Uno de los fascinantes misterios de la antigua Roma es la impresionante longevidad de algunas de sus estructuras portuarias concretas. Golpeado por las olas del mar durante 2.000 años, estas edificaciones están todavía alrededor, mientras que nuestras construcciones modernas se erosionan solo en décadas.
Ahora los científicos han descubierto la química increíble detrás de este fenómeno, acercándose a desbloquear su receta perdida hace mucho. Como resulta, no sólo el concreto romano es más duradero que lo que podemos hacer hoy, sino que en realidad se vuelve más fuerte con el tiempo.
Investigadores liderados por la geóloga Marie Jackson de la Universidad de Utah han estado desmenuzando los misterios del hormigón romano durante años, y ahora han mapeado su estructura cristalina, determinando precisamente cómo este material antiguo se solidifica con el tiempo.
El concreto moderno se hace típicamente con el cemento de Portland, una mezcla de la arena de silicio, de la piedra caliza, de la arcilla, de la tiza y de otros ingredientes derretidos a altas temperaturas. En concreto, esta pasta también posee pedazos de roca y arena.
Este agregado tiene que ser inerte, porque cualquier reacción química no deseada puede causar grietas en el concreto, llevando a la erosión y desmoronamiento de las estructuras. Es por eso que el hormigón no tiene la longevidad de las rocas naturales.
Pero no es así como funciona el hormigón romano.
Este fue creado con ceniza volcánica, cal y agua de mar, aprovechando una reacción química que los romanos pudieron haber observado en los depósitos de ceniza volcánica naturalmente cementados llamados rocas de toba.
Esta mezcla de ceniza volcánica fue más roca volcánica como agregado, forman el cemento romano que es mucho más duradero de lo que usted pensaría que debería ser.
En un proyecto de investigación anterior conducido por Jackson, el equipo había recogido ya muestras del concreto marino romano de varios puertos a lo largo de la costa italiana.
Ahora los investigadores asignaron las muestras usando un microscopio electrónico, antes de perforar abajo a una resolución extremadamente alta con la microdiffraction de la radiografía y la espectroscopia de Raman. Con estas técnicas avanzadas pudieron identificar todos los granos minerales producidos en el hormigón antiguo durante siglos.
Perforación para muestras de hormigón romano en Toscana, 2003. Foto: J. P. Oleson
«Podemos entrar en los diminutos laboratorios naturales en el concreto, mapear los minerales que están presentes, la sucesión de los cristales que se producen, y sus propiedades cristalográficas», dice Jackson.
«Ha sido asombroso lo que hemos podido encontrar.»
Jackson estaba particularmente interesado en la presencia de tobermorita aluminosa, un mineral resistente a base de sílice que en realidad es bastante raro y difícil de hacer en el laboratorio, pero es abundante en el hormigón antiguo.
Como resultado, la tobermorita aluminosa y un mineral relacionado llamado phillipsite crece realmente en el hormigón gracias a que el agua del mar se desliza a su alrededor, disolviendo lentamente la ceniza volcánica dentro y dándole espacio para desarrollar una estructura reforzada a partir de estos cristales entrelazados.
«Los romanos crearon un hormigón parecido a una roca que prospera en el intercambio químico abierto con el agua de mar», dice Jackson.
Eso es bastante loco, y es exactamente lo contrario de lo que sucede en concreto moderno, que se erosiona cuando el agua salada oxida los refuerzos de acero y disuelve los compuestos que contienen el material unido.
Hacer concreto de la forma en que los romanos lo hicieron una vez sería una bendición para la industria de la construcción moderna, especialmente cuando se trata de estructuras costeras, como muelles que son constantemente golpeadas por las olas o lagunas de marea imaginarias para aprovechar la energía de las olas.
Pero desafortunadamente las recetas se han perdido en el tiempo, así que nuestra única opción en la reconstrucción del material antiguo es tratar de replicarlo guiándonos de sus propiedades químicas.
Y tampoco vamos a reemplazar el cemento del mundo por aquel material histórico, porque no en todas partes podemos acceder a los ingredientes volcánicos adecuados.
«Los romanos tuvieron suerte en el tipo de roca con la que tenían que trabajar», dice Jackson. «No tenemos muchas de esas rocas en el mundo, así que tendríamos que hacer sustituciones».
Pero si Jackson y sus colegas pueden descifrar la receta, los ingenieros marinos modernos pueden aprovechar el potencial de un material que no necesita refuerzos de acero, que puede durar siglos y reduce las emisiones de carbono.
El estudio fue publicado en American Mineralogist.
No hay comentarios:
Publicar un comentario
Nota: solo los miembros de este blog pueden publicar comentarios.