hormigón hidráulico es el que fragua debajo del agua. Y parece que fueron los romanos los que descubrieron que, añadiendo cenizas volcánicas de la región de Puzol, el calicanto fraguaba debajo del agua. Todos los diques de los puertos romanos, en todo el Mediterráneo (por ejemplo), están hechos así. Probablemente el negocio de las cenizas de Puzol floreció, dadas las necesidades de hormigón hidráulico que tenían por todo el Imperio.
Y tu pregunta es buena, porque no se sabe si llegaron a explotar algún otro yacimiento de este tipo de cenizas, muy poco frecuentes en el Mediterráneo, que probablemente no, por lo que tendrían que importarlas todas de Italia. Los mayores yacimiento conocidos hoy en el mundo están en Chile y en otras partes de sudamérica.
Un cordial saludo.

Comentario por Viriato el junio 10, 2013 a las 4:07pm

Buenas tardes. Lo que creo que intentan destacar en la noticia es que se han asombrado, al estudiar el hormigón hidráulico romano, de su gran resistencia. Lo que no se aclara explícitamente es si la durabilidad aumenta con el medio o es que ya de por sí, la composición del propio cemento era suficiente para permanecer incorruptible siglos y siglos, sin necesidad de la reacción química con el agua salina. Entiendo que las dos cosas. Saludos.

Comentario por Guillermo Caso de los Cobos el diciembre 18, 2014 a las 4:57pm

Nuevo artículo referido al contenido del post:

Back to the Future with Roman Architectural Concrete

Comentario por Isaac Moreno Gallo el diciembre 18, 2014 a las 5:37pm

Gracias por el enlace Guillermo

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