Descubren el último misterio del hormigón romano: así conseguían que fuera más resistente que el actual

Tanto los habitantes de la antigua Grecia como de la antigua Roma fueron maestros de la construcción y la ingeniería, destacando estos últimos por sus famosos acueductos, muchos de los cuales aún siguen funcionando perfectamente hoy en día. Y no solo destacan por su funcionalidad, sino por la duración de sus materiales, destacando especialmente el conocido como hormigón puzolánico.

Pero no solo este material sería uno de los secretos mejor guardados de los antiguos constructores. Y es que, según un estudio llevado a cabo por los investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), publicado durante 2023, no importaría solo el tipo de hormigón sino también las técnicas usadas para mezclarlo.

De hecho, el Panteón de Roma sigue intacto, con casi 2.000 años de antigüedad, ostentando el récord de la cúpula de hormigón no reforzado más grande del mundo. Las propiedades de este hormigón se deberían a dos ingredientes en particular: puzolana, una mezcla de ceniza volcánica que recibe su nombre por la ciudad italiana de Pozzuoli; y cal. Ambas sustancias reaccionan con el agua, produciendo un hormigón resistente y duradero.

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Pero no solo importarían los materiales, sino también su mezcla, de la misma forma que en una receta de cocina no solo importan los ingredientes de la misma, sino también su forma de cocción. Saber cómo se producía este tipo de hormigón también ayudaría a mejorar el cemento moderno.

De hecho, en su momento se observaron pequeños trozos blancos de cal en el hormigón, los cuales se atribuyeron erróneamente a una mala mezcla del mismo o al uso de ingredientes defectuosos, dado que el resto del hormigón estaba bien mezclado. Pero, como ya sugirió en su día Admir Masic, del MIT, esto no tenía sentido:

"Si los romanos se esforzaron tanto en elaborar un material de construcción excepcional, siguiendo todas las recetas detalladas que se habían optimizado a lo largo de muchos siglos, ¿por qué se esforzaron tan poco en garantizar la producción de un producto final bien mezclado? Tiene que haber algo más en esta historia".

Así pues, Masic y su equipo, liderado por la ingeniera civil del MIT Linda Seymour, estudiaron muestras de hormigón romano de 2.000 años de antigüedad procedentes del yacimiento arqueológico Privernum de Italia. Sometieron a dichas muestras a microscopia electrónica de barrido, espectroscopia de rayos X de energía dispersiva, disfracción de rayos X en polvo e imágenes Raman confocales para obtener información sobre la cal.

Se suele creer que el hormigón puzolánico usa cal apagada: la piedra caliza se calienta a altas temperaturas, dando lugar a un polvo altamente reactivo llamado cal viva u óxido de calcio. Al mezclar la cal viva con agua se obtiene la cal apagada o hidróxido de calcio, una pasta menos reactiva y menos cáustica. Según dicha teoría, esta cal apagada habría sido la que se mezclaba con la puzolana para dar lugar al hormigón romano.

Sin embargo, los análisis detectaron que los fragmentos de cal del hormigón no concordaban con este método. De hecho, se descubrió que probablemente el hormigón romano se fabricaba mezclando cal viva directamente con puzolana y agua a temperaturas extremadamente altas, dando lugar a la presencia de los mencionados fragmentos de cal, y obteniendo varios beneficios con este método, como explicó Masic:

"En primer lugar, calentar el hormigón a altas temperaturas, se producen reacciones químicas que no serían posibles si solo se utilizara cal apagada, generando compuestos asociados a altas temperaturas que de otro modo no se formarían. En segundo lugar, este aumento de temperatura reduce significativamente los tiempos de curado y fraguado, ya que todas las reacciones se aceleran, lo que permite una construcción mucho más rápida"

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Además, los fragmentos de cal colaborarían en la 'autocuración' del hormigón romano: cuando se forman grietas y estas se propagan, suelen dirigirse hacia los trozos de cal. Si el agua penetra en dicha grieta, reacciona con la cal, formando una solución rica en calcio que, al secarse, se endurece y forma carbonato de calcio, el cual sella la grieta e impide su propagación.

De hecho, el mismo equipo de investigación realizó pruebas fisurando hormigón puzolánico elaborado con recetas de cal viva tanto antiguas como modernas, y las mismas pruebas con un hormigón de control sin cal viva. Efectivamente, el hormigón romano se reparó en dos semanas, mientras que el hormigón de control permaneció fisurado. Los investigadores están trabajando ya en la comercialización de su hormigón como alternativa sostenible respecto a las mezclas actuales.