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El hormigón romano, más sustentable y duradero que el actual, según un estudio de la Universidad de Berkeley

En el mundo de la bioconstrucción ya lo sabíamos y lo veníamos diciendo, ahora parece que la ciencia, una vez más, nos da la razón.

El hormigón romano compuesto por cal y puzolana (ceniza volcánica) puesto en obra en el mar, según los estudios del laboratorio de Berkeley de la Universidad de California,  sería más sustentable que el hormigón actual basado en cemento portland. Además de dejar una menor huella de carbono, el hormigón romano es también más duradero que el actual.

En la actualidad la fabricación de cemento portland es responsable de un 5% de las emisiones de CO2 del mundo, debido a las altas temperaturas (unos 1.450º) que se necesitan para la cocción de la piedra caliza. Mientras que la antigua mezcla romana basada en la cal solo necesita calentarse hasta los 900º. Si en la actualidad siguiéramos utilizando el antiguo hormigón romano se requeriría menos energía y generaríamos un impacto medioambiental mucho menor.

El hormigón romano sustentable y duradero

En la actualidad todo hormigón estructural tiene un mínimo de armado según normativa que ayuda al hormigón a soportar los esfuerzos a tracción, por lo que utilizar agua de mar no es una buena idea si queremos que el hormigón sea duradero, ya que la sal del agua marina aceleraría la corrosión del acero del armado, pero sí que podría servir para buscar nuevos modelos basados en la cal y la ceniza volcánica.

Aunque viendo cómo han envejecido grandes obras romanas como el Panteón, un edificio de 1.900 años de edad que contiene la mayor cúpula de hormigón en masa del mundo, nos podríamos preguntar ¿cómo estarán dentro de dos milenios algunas de nuestras construcciones actuales de hormigón?

Muralla romana con mortero de cal
Muralla romana

El hormigón de cal mucho más duradero que el de portland

El laboratorio Berkeley ha realizado también un estudio que ha demostrado que el hormigón romano se hace más fuerte con el tiempo, es más hormigón romano sustentable y duradero. El fraguado del hormigón actual tanto como el hormigón romano va endureciendo con el paso del tiempo. La diferencia recae en que el hormigón moderno, basado en el cemento portland se encoge produciendo aperturas y pequeñas grietas que se propagan y permiten que el acero entre en contacto con el exterior y se oxide. Por su parte el hormigón romano basado en la cal no se encoge y el proceso químico de la cal con el paso del tiempo continúa fortaleciéndose.

Un hormigón para 50 años

En ese sentido, los científicos han destacado que las construcciones modernas basadas en hormigón comienzan a dar señales de desgaste a partir de los 50 años, y que están concebidas para durar alrededor de un siglo y medio, un periodo que resulta ridículo en comparación con algunas obras de ingeniería levantadas durante el Imperio Romano, que han resistido miles de años de agresiones químicas, en entornos “tan agresivos como los marinos”, ha explicado la profesora Marie Jackson, integrante de la investigación.

Mortero de ceniza volcánica y cal viva del núcleo de perforación de hormigón. La puzolana de ceniza volcánica (pulvis) está compuesta por clastos de piedra pómez grises amarillentos, fragmentos líticos de lava gris oscuro y cristales de sanidina y clinopirroxeno. Los análisis de espectroscopia de rayos X  y resonancia magnética nuclear detectaron fragmentos de tobermorita de aluminio.

Históricamente, se considera a Marcus Vitruvius Pollio autor del tratado sobre arquitectura: De architectura libri decem, como el padre del hormigón sobre el que se construyó el Imperio Romano. Las obras de ingeniería civil de la civilización que dominó Occidente han trascendido la historia, convirtiéndose en ejemplo de admiración para las generaciones posteriores. El hormigón también forma parte de esa leyenda dorada. “Se trata de uno de los materiales de construcción más duraderos, y no nació por accidente. El transporte era básico para la estabilidad política, económica y militar para el Imperio Romano, por lo que la construcción de puertos duraderos era fundamental”, añade la profesora Jackson.

Proceso de fabricación de la cal


La reacción que se produce en el proceso de cocido de piedra caliza es la siguiente:
C03Ca (carbonato cálcico) + Calor (1000 ºC) = CaO (cal viva) + CO2 (gas carbónico)

La cal viva no se utiliza directamente en la construcción sino que se combina con agua, produciéndose una reacción exotérmica, obteniéndose hidróxido cálcico (cal apagada), producto generalmente blanco, que puede estar en polvo o en pasta si lleva exceso de agua. La reacción química es la siguiente:
CaO (cal viva) + H20 (agua) = Ca (OH) (cal apagada) + calor

La cal apagada en obra se viene utilizando desde tiempos inmemoriales para pintar superficies de paramentos, en lo que llamamos encalados y también mezclada con distintos tipos de áridos en la confección de morteros.
La cal apagada tanto como pintura como mortero, en contacto con el anhídrido carbónico de la atmósfera vuelve a convertirse en piedra dura, exactamente igual a la piedra que al principio sacamos de la cantera. 
De acuerdo al siguiente proceso vuelve a ser piedra:
Ca (OH) (cal apagada) + CO2 (gas carbónico) = CO3Ca (carbonato cálcico) + H2O (agua)

El proceso se inicia con carbonato cálcico C03Ca y concluye en un elemento de la arquitectura de carbonato cálcico CO3Ca manipulado en cuanto al color, formas y texturas por la imaginación creadora del hombre.
Esta imagen de microscopio electrónico de barrido muestra cristales de un mineral raro, Al-Tobermorite, magnificado aproximadamente 25.000 veces. Investigadores de UC Berkeley identificaron a Al-Tobermorite en muestras de concreto romano. (Imagen cortesía de UC Berkeley).

Más info: http://ammin.geoscienceworld.org/content/98/10/1669

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