Descobert el secret del formigó romà per durar mil·lennis: les esquerdes es curen soles
Un nou estudi publicat a la revista Science Advances ha destapat com una antiga i sorprenent estratègia de fabricació podria ser la clau que el formigó romà hagi durat mil·lennis, fins als nostres dies.
Fa dècades que els investigadors intenten descobrir el secret d'aquest material de construcció ultraresistent, protagonista per exemple del Panteó de Roma, consagrat l'any 128 dC, que té la cúpula de formigó no armat més gran del món i segueix intacte.
Ara, un equip d'investigadors de l'Institut Tecnològic de Massachusetts (MIT) i la Universitat Harvard, als Estats Units, i laboratoris d'Itàlia i Suïssa han avançat en aquest camp, amb la descoberta d'antigues estratègies de fabricació de formigó que incorporaven diversos mètodes d'"autocura" basats en la calç.
Fragments de calç mil·limètrics
Durant molts anys, els investigadors han suposat que la clau de la durabilitat del formigó antic es basava en material putzolànic com la cendra volcànica de la zona de Pozzuoli, a la badia de Nàpols.
Aquest tipus específic de cendra es transportava fins i tot per tot el vast imperi romà per utilitzar-lo en la construcció, i es descrivia com a ingredient clau del formigó als relats d'arquitectes i historiadors de l'època.
Però si s'examinen amb més deteniment, aquestes antigues mostres també contenen petits i distintius trets minerals de color blanc brillant, a escala mil·limètrica, que des de fa temps se sap que són un component omnipresent dels formigons romans.
Aquests trossos o clasts blancs procedeixen de la calç, un material que ara no es fa servir en la barreja per fabricar formigó. I això és, precisament, el que va despertar les preguntes dels investigadors.
Un formigó mal barrejat?
Fins ara s'havia pensat que la presència de calç era fruit de les barreges descuidades de l'època a l'hora de fer el formigó, o simplement que s'hi recorria perquè no es tenien a l'abast materials de més qualitat.
"Que la presència d'aquests clastos de calç s'atribuís simplement a un control de qualitat deficient sempre m'ha inquietat", afirma un dels investigadors, que remarca com els romans "s'esforçaven molt per fabricar un material de construcció excepcional, seguint totes les receptes detallades que s'havien optimitzat al llarg de molts segles".
I aquí hi ha la clau. Finalment, els científics han descobert que aquest material conferia al formigó una capacitat "autocurativa" desconeguda fins ara.
Han aconseguit saber-ho després d'una caracterització més detallada d'aquesta calç, utilitzant imatges multiescala d'alta resolució i tècniques de mapeig químic pioneres.
La calç viva, clau en el procés
Històricament s'ha pensat que la calç s'incorporava al formigó romà combinant-la primer amb aigua per formar un material pastós altament reactiu, en un procés conegut com a apagat.
Però aquest procés per si sol no podia explicar la presència dels clastos de calç, i per això ara han investigat si també es feia servir calç viva.
L'examen espectroscòpic ha permès saber que aquests petits fragments s'havien format a temperatures extremes, una reacció que, efectivament, s'aconsegueix amb l'ús de calç viva.
La barreja calenta, ha conclòs ara l'equip, és en realitat la clau d'aquesta naturalesa superdurable. Així, quan el formigó s'escalfava a altes temperatures, es produïen uns compostos químics impossibles d'aconseguir utilitzant només calç apagada.
Aquest augment de temperatura també reduïa significativament els temps de curat i forjat, ja que fa que totes les reaccions s'accelerin, i això permet una construcció molt més ràpida, expliquen els investigadors.
Les esquerdes es curen soles
Durant la barreja en calent, els clastos de calç es repartien pel formigó, i li proporcionaven una font de calci fàcilment fracturable i reactiva.
Així, quan comencen a formar-se petites esquerdes al formigó, el calci reacciona amb l'aigua i omple ràpidament l'esquerda, i reaccionar amb materials putzolànics reforça encara més el material compost.
Aquestes reaccions es produeixen espontàniament i, per tant, curen automàticament les esquerdes abans que s'estenguin.
L'examen d'altres mostres de formigó romà que presentaven esquerdes farcides de calcita ha corroborat aquesta hipòtesi, i els investigadors també han produit mostres que han esquerdat i mullat deliberadament per comprovar-ho.
Després de l'èxit daquestes proves, l'equip està treballant per comercialitzar aquest material de ciment modificat.
El protagonisme del formigó en l'arquitectura romana
Els antics romans eren mestres de l'enginyeria i van construir xarxes de carreteres, ports o enormes edificis que han sobreviscut durant dos mil·lennis.
Moltes d'aquestes estructures es van construir amb formigó, com alguns aqüeductes romans que encara ara segueixen subministrant aigua a Roma, davant de moltes estructures modernes d'aquest material que s'han esfondrat al cap d'uns decennis.
També van fer servir aquest material en estructures que suportaven condicions especialment dures, com ara molls, clavegueres o espigons, i fins i tot construccions en llocs que són sísmicament actius.
