Si no mantienes las estructuras moderna de hormigón durante unas décadas, empezará a destruirse. Sin embargo, las estructuras construidas por los antiguos romanos siguen en pie después de 2.000 años. Ahora, ingenieros del MIT han descubierto un ingrediente secreto que ayuda al hormigón romano a autorrepararse, y han demostrado cómo podemos recrear la receta para que nuestros edificios nuevos duren más.
El hormigón es el material de construcción más utilizado en el mundo, pero no es inmortal. Las inclemencias del tiempo y las tensiones pueden provocar pequeñas grietas, que pueden crecer hasta convertirse en grietas mucho más grandes que acaban amenazando la integridad de toda la estructura. Esto puede requerir un costoso mantenimiento o sustitución para evitar fallos catastróficos.
En cambio, las antiguas estructuras romanas han resistido el paso del tiempo durante más de dos milenios. Para averiguar cómo ha sido esto posible, los científicos llevan mucho tiempo examinando muestras del material en detalla para estudiar su composición y descubrir los ingredientes que le confieren su resistencia.
El material puzolánico, hecho de ceniza volcánica de una región específica de Italia, ocupa un lugar destacado. También lo hace la cal, y en estudios anteriores se descubrió que ayuda a que el hormigón se haga más resistente con el tiempo en entornos marinos como los muelles. Una inclusión común, trozos milimétricos de minerales blancos llamados clastos de cal, no suele tenerse en cuenta como subproducto, pero en el nuevo estudio, los investigadores descubrieron que podrían estar ahí por una razón.
Siempre me ha preocupado la idea de que la presencia de estos clastos de cal se atribuyera simplemente a un control de calidad deficiente. Si los romanos se esforzaban tanto en fabricar un material de construcción excepcional, siguiendo todas las recetas detalladas que se habían optimizado a lo largo de muchos siglos, ¿por qué iban a poner tan poco empeño en garantizar la producción de un producto final bien mezclado? Tiene que haber algo más en esta historia.
Admir Masic, autor principal del estudio.
El equipo utilizó varias técnicas de imagen y cartografía química para inspeccionar los clastos de cal mucho más de cerca, y descubrió que estaban hechos de tipos de carbonato cálcico, que parecían haberse formado a alta temperatura. Esto sugiere que se fabricaron añadiendo directamente (o «mezclando en caliente») cal viva, una forma de cal más reactiva que la que se supone que utilizaban los antiguos romanos.
La mezcla en caliente tiene dos ventajas.
En primer lugar, cuando el hormigón en su conjunto se calienta a altas temperaturas, permite una química que no sería posible si sólo se utilizara cal apagada, produciendo compuestos asociados a altas temperaturas que de otro modo no se formarían.
En segundo lugar, este aumento de temperatura reduce significativamente los tiempos de curado y fraguado, ya que todas las reacciones se aceleran, permitiendo una construcción mucho más rápida.
Admir Masic
Pero lo más importante es que estos clastos de cal desempeñan un papel activo en la autorreparación del hormigón. El proceso de mezclado en caliente hace que las inclusiones sean quebradizas, de modo que cuando se forman pequeñas grietas en el hormigón, éstas se desplazan a través de los clastos de cal con más facilidad que el material circundante. Cuando el agua penetra en las grietas, reacciona con la cal, formando una solución que se endurece de nuevo en carbonato cálcico y tapona la grieta. También puede reaccionar con el material puzolánico y reforzar aún más el propio hormigón.
Así que, en lugar de ser un subproducto no deseado, estos clastos de cal están ahí por una razón, afirma el equipo. Este mecanismo de autorreparación puede ser un factor importante en la longevidad de las antiguas estructuras romanas de hormigón.
Para probar la hipótesis, los investigadores fabricaron muestras de hormigón antiguo y moderno mezcladas en caliente, las agrietaron e hicieron fluir agua a través de las grietas durante largos periodos. Al cabo de dos semanas, la muestra de hormigón antiguo había curado sus grietas, impidiendo el paso del agua. En cambio, el material moderno no se había reparado en absoluto.
El equipo afirma que el descubrimiento no sólo ayuda a comprender los secretos de la ingeniería antigua, sino que también podría contribuir a mejorar las recetas modernas de hormigón. Con ese fin, los investigadores quieren comercializar el material.
Vía Riddle solved: Why was Roman concrete so durable? | MIT News | Massachusetts Institute of Technology
Deja una respuesta