El secreto de la extraordinaria longevidad del concreto del Imperio romano

Una inesperada estrategia de fabricación antigua puede ser la clave para diseñar un concreto capaz de perdurar durante milenios en vez de durante décadas.

En el Imperio romano, se logró un alto nivel de eficiencia en ingeniería y se construyeron vastas redes de carreteras y de acueductos, así como puertos y hasta edificios enormes, parte de lo cual todavía sigue en pie después de dos milenios.

Muchas de estas estructuras se construyeron con concreto: El famoso Panteón de Roma, que todavía ostenta el récord de tener la cúpula de concreto no armado más grande del mundo, se inauguró en el año 128 después de Cristo, y sigue intacto.

También siguen siendo operativos algunos acueductos del Imperio romano que hoy en día todavía suministran agua a Roma.

En cambio, no pocas estructuras modernas de concreto se han desmoronado al cabo de unas décadas de haber sido construidas.

Se ha venido investigando desde hace mucho tiempo el misterio de la extraordinaria longevidad del concreto del Imperio romano, y su secreto no se ha podido desvelar totalmente. Hasta ahora.

Ahora, un equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos, junto con colaboradores en la Universidad Harvard (Estados Unidos) y en laboratorios de Italia y Suiza, ha conseguido un gran avance en este campo, descubriendo antiguas estrategias de elaboración y aplicación del concreto que otorgaban al material una asombrosa función de autorreparación.

Durante muchos años, la mayoría de los expertos en el tema han supuesto que la clave de la durabilidad del concreto del Imperio romano se basaba en un ingrediente: la ceniza volcánica de la zona de Pozzuoli, en la bahía de Nápoles, Italia.

Este tipo específico de ceniza se transportaba por todo el vasto Imperio romano para su uso en la construcción, y se describía como ingrediente clave del concreto en las crónicas de arquitectos e historiadores de la época.

Si se examinan con más detenimiento, las muestras de ese concreto antiguo también contienen pequeños y distintivos grumos minerales de color blanco brillante, que desde hace tiempo se reconocen como un componente omnipresente del concreto del Imperio romano.

Estos grumos blancos, a menudo denominados “clastos de cal”, proceden de la cal, otro componente clave de ese concreto antiguo.

Estos clastos de cal se han venido considerando como las huellas dejadas por prácticas de mezcla descuidadas o por el uso de materias primas de mala calidad.

Ahora, Linda Seymour (MIT), Admir Masic (MIT) y sus colegas han determinado que los clastos de cal no solo no eran huellas de un trabajo mediocre sino que de hecho contribuyeron a dotar al concreto de una capacidad de autorreparación que hasta ahora no había sido reconocida por la ciencia moderna y también han averiguado la utilidad de cada paso del proceso de elaboración y aplicación.

Durante el proceso de mezcla en caliente, los clastos de cal desarrollan una arquitectura de nanopartículas característicamente frágil, lo que crea una fuente de calcio fácilmente fracturable y reactiva que, como propuso el equipo, podría proporcionar un poder de ‘autocuración’ del material.

En concreto, ayuda cuando se empiezan a formar grietas dentro del concreto: estas vetas quedan ‘dirigidas’ a través de estos clastos.

Pero este material después reacciona con el agua, creando una solución saturada de calcio que puede recristalizarse como carbonato de calcio y llenar rápidamente la grieta.

O reaccionar con materiales puzolánicos para fortalecer aún más el material compuesto.

Estas reacciones tienen lugar espontáneamente y, por lo tanto, regeneran automáticamente las grietas antes de que se propaguen.

Para demostrar su teoría, el equipo creó muestras de concreto mezclado en caliente que incorporaban formulaciones antiguas y modernas, las rompieron deliberadamente y luego hicieron correr agua a través de las grietas.

Efectivamente: en dos semanas, las grietas se habían regenerado por completo y el agua ya no podía fluir.

Un trozo idéntico de concreto hecho sin cal viva nunca se autorreparó, y el agua siguió fluyendo a través de la muestra.

El equipo está tan seguro de su descubrimiento que está trabajando para crear una versión comercial de este material de construcción romano.

El concreto así elaborado y aplicado posee una buena capacidad de autorrepararse y por tanto de perdurar muchísimo más tiempo que los concretos convencionales.

Fuente: Science Advances