Investigadores del MIT y Harvard descubren el secreto del hormigón romano "autocurativo"

Investigadores del MIT y Harvard descubren el secreto del hormigón romano «autocurativo»

Investigadores del MIT y Harvard afirman haber resuelto el misterio de la durabilidad de las estructuras de hormigón de la antigua Roma y ahora buscan comercializar una versión moderna de la fórmula.

El equipo de investigación descubrió que los antiguos romanos elaboraban su hormigón con cal viva, que es cal en estado puro, en lugar de la típica cal apagada, lo que le confería propiedades autocurables.

Los investigadores concluyeron que esto es lo que explica la perdurabilidad de las estructuras de la antigua Roma, como el Panteón (arriba), que sigue en pie unos 2000 años después de su construcción y que cuenta con la cúpula de hormigón no reforzado más grande del mundo.

La investigación fue dirigida por Admir Masic, profesor de ingeniería civil y ambiental del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), autor principal de un artículo publicado por el equipo en la revista Science Advances.

Los misteriosos trozos blancos del hormigón contenían pistas.

Masic y su equipo centraron su investigación en los distintivos trozos de carbonato de calcio blanco que se sabía que contaminaban el hormigón romano. Anteriormente se creía que estos «clastos de cal» eran evidencia de una mezcla deficiente, pero esta explicación no le convenció a Masic.

«La idea de que la presencia de estos clastos de cal se atribuyera simplemente a un bajo control de calidad siempre me inquietó», declaró Masic.

«Si los romanos dedicaron tanto esfuerzo a fabricar un material de construcción excepcional, siguiendo todas las recetas detalladas que se habían optimizado a lo largo de muchos siglos, ¿por qué se esforzarían tan poco en garantizar la producción de un producto final bien mezclado?»

Un mapa elemental de un fragmento de dos centímetros de hormigón romano antiguo muestra un clasto de cal en rojo.

Para determinar el origen de los clastos, el equipo examinó su forma y estructura cristalina. Estos exámenes sugirieron que los depósitos se habían formado a temperaturas extremas, como las que se crearían al preparar el hormigón con cal viva (óxido de calcio), un proceso que libera mucho calor y se conoce como «mezcla en caliente».

Esto contrasta con los procesos actuales típicos de fabricación de hormigón, que utilizan cal apagada con agua (hidróxido de calcio), lo que la hace menos reactiva.

La mezcla en caliente creó potencial de autocuración.

Según Masic y su equipo, la mezcla en caliente confiere a los clastos de cal una «arquitectura frágil de nanopartículas». En cuanto se forman pequeñas grietas en el hormigón, fracturan los clastos, y cuando el agua alcanza estas partículas, crea una solución saturada de calcio que fluye hacia las grietas y recristaliza para «curarlas».

«Los beneficios de la mezcla en caliente son dobles», afirmó Masic. «Primero, al calentar el hormigón a altas temperaturas, se obtienen compuestos químicos que no serían posibles si solo se usara cal apagada, lo que produce compuestos asociados a altas temperaturas que de otro modo no se formarían».

«Segundo, 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», continuó.

Para demostrar su hipótesis, el equipo produjo muestras de hormigón mezclado en caliente utilizando formulaciones antiguas y modernas, las agrietaron y dejaron pasar agua por las grietas.

En dos semanas, las grietas habían cicatrizado y el agua ya no podía fluir a través de ellas, mientras que bloques de hormigón idénticos fabricados sin cal viva nunca cicatrizaron.

Estudio sugiere posibilidades para edificios más ecológicos

El equipo espera que su descubrimiento ayude a aumentar la vida útil del hormigón moderno y, por lo tanto, a mitigar el notorio impacto ambiental de este material, responsable por sí solo de alrededor del ocho por ciento de las emisiones globales de carbono.

Actualmente, trabajan para comercializar su fórmula de hormigón más duradera.

Entre los colaboradores de Masic en el estudio se encuentran Linda Seymour y Janille Maragh del MIT; Paolo Sabatini, del laboratorio de investigación del hormigón DMAT en Italia; Michel Di Tommaso, del laboratorio de ensayos de materiales del Instituto Meccanica dei Materiali en Suiza; y James Weaver, del Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica de la Universidad de Harvard.

Primer plano de una losa de hormigón prefabricado con celdas huecas creada con FoamWork impreso en 3D por la ETH de Zúrich.

Su estudio se basa en investigaciones previas que descubrieron que la durabilidad del hormigón romano está parcialmente relacionada con el uso de ceniza volcánica de la zona de Pozzuoli. El uso de este material fue ampliamente documentado por los arquitectos e historiadores de la antigua Roma.

Arquitectos e ingenieros contemporáneos ya han comenzado a copiar este enfoque, utilizando puzolana para prolongar la vida útil de sus edificios y reducir la necesidad de cemento con alto contenido de carbono.

La imagen superior del Panteón de Roma es de Pexels.

Investigadores del MIT y Harvard descubren el secreto del hormigón romano «autocurativo»

Fuente: dezeen

Escrito por: Rima Sabina Aouf