El hormigón romano en una tumba antigua revela los secretos de su resiliencia

Entre sus muchos talentos, los antiguos romanos fueron pioneros en el arte de la fabricación y construcción de hormigón. La calidad del hormigón romano utilizado para construir sus acueductos, tumbas, casas de baños, muelles, anfiteatros y casas fue tan buena que muchas de estas estructuras aún se mantienen en pie, desafiando los esperados estragos del tiempo.

Los científicos que buscan descifrar los secretos de los maestros romanos del hormigón ahora han experimentado un gran avance tras un análisis realizado en una gran tumba cilíndrica que se construyó para albergar los restos de una mujer noble del siglo I a. C. llamada Caecilia Metella.

Con fondos del Departamento de Energía de los Estados Unidos, la geofísica de la Universidad de Utah Marie Jackson se asoció con Linda Seymour y Admir Masic del Instituto de Tecnología de Massachusetts y Nobumichi Tamura del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley para realizar un estudio en profundidad de los materiales y métodos utilizados para construir La tumba de Cecilia Metella . Querían saber más sobre la roca que se usaba para fabricar hormigón romano y, en particular, sobre el mortero que se usaba para unir los bloques de hormigón.

Lo que descubrieron podría ser muy relevante para la industria de la construcción actual, ya que los expertos en construcción buscan formas de construir estructuras que puedan durar tanto como las erigidas por los romanos hace más de 2000 años.

El interior de la tumba de Caecilia Metella en la Vía Apia ha resistido la prueba del tiempo gracias a los secretos del hormigón romano. (Lalupa / CC BY-SA 3.0)

El interior de la tumba de Caecilia Metella en la Vía Apia ha resistido la prueba del tiempo gracias a los secretos del hormigón romano. (Lalupa / CC BY-SA 3.0 )

Índice

    La increíble tumba romana de hormigón de Caecilia Metella

    La tumba de Caecilia Metella se encuentra en Via Appia Antica, o Vía Apia, una antigua ruta de suministro militar que unía Roma con Brindisi en el sureste de Italia. La construcción de este camino se inició en el año 312 a. BC y siguió siendo una arteria crucial durante muchos siglos.

    La tumba de Caecilia Metella es enorme en todos los sentidos. El mausoleo circular tiene 21 metros de altura y 29 metros de diámetro. Fue construido a partir de bloques de hormigón apilados sobre una base de soporte cuadrada. Está decorado en la parte superior con un friso de mármol, y el friso presenta imágenes de guirnaldas y cabezas de buey. A la entrada de esta espectacular tumba hay una inscripción que lleva el nombre de Caecilia Metella, identificándola como la ocupante de la estructura.

    La tumba fue construida en el año 30 a. C., durante el reinado del primer emperador romano Augusto. Caecilia Metella recibió tal honor debido a su conexión con dos personas importantes.

    Era hija del cónsul romano Quinto Metelo, quien tuvo una distinguida carrera como líder militar. También fue la esposa de Marcus Crassus, cuyo famoso padre Marcus Licinius Crassus fue miembro del primer triunvirato de la República Romana, junto con Pompeyo el Grande y Julio César. Teniendo en cuenta el tamaño y la grandeza de la tumba de Cecilia, puede haber sido su marido quien financió su construcción (la familia Crassus era fabulosamente rica).

    Incluso en comparación con otras tumbas romanas supervivientes, el lugar de enterramiento de Caecilia Metella se encuentra en fantásticas condiciones.

    "La construcción de este monumento e hito altamente innovador y robusto en la Via Appia Antica indica que se tenía en alta estima, y ​​el tejido de hormigón 2050 años después refleja una presencia fuerte y resistente", dijo la líder del estudio, Marie Jackson, en una universidad. de utah comunicado de prensa .

    Pero, ¿por qué esta fabulosa tumba ha durado tanto tiempo y se ha mantenido en tan buenas condiciones? Resulta que el secreto está en el pegamento que se usó para armarlo.

    Ladrillos y morteros de hormigón romano en el corredor Muñoz de la tumba de Caecilia Metella. (Marie Jackson/Universidad de Utah)

    Ladrillos y morteros de hormigón romano en el corredor Muñoz de la tumba de Caecilia Metella. (María Jackson / la universidad de utah )

    Descubre la verdad sobre el mejor mortero jamás fabricado

    Como explicaron Marie Jackson y los otros científicos en un artículo sobre su investigación publicado en el Revista de la Sociedad Americana de Cerámica utilizaron las herramientas científicas más potentes y actualizadas disponibles para examinar la microestructura química y física del hormigón y el mortero romanos utilizados en la tumba de Caecilia Metella.

    Los antiguos romanos no usaban cemento vertido para hacer concreto. En cambio, usaron agregados de roca volcánica para construir muros de ladrillos gruesos. Si bien la roca volcánica eventualmente se descompondrá y se desmoronará, en solo dos o tres mil años no se descompondrá mucho en comparación con otros tipos de materiales de construcción.

    Los científicos descubrieron que este agregado volcánico estaba unido con mortero de hormigón romano hecho de cal hidratada y tefra volcánica (pequeñas piezas porosas de vidrio y cristal volcánico creadas durante las erupciones). Este último estuvo disponible en abundancia cerca de Roma, luego de las antiguas erupciones volcánicas en el área.

    Los antiguos romanos entendieron que se trataba de una fórmula extremadamente fuerte y duradera. El arquitecto romano Vitruvio, en un escrito de la época, explicaba que la tecnología del hormigón de su pueblo permitía la erección de estructuras que "durante un largo período de tiempo no se arruinan".

    Anteriormente, Jackson y sus colegas habían tomado muestras de mortero de las ruinas de hormigón asociadas con el Mercado de Trajano, un complejo comercial cerca del Coliseo Romano que se construyó a principios del siglo II d.C. Al igual que el mortero utilizado en la tumba de Caecilia Metella, este mortero estaba hecho de tefra volcánica del flujo de lava cercano de Pozzolane Rosse, que era un remanente de las erupciones del volcán Alban Hills ubicado a 20 kilómetros al sureste de Roma.

    Lava cubriendo la tefra volcánica en la subestructura de la tumba de Caecilia Metella. (Marie Jackson/Universidad de Utah)

    Lava cubriendo la tefra volcánica en la subestructura de la tumba de Caecilia Metella. (María Jackson / la universidad de utah )

    En sus estudios del Mercado de Trajano, los científicos identificaron el pegamento utilizado en el mortero como una mezcla de calcio, aluminio y silicato, que creaba un poderoso gel adhesivo. Era el mismo tipo de gel que se usó para hacer el mortero de la tumba de Caecilia Metella, encontraron sus estudios posteriores, pero detectaron una diferencia notable. El mortero de la tumba contenía cantidades significativas de leucita, un mineral rico en potasio.

    Resultó que era este mineral adicional, la leucita, el que aseguraba la durabilidad de la tumba.

    Cuando la leucita se expone a la precipitación o al agua subterránea, se disuelve y libera todo su potasio. A lo largo de los siglos, toda la leucita de las paredes de las tumbas se ha ido disolviendo, lo que significa que se han añadido cantidades importantes de potasio al resto de la mezcla del mortero. Los científicos descubrieron que este potasio interactuaba con el compuesto de calcio, aluminio y silicato y cambiaba significativamente su estructura química en el proceso.

    Normalmente, uno supondría que tal reacción habría dañado el mortero y lo habría hecho menos capaz de unir el agregado volcánico de hormigón romano. Pero en este caso, sucedió exactamente lo contrario. La reconfiguración química del mortero. aumenta su capacidad de unión, lo que significó que siglos de exposición a la filtración de agua en realidad habían hecho que los bloques de hormigón de la tumba de Caecilia Metella fueran más resistentes al agrietamiento, desmoronamiento, deslizamiento o desalojo.

    En palabras de Marie Jackson, los compuestos adhesivos químicos reformados químicamente "obviamente crean componentes cohesivos robustos en el concreto".

    Los romanos no habrían tenido forma de saber qué pasaría con sus edificios miles de años en el futuro. Pero, sin darse cuenta, se habían topado con una fórmula de mortero que resistiría la prueba del tiempo mejor que cualquier sustancia similar utilizada en otras partes del mundo.

    Tubos de hormigón metiéndose en el mar (eunikas / Adobe Stock)

    Tubos de hormigón que van al mar.( eunikas /Acción de Adobe)

    Alcanzando a los romanos, 2000 años después

    El Departamento de Energía de EE. UU. financió esta investigación teniendo en cuenta cuestiones modernas. Los científicos del departamento esperan crear versiones modernas del concreto y mortero de la antigua Roma que requerirán menos energía para producir que el cemento tradicional y durarán más cuando se instalen en ambientes marinos (bajo el agua).

    “Centrarnos en el diseño de concretos modernos con zonas interfaciales constantemente reforzadas podría brindarnos otra estrategia para mejorar la durabilidad de los materiales de construcción modernos”, explicó el científico del MIT, Admir Masic. "Hacer esto a través de la integración de la 'sabiduría romana' probada en el tiempo proporciona una estrategia sostenible que podría mejorar la longevidad de nuestras soluciones modernas en órdenes de magnitud".

    Jackson, Masic y los demás miembros del equipo de investigación de la tumba de Caecilia Metella participarán en los esfuerzos continuos para crear este nuevo y mejor hormigón. Si tienen éxito, sus esfuerzos representarán otro ejemplo en el que las innovaciones de la antigua Roma han demostrado ser relevantes para la cultura actual.

    Imagen superior: Los científicos que buscan descubrir los secretos del hormigón romano han realizado un estudio en profundidad de los materiales utilizados para construir la tumba de Caecilia Metella, cerca de Roma. La fuente: Livioandronico2013 / CC BY-SA 4.0

    Por Nathan Falde

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