El Panteón de Agripa, el Coliseo romano o el acueducto de Segovia, construidos durante el apogeo de la antigua Roma, llevan más de 2.000 años desafiando el paso del tiempo. Mientras tanto, muchas de nuestras infraestructuras modernas de hormigón comienzan a agrietarse y requerir costosos mantenimientos apenas unas décadas después de su construcción. ¿Qué sabían los ingenieros romanos que nosotros hemos olvidado?
Durante décadas, científicos e historiadores han intentado resolver el misterio de la legendaria durabilidad del hormigón romano, también conocido como opus caementicium. En los últimos años, investigaciones lideradas por el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y la Universidad de California en Berkeley, empleando avanzadas técnicas de tomografía 3D y análisis a nivel microscópico, han desvelado que la respuesta estaba tanto en los ingredientes como en un sofisticado proceso químico que han conseguido descifrar.
Detrás de este material de características únicas se encuentra la ceniza volcánica de Pozzuoli (conocida históricamente como pulvis puteolanus y hoy en día como puzolana), el ingrediente que transformó la ingeniería romana y permitió, entre otras cosas, levantar grandes estructuras submarinas o cúpulas colosales.
Su nombre proviene directamente de su lugar de origen, la ciudad costera de Pozzuoli, muy cerca de Nápoles. Allí, una gigantesca caldera volcánica provocó enormes erupciones hace millones de años y fue acumulando depósitos de ceniza, arena y piedra pómez con una composición química única.
Cuando los romanos comenzaron a explotar las canteras de la zona para sus construcciones locales, se dieron cuenta de que esa arena rojiza tenía propiedades muy superiores a las de cualquier otro material con el que intentaban mejorar las propiedades del hormigón.
Al mezclar este polvo volcánico con cal y agua, en lo que hoy se conoce como reacción puzolánica, la sílice libre de la ceniza se disolvía y se combinaba con la cal. Esto daba lugar a silicatos de calcio hidratados, los mismos compuestos que dan resistencia al cemento moderno, pero generados de forma totalmente natural.
Así, si uno observa de cerca una muestra de cemento romano antiguo, descubrirá pequeñas formaciones blancas incrustadas en la matriz del material. Durante mucho tiempo, los expertos desestimaron la importancia de estos depósitos de calcio, asumiendo que eran el resultado de un control de calidad deficiente o de una mezcla poco cuidadosa.
Los clastos de cal no fueron un error, sino una característica de diseño de lo más ingenioso que actúa como una reserva de calcio altamente reactiva.
Sin embargo, las nuevas tecnologías de escaneo tridimensional han revelado que los conocidos como clastos de cal no fueron un error, sino una característica de diseño de lo más ingenioso que actúa como una reserva de calcio altamente reactiva.
Cuando el hormigón sufre una microfisura, el agua de la lluvia o la humedad ambiental penetra en la grieta y viaja directamente hacia estos depósitos. Al entrar en contacto con el agua, se genera una solución rica en calcio que cristaliza rápidamente y rellena los huecos.
En términos prácticos, es la manera más fácil, rápida y económica de que el hormigón se cure a sí mismo: sella la grieta de forma autónoma antes de que esta pueda propagarse y comprometer la integridad estructural del edificio o la infraestructura en cuestión. Además, en este proceso de carbonatación activa, el material es capaz de absorber CO2 ambiental.
La puzolana por sí sola no explica el comportamiento del hormigón romano. Los investigadores descubrieron que el otro causante de esta propiedad autorreparable es una técnica ancestral que se denomina mezclado en caliente. En lugar de utilizar cal apagada, mezclada previamente con agua, los romanos añadían cal viva directamente a la ceniza volcánica y a los áridos antes de añadir el agua. Eso provocaba una reacción exotérmica, que elevaba la temperatura de la mezcla a niveles altísimos.
“Las ventajas del mezclado en caliente son notables”, explica Admir Masic, profesor de ingeniería civil y ambiental en el MIT y autor principal de los avances en la investigación sobre el hormigón romano, en los que también han colaborado laboratorios suizos e italianos.
“En primer lugar, cuando el hormigón en general se calienta a altas temperaturas, permite reacciones químicas que no son posibles si solo se usara cal apagada, produciendo compuestos asociados a altas temperaturas que de otro modo no se formarían”. Además, este proceso reduce drásticamente los tiempos de curado, lo que permitía a los romanos acelerar construcciones como las de las Termas de Caracalla o el Teatro Romano de Mérida.
La prueba definitiva para corroborar las propiedades del hormigón llegó en el laboratorio: los investigadores crearon muestras con la receta romana, las agrietaron a propósito y las expusieron a un flujo continuo de agua. En solo catorce días, el material reparó sus propias fisuras hasta bloquear el paso del agua. Por el contrario, los bloques de hormigón tradicional sin cal viva mantuvieron sus grietas abiertas de forma indefinida.
Hay algo realmente profundo en cómo los constructores de la antigüedad, sin la química moderna de la que disponemos hoy en día, diseñaron materiales autorregenerables que aún hoy siguen en pie”.
Masic, que ha fundado la startup Dmat para comercializar soluciones basadas en este descubrimiento, destaca el ingenio de la época. “Hay algo realmente profundo en cómo los constructores de la antigüedad, sin la química moderna de la que disponemos hoy en día, diseñaron materiales autorregenerables que aún hoy siguen en pie”, explica. Por eso, su objetivo es “mejorar el entorno construido moderno aplicando las mejores lecciones del pasado a los retos actuales”.
La industria de la construcción afronta una transformación y replicar estas fórmulas ancestrales no es solo un capricho arqueológico, sino una necesidad medioambiental.
Lo que se busca es diseñar y construir las primeras infraestructuras comerciales con huella de carbono negativa, gracias a su capacidad para absorber CO2 y a una durabilidad tan extendida en el tiempo que alargaría drásticamente los plazos de nuevas demoliciones y reconstrucciones.
El mercado ya está reaccionando a este potencial. Operadores globales como ACCIONA ya están impulsando el empleo de hormigón y acero verde en sus proyectos de construcción. En España, por ejemplo, ha utilizado más de 8.500 m³ de hormigón de bajas emisiones en viviendas de Santander y en los accesos al hospital de Teruel, lo que ha evitado unas 143 toneladas de CO₂. Además, junto con Holcim ha probado un nuevo hormigón que incorpora materiales procedentes de palas de aerogeneradores recicladas, una vía para integrar la circularidad en la fabricación de materiales de construcción.
El hormigón romano deja una lección clara: mientras la ingeniería contemporánea a menudo ha priorizado la inmediatez, los romanos concebían sus obras para resistir siglos, logrando incluso que los elementos naturales jugaran a favor de la estructura en lugar de destruirla.
Fuentes:
Ismael Marinero es periodista licenciado por la UCM con más de dos décadas de experiencia en cultura y tecnología. Ha colaborado con EL MUNDO, Guía Repsol, Diario Médico, SoFilm, entre otras publicaciones.
Desde su etapa como redactor en Omicrono, la sección de tecnología de EL ESPAÑOL, escribe sobre robótica, energía, movilidad sostenible y avances científicos con la misma curiosidad con la que antes diseccionaba discos, libros y películas.