El hormigón, el secreto de los edificios romanos que no se derrumban jamás

El hormigón, el secreto de los edificios romanos que no se derrumban jamás

Publicado por el Jul 5, 2017

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Decía Jorge Manrique que nuestras vidas son los ríos que van a dar a la mar, que es el morir. Nada ni nadie, ni reyes ni señoríos, ni pobres ni ricos, tiene otro destino. Pero, más allá de las metáforas del poeta palentino, el mar es hoy un lugar donde se pueden encontrar los vestigios más sólidos de los mundos desaparecidos. Como bien sabe el arqueólogo canadiense John Peter Oleson, allí es donde algunas huellas de la Antigua Roma se resisten aún al paso del tiempo. A pesar de milenios de mareas, olas y tormentas, hoy en día sigue sin haber un hormigón más sólido que el dejado atrás por los ingenieros romanos en puertos, diques y tanques para peces. Como dejó escrito Plinio el Viejo, los constructores crearon un hormigón capaz de convertirse en una “masa de piedra, inexpugnable para las olas y cada día más fuerte”.

Oleson averiguó que Plinio el Viejo no exageraba. Al comienzo de su carrera, en los ochenta, el arqueólogo excavó varios puertos de Italia, en Cosa, Pyrgi y Populonia, e incluso en Israel, en las antiguas posesiones orientales de Cesarea, donde el famoso rey Herodes construyó un importante puerto que se finalizó entre el año nueve y diez después de Cristo. Después de examinar diques y muros, John Peter Oleson quedó sorprendido por su solidez, así que comenzó a interesarse por el hormigón de las construcciones. ¿Por qué la receta romana es más duradera que la lograda con el actual cemento Portland, que sufre peor los embates del mar? ¿Cuál es la composición, la procedencia y las propiedades del hormigón romano? Intrigado por estas cuestiones, en 2002 Oleson y otros científicos extrajeron testigos de los muros de los puertos y analizaron sus propiedades, dentro del proyecto ROMACONS (“The Roman Maritime Concrete Study”).

Los primeros análisis resultaron sorprendentes. En el hormigón de los restos del puerto de Cesarea, se encontraron  ingredientes procedentes de la Bahía de Nápoles, lo que significaba que enormes cantidades de materiales habían sido transportados en barco a través del Mediterráneo y a una distancia de casi 2.000 kilómetros. Los análisis mostraron que este hormigón estaba elaborado con cenizas y restos volcánicos de la bahía de Nápoles. En la mezcla hay toba volcánica, una roca muy ligera y porosa, y puzolanas, unos materiales que fueron la base del cemento de la antigüedad hasta la invención del Portland en el siglo XIX. Este material recibe su nombre de la población de Pozzuoli, situada en las laderas del Vesubio, pero luego su extracción y uso se extendió a otros muchos lugares.

Gracias a estos materiales, los romanos batieron el récord al construir la que fue la mayor cúpula de todo los tiempos durante 1.300 años, la del Panteón de Roma. Con sus 43, 3 metros de diámetro, es la mayor construcción del mundo de hormigón en masa. En parte gracias a su mezcla de cal, puzolana, agua y ladrillos rotos, junto a combinaciones más ligeras de piedra pómez para las partes superiores.

Interior del impresionante Panteón de Roma (Livioandronico2013)

Interior del impresionante Panteón de Roma (Livioandronico2013)

 

¿El hormigón romano superaría al actual? Tal como ha explicado a ABC John Oleson, “el romano no es tan fuerte como el moderno, pero es mucho más duradero“. ¿Por qué? Porque a diferencia de lo que ocurre con el hormigón elaborado con cemento Portland, cuando el agua de mar se filtra y se introduce entre las grietas, se endurece más. “Con el tiempo, evoluciona de una forma que repara los distintos tipos de daños mecánicos y químicos que sufre. Los hormigones modernos normales no pueden hacer eso”.

La red que da cohesión al hormigón

Y no está exagerando. Recientemente, la geóloga Marie Jackson, de la Universidad de Utah (Estados Unidos) ha llevado a cabo una investigación para estudiar las estructuras y los minerales del interior del hormigón de los romanos. Su estudio, publicado en American Mineralogist, ha concluido que la filtración del agua salada del mar permite el crecimiento de nuevos minerales que actúan como una red que da cohesión al material.

Tal como ha explicado Jackson a ABC, este proceso no ocurre en el hormigón moderno, que está basado en el cemento Portland. A diferencia de la contraparte romana, cuando el agua se filtra en su interior, interacciona con los áridos (grava y arena), y esto puede llevar a que el hormigón se expanda y se fracture. “Esta es una de las principales causas de destrucción del hormigón hecho con cemento Portland”, ha dicho la geóloga.

Entre 2002 y 2009 Jackson participó en el proyecto ROMACONS. Entonces, descubrió la presencia de un mineral muy raro, llamado tobermorita de aluminio, que se formaba gracias a la reacción del agua con las puzolanas, uno de los materiales volcánicos usados en la mezcla.

Ahora, y gracias a nuevas técnicas, como la microdifracción y la microfluorescnecia, realizadas en el Laboratorio Nacional Berkeley (Estados Unidos), Jackson descubrió que la tobermorita de aluminio y otro mineral, llamado phillipsita, se forman en las partículas de piedra pómez y en los poros del interior del hormigón.

Los investigadores concluyeron que el agua marina percola en el hormigón, y que disuelve los componentes volcánicos, de forma que permite el crecimiento de minerales, como la tobermorita de aluminio y la phillipsita. Estos generan cristales de forma aplanada que refuerzan la matriz interna del hormigón. El resultado es que la corrosión del agua del mar refuerza el material, al contrario de lo que ocurre en las estructuras modernas hechas con cemento Portland. El único inconveniente del hormigón romano es que tiene menos resistencia a la compresión.

Fotografía al microscopio electrónico del hormigón (Marie Jackson)

Fotografía al microscopio electrónico del hormigón (Marie Jackson)

 

La científica cree que este hormigón romano podría usarse hoy en día, en estructuras marinas, y que podría tener unas propiedades muy interesantes. Además, ha señalado que esto ayudaría a disminuir las emisiones de dióxido de carbono que genera la fabricación de cemento Portland (que requiere, entre otras cosas, usar grandes hornos para calentar la mezcla hasta los 1400 grados centígrados).

El inconveniente es que la receta se ha perdido. La investigadora la ha buscado en las fuentes documentales, pero ahora trabaja con un ingeniero para desarrollar una nueva receta, usando materiales diferentes que puedan sustituir a las ceniza volcánicas italianas.

La investigadora cree que aún faltan por conocer muchas de las reacciones químicas que ocurren a largo plazo en el hormigón. Por eso, seguirá haciendo análisis químicos y buscando en las fuentes para tratar de desentrañar todos los secretos del hormigón. “Los romanos estaban muy preocupados por esto. Si vamos a construir junto al mar, también deberíamos estar preocupados”, ha dicho.

En la actualidad, tanto la tobermorita como la phillipsita se usan para elaborar cementos especiales para los puertos actuales. Pero, a diferencia de lo que consiguieron los romanos, los minerales deben ser quemados a muy altas temperaturas. “Nadie ha creado tobermorita a 20º, excepto los romanos”, ha dicho Jackson.

También había romanos chapuceros

En opinión de Oleson, los ingenieros actuales también podrían aprender muchas cosas de los romanos. “Los ingenieros romanos eran muy cuidadosos en cuanto a la calidad de los materiales y los procedimientos de organización”. Pero no es oro todo lo que reluce.”Tenemos muchas pruebas de edificios que se derrumbaron poco después de su construcción, a causa del trabajo de arquitectos y contratistas poco rigurosos, incompetentes o chapuceros“.

Al final, el hecho de que los edificios actuales sobrevivan siglos y milenios dependerá de la calidad de los materiales y del diseño, pero, tal como demuestran los edificios de la Antigua Roma, también de la suerte. “El azar parece haber jugado un papel importante en la destrucción de edificios bien construidos o en la preservación de otros”, ha concluido John Peter Oleson. Hoy en día, los turistas se arremolinan junto a la impresionante cúpula del Panteón de Roma casi dos mil años después de su construcción. ¿Qué pensarían los ingenieros y arquitectos que lo levantaron si vieran los edificios que construimos hoy en día?

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