A raíz de una investigación previa, científicos del MIT continuaron analizando muestras de ruinas romanas para descubrir el “secreto” de la durabilidad de esas obras fabricadas con hormigón, hasta que el hallazgo de un sitio arqueológico en Pompeya -una construcción que se conservó por la erupción del Vesubio en el 79 d.C.- facilitó que el equipo pudiese estudiar y analizar muestras en perfecto estado del periodo y validar la hipótesis de que la mezcla en caliente era clave para explicar las cualidades del material.
Hace algunos años, un equipo de investigadores del prestigioso Massachusets Institute of Technology (MIT), en conjunto con académicos de otras reconocidas universidades, se abocaron a la tarea de revelar cómo las edificaciones de hormigón que se construyeron durante el Imperio Romano -por ejemplo, el Panteón o el Coliseo, entre otras- se mantienen en pie hasta nuestros días.
El estudio, que consistió en el análisis de muestras de hormigón de un muro del siglo IV d.C., mostró la aparición de clastos de cal en el material. Estas partículas se mapearon de manera digital y así, los investigadores concluyeron que estos elementos, que en un principio se asociaban a un control de calidad deficiente del hormigón, en interacción con el material puzolánico -adición que se utilizó en esa época para producir el hormigón- resultaron claves para explicar la durabilidad de las obras romanas.
Una de las conclusiones que realizó el equipo es que, dada la composición de los clastos de cal -que evidenciaron muestras de carbonato de sílice en su formación- existía la posibilidad de que se utilizara agua caliente en la mezcla del hormigón para la construcción de infraestructura. “Esta temperatura aumentada reduce significativamente los tiempos de curado y fraguado ya que todas las reacciones se aceleran, permitiendo una construcción mucho más rápida”, explicaba en la ocasión Admir Masic, profesor asociado en el MIT y parte del equipo.
A casi tres años de ese descubrimiento, Masic y el grupo de investigadores lograron confirmar que, efectivamente, los romanos utilizaron una “mezcla caliente” para producir el hormigón de sus edificaciones. Esto, gracias al análisis de unas ruinas recientemente halladas en Pompeya, que se preservaron casi en su totalidad gracias a la erupción del volcán Vesubio en el año 79 d.C. También, gracias a la caracterización de la ceniza volcánica utilizada por los romanos en la mezcla del hormigón, los científicos encontraron claves de la durabilidad de las estructuras de ese periodo: la capacidad de autoreparación del material.
Un “laboratorio vivo” para estudiar al hormigón romano
Si bien en el primer acercamiento, la “mezcla en caliente” del hormigón se consideró como un elemento clave para la durabilidad del hormigón, con el análisis de las ruinas descubiertas en Pompeya, los investigadores se encontraron con una gran y diversa variedad de minerales reactivos que incrementaron aún más la capacidad del hormigón de repararse a sí mismo, incluso muchos años después de que se construyeran estas monumentales obras.
También, gracias a este hallazgo arqueológico, los investigadores pudieron estudiar muestras de estas pilas de material premezclado, un muro que estaba en proceso de construcción, contrafuertes y muros estructurales terminados, y reparaciones con mortero en un muro ya existente. “Fuimos afortunados de poder abrir esta cápsula de tiempo de un sitio de construcción y encontrar pilas del material listo para utilizarse”, comentó el profesor Masic.
De esta manera, el sitio ofreció la evidencia más clara en la actualidad de que los romanos utilizaron mezcla en caliente para la producción del hormigón. No sólo fue que las muestras de hormigón contenían los clastos de cal descritos en la primera investigación liderada por Admir Masic, sino también, el equipo descubrió fragmentos intactos de cal viva premezclados con otros ingredientes en una pila de materia prima seca, un primero paso crítico en la preparación de hormigón mezclado en caliente.
“Gracias a estudios de isotopos estables, pudimos seguir estas reacciones de carbonatación crítica a lo largo del tiempo, lo que nos permitió distinguir la cal mezclada en caliente de la cal apagada, que aparece descrita en el ‘De architectura’, texto del siglo I a.C. del arquitecto romano Vitruvio”, explicó el profesor Masic. “Los resultados revelaron que los romanos prepararon su material aglutinante tomando la caliza calcinada (cal viva), moliéndola hasta cierto tamaño, mezclándola en seco con ceniza volcánica y, finalmente, añadiendo agua para crear la matriz cementante”, agregó.
Cualidades del “hormigón romano” en el hormigón moderno
Además de analizar los clastos de cal, los investigadores también estudiaron otros componentes volcánicos de la matriz, como piedra pómez. Los resultados de los análisis evidenciaron que, con el tiempo, las partículas de este elemento reaccionaron químicamente con los poros de la solución circundante, creando nuevos depósitos minerales que fortalecían aún más al hormigón.
Masic comentó que el calcio es un componente clave tanto el hormigón romano como el moderno, por lo que comprender su reacción con el tiempo también aporta lecciones para entender los procesos dinámicos del cemento moderno. En ese sentido, el académico fundó una empresa que utiliza las lecciones aprendidas del antiguo hormigón romano para crear hormigones modernos de mayor durabilidad.
“Este es relevante -dijo- porque el hormigón romano es durable, se repara a sí mismo y es un sistema dinámico. La forma en que estos poros en los ingredientes volcánicos se rellenan a través de la recristalización es un proceso único que queremos trasladar a nuestros materiales modernos. Queremos materiales que se regeneren así mismos”.
En ese sentido, Masic agregó que “existe la importancia histórica de este material y luego, está la importancia científica y tecnológica de comprender su comportamiento. Este material puede repararse a sí mismo con el paso del tiempo, es reactivo y altamente dinámico. Ha resistido terremotos, soportado la presión submarina y sobrevivido a la degradación provocada por los elementos. Lo que no queremos es copiar completamente al hormigón romano en la actualidad, sino que trasladar ciertas características de éste a nuestras construcciones modernas”.
