HORMIGÓN

Descubren el secreto del cemento súper resistente de los romanos

Una obra en construcción preservada por la erupción del Vesubio, con herramientas y pilas de materiales intactos, ha permitido a investigadores del MIT desvelar la receta romana del hormigón. El análisis indica que su composición, basada en la llamada ‘mezcla en caliente’, le otorgaba propiedades autorreparadoras, lo que explica la resistencia de puentes, acueductos y otras estructuras durante milenios.

Antigua pared de PompeyaSinc

El hormigón fue la base del Imperio Romano. Hizo posible su célebre revolución arquitectónica y la construcción de edificios, puentes y acueductos que, en muchos casos, siguen en uso unos 2 000 años después.

En 2023, el profesor asociado del MIT Admir Masic y sus colaboradores publicaron un artículo en Science Advances en el que describían el proceso de fabricación que confería longevidad al hormigón romano: fragmentos de cal se mezclaban con ceniza volcánica y otros ingredientes secos antes de añadir agua.

Cuando se añade agua a esta mezcla, se genera calor. A medida que el hormigón fragua, este proceso de "mezcla en caliente" atrapa y preserva la cal altamente reactiva en forma de pequeñas partículas blancas semejantes a grava. Cuando el material se agrieta, estos clastos de cal se redisuelven y rellenan las fisuras, otorgando al hormigón propiedades de autorreparación.

Discrepancias con Vitrubio

Había solo un problema: el proceso descrito por el equipo de Masic difería del explicado por el célebre arquitecto romano Vitruvio. Este autor, que literalmente escribió el primer tratado conocido sobre teoría arquitectónica —De architectura, del siglo I a. C.—, afirmaba que los romanos añadían agua a la cal para crear una pasta antes de mezclarla con el resto de los ingredientes.

"Con el respeto que le tengo a Vitruvio, era difícil sugerir que su descripción pudiera ser inexacta", admite Masic. "Sus escritos fueron decisivos para despertar mi interés por la arquitectura romana antigua, y nuestros resultados contradecían esos textos históricos".

Ahora, Masic y sus colaboradores han confirmado que los romanos sí empleaban la mezcla en caliente, una conclusión alcanzada gracias al estudio de un yacimiento de una obra en construcción recién descubierta en Pompeya, excepcionalmente preservada por la erupción del Vesubio en el año 79 d. C. Este lugar cuenta con montones de materias primas y herramientas, lo cual dio a los investigadores una oportunidad sin precedentes.

Minerales reactivos y autorreparación

También caracterizaron la ceniza volcánica que mezclaban con la cal, descubriendo una sorprendente diversidad de minerales reactivos que contribuían aún más a la capacidad del hormigón de repararse incluso siglos después de su construcción.

"Existe una importancia histórica, pero también científica y tecnológica en comprender este material", explica Masic. "Puede autorrepararse durante miles de años, es reactivo y altamente dinámico. Ha sobrevivido terremotos y volcanes, ha perdurado bajo el agua y resistido la degradación ambiental. No buscamos copiar el hormigón romano tal cual, sino trasladar parte de este conocimiento acumulado a nuestras prácticas modernas".

Los resultados se describen en un artículo en Nature Communications. Firman el trabajo, además de Masic, las primeras autoras Ellie Vaserman y James Weaver, junto con la profesora asociada Kristin Bergmann, la doctoranda Claire Hayhow y otros seis colaboradores italianos.

Secretos antiguos

Masic lleva casi una década investigando por qué el hormigón romano ha resistido durante milenios. Su estudio anterior, basado en muestras de una muralla en Priverno, dejaba dudas sobre si ese material era representativo del usado en todo el Imperio. El hallazgo de un yacimiento de construcción intacto en la ciudad sepultada por el Vesubio ofreció la ocasión de comprobarlo.

El análisis de pilas de materiales secos, muros en distintas fases de construcción y morteros de reparación permitió confirmar que los romanos utilizaban mezcla en caliente. Se hallaron tanto los característicos clastos de cal como fragmentos de cal viva mezclados en seco con ceniza volcánica, un paso clave del proceso. Estudios isotópicos dirigidos con la colaboración de Kristin Bergmann demostraron que esta técnica difería de la cal apagada descrita tradicionalmente.

Los investigadores también comprobaron que los componentes volcánicos, incluida la pumita, reaccionaban con el tiempo para formar nuevos minerales que reforzaban el hormigón.

Una cápsula del tiempo

El excepcional estado de conservación del yacimiento impresionó al equipo, que lo describió como una auténtica cápsula del tiempo. Más allá del hallazgo histórico, Masic destaca que comprender el comportamiento del calcio y los procesos de autorreparación del material ofrece claves valiosas para mejorar los cementos modernos, una línea que impulsa también desde su empresa DMAT.

El investigador sugiere que Vitruvio pudo haber sido malinterpretado, ya que en su tratado menciona el calor generado durante la mezcla, un indicio compatible con la técnica de mezcla en caliente.

Referencia: