El precursor del concreto, un pilar de la infraestructura romana

En junio, el Ministerio de Cultura italiano anunció la excavación de una nueva sala en las ruinas de Pompeya. Unas semanas más tarde, un grupo de arqueólogos se reunió para maravillarse ante ella: paredes cubiertas con pintura azul brillante y frescos detallados de imágenes agrícolas.

Admir Masic, químico del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), quedó más cautivado por un montón de tierra arenosa en una esquina de la habitación. El material, de color canela claro y granular, había sido un componente crítico del Imperio Romano, dijo: el precursor del concreto, un pilar de la infraestructura romana.

El concreto moderno, basado en un material conocido como cemento Portland, fue desarrollado en Inglaterra en el siglo 19 y es el material de construcción más popular del mundo. Es barato, fuerte y estandarizado. Pero es menos resistente que el concreto utilizado por los romanos; con el paso de las décadas desarrolla grietas que, al dejar entrar agua, pueden acabar destruyendo el material.

Además, la producción del concreto es uno de los principales impulsores del cambio climático, al producir el 8 por ciento de las emisiones de dióxido de carbono del mundo. Al conocer los secretos del concreto romano, investigadores como Masic intentan idear opciones modernas más ecológicas y duraderas.

“Los concretos marinos romanos han sobrevivido en uno de los entornos más agresivos de la Tierra sin ningún mantenimiento”, dijo Marie Jackson, geóloga en la Universidad de Utah.

El concreto romano deriva su resistencia de una mezcla de silicato de calcio alumínico hidratado, con diferentes fórmulas químicas. Pero no está claro cómo lo produjeron los romanos.

La creencia tradicional es que los romanos calentaron piedra caliza, en su mayoría hecha de carbonato de calcio, para producir un material peligrosamente reactivo llamado óxido de calcio o cal viva. Luego agregaron agua, formando hidróxido de calcio o cal apagada. Finalmente combinaron esto con un material voluminoso, a menudo ceniza volcánica, que proporcionó el aluminio y el silicio necesarios para el concreto.

Pero Masic señaló que muchos ejemplos de concreto romano contienen trozos blancos visibles, o clastos. “Se ven en todas partes: en Roma, en África, en Israel”, dijo.

Se cree que los trozos son productos involuntarios de una mala mano de obra, pero Masic dijo que los ingenieros romanos eran demasiado inteligentes para fabricar concreto plagado de errores de manera consistente. “La gente decía que los clastos de cal son una mala mezcla de cal apagada”, dijo. “Nuestra hipótesis es que no es parte de un mal procesamiento; es parte de la tecnología”.

De acuerdo con la investigación de Masic, estos clastos de cal eran depósitos de calcio que ayudaban a rellenar las grietas, haciendo que el concreto se curara solo. A medida que se formaban grietas, el agua disolvía el calcio de la cal, que entonces formaba carbonato de calcio sólido, creando nueva roca que llenaba la grieta.

Masic sostiene que los clastos de cal no procedían de la cal apagada sino de la cal viva que los romanos añadían directamente, un proceso llamado mezcla en caliente. La cal viva genera calor cuando se combina con ceniza volcánica, calentando el material a más de 77 grados centígrados, lo que hace que el concreto se endurezca mucho más rápido. La técnica también generó algunos puntos calientes de casi 204 grados, lo que provocó que parte de la cal viva permaneciera en trozos pequeños e intactos: los clastos que se ven hoy en el concreto romano y que le confieren sus propiedades de autocuración, dijo Masic.

Al examinar los clastos con microscopios especiales, él y sus colegas han demostrado que, efectivamente, los clastos comenzaron como cal viva.

Sin embargo, Jackson cree que el secreto de la resistencia del concreto romano reside en los materiales voluminosos que se mezclaban con cal, a menudo un tipo de ceniza volcánica llamada puzolana, que activaba reacciones químicas que le daban una durabilidad inigualable. Y los materiales continuaron reaccionando, formando minerales raros como la strätlingita durante muchos años después de que se fabricara el concreto, halló Jackson. Los cristales de strätlingita bloquearon el crecimiento de grietas.

Jackson cree que los romanos lograron dominar esta técnica en el siglo 1 a.C.

El Teatro de Marcelo y los Mercados de Trajano —dos sitios en Roma que ha estudiado— “registran este avance”, dijo.