DESENREDANDO EL MISTERIO DEL concreto ROMANO ANTIGUO

 

Los antiguos romanos eran ampliamente conocidos por sus logros en ingeniería, su extensa red de carreteras, acueductos, puertos y edificios masivos, cuyos restos están intactos hasta el día de hoy. Muchas de estas famosas estructuras se construyeron con concreto: El Panteón de Roma, construido alrededor de 126-128 d. C., es la cúpula de hormigón sin reforzar más grande del mundo y aún no ha cambiado. Muchas otras estructuras romanas antiguas también han resistido la prueba del tiempo en diferentes climas, zonas sísmicas e incluso en contacto directo con el agua de mar. Sin embargo, muchas contrapartes modernas de concreto se han derrumbado después de solo unas pocas décadas, lo que lleva a los científicos de todo el mundo a preguntarse qué hace que este antiguo material de construcción sea tan fuerte.

Un grupo internacional de investigadores dirigido por el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha arrojado luz sobre este misterio al lograr avances significativos en la comprensión de los componentes del concreto extremadamente duradero y descubrir una capacidad de autocuración que antes se pasaba por alto.

 

¿por qué el concreto romano antiguo era tan duradero? MIT descubre ingrediente 'autocurativo'
el Pantheon en Rome | imagen por Evan Qu en Unsplash (imagen principal por Mathew Schwartz en Unsplash)

 

 

INGREDIENTE SECRETO CON HABILIDADES DE AUTOCURACIÓN

 

Durante mucho tiempo, los investigadores pensaron que la durabilidad del concreto antiguo se debía a un ingrediente: material puzolánico, originario del área de Pozzuoli en Nápoles. Tras una inspección más cercana, el equipo de estudio, dirigido por el MIT e integrado por investigadores de los Estados Unidos, Italia y Suiza, descubrió que estas muestras antiguas también contenían pequeños trozos blancos llamados «clastos de cal», que se sabe desde hace mucho tiempo que son un componente ubicuo del concreto romano. «Desde que comencé a trabajar con concreto romano antiguo, siempre me han fascinado estas características», dice Admir Masic, profesor de ingeniería civil y ambiental del MIT. «Estos no se encuentran en las formulaciones de concreto modernas, entonces, ¿por qué están presentes en estos materiales antiguos?»

 

Anteriormente, los grumos blancos se habían pasado por alto como evidencia de prácticas de mezcla desordenadas o materias primas de baja calidad. Sin embargo, el nuevo estudio sugiere que estos diminutos grumos son los que le dieron al concreto la capacidad de autorreparación. «Siempre me molestó la idea de que la presencia de estos clastos de cal se atribuía simplemente a un control de baja calidad», comparte Masic. «Si los romanos pusieron tanto esfuerzo en hacer un material de construcción sobresaliente, siguiendo todas las recetas detalladas que habían sido optimizadas a lo largo de muchos siglos, ¿por qué pusieron tan poco esfuerzo en asegurar la producción de un producto final bien mezclado? ? Tiene que haber más de ésta historia.»

 

¿por qué el concreto romano antiguo era tan duradero? MIT descubre ingrediente 'autocurativo'
imagen por Julie en Unsplash

 

 

EL PROCESO DE ‘MEZCLA EN CALIENTE’

 

A medida que avanzaba el estudio, Masic se preguntó: «¿Era posible que los romanos hubieran utilizado directamente la cal en su forma más reactiva, conocida como cal viva?» Cuando él y su equipo analizaron las muestras de este concreto antiguo, descubrieron que las inclusiones blancas estaban compuestas de varias formas de carbonato de calcio. Según el examen espectroscópico del equipo, parece que el concreto romano probablemente se hizo mezclando el carbonato de calcio con el material puzolánico y agua a temperaturas muy altas, un proceso llamado ‘mezcla en caliente’. El equipo había llegado a la conclusión de que la ‘mezcla en caliente’ era la clave de la naturaleza superresistente del concreto.

 

Durante este proceso, los terrones de cal desarrollan una arquitectura característica de nanopartículas quebradizas que crea una fuente de calcio fácilmente frágil y reactiva que podría tener una función crucial de autocuración, según el estudio. Cuando se forman pequeñas grietas en el hormigón, viajan a las esferas de calcio, que tienen un área de superficie más grande que otras partículas. Este material luego puede reaccionar con el agua para formar una solución rica en calcio que puede secarse y endurecerse, cerrando rápidamente la grieta. Alternativamente, puede reaccionar con materiales puzolánicos para fortalecer aún más el compuesto. Estas reacciones ocurren espontáneamente y, por lo tanto, curan automáticamente las grietas antes de que se propaguen. «Es emocionante pensar en cómo estas formulaciones de concreto más duraderas podrían ampliar no solo la vida útil de estos materiales, sino también cómo podrían mejorar la durabilidad de las formulaciones de concreto impresas en 3D”, dice Masic.

 

¿por qué el concreto romano antiguo era tan duradero? MIT descubre ingrediente 'autocurativo'
imagen cortesía de MIT news

 

 

project info: 

 

nombre de estudio: Hot mixing: Mechanistic insights into the durability of ancient Roman concrete
liderado por: Massachusetts Institute of Technology (MIT)
autores: Linda M. Seymour, Janille Maragh, Paolo Sabatini, Michel Di Tommaso, James C. Weaver, Admir Masic