Investigadores de UC Berkeley descubren que la carbonatación ayudó a conservar el hormigón romano durante casi 2.000 años.
- 🏛️ Hormigón romano casi intacto tras dos milenios.
- 🌋 Reacción puzolánica, solo una parte de la explicación.
- 🌍 CO₂ atmosférico con papel clave en la resistencia.
- 🧱 Calcita rellenando grietas y poros de forma natural.
- 🔬 Tecnologías 3D para analizar estructuras antiguas.
- ♻️ Posible impulso a cementos con menos emisiones.
- 🏗️ Infraestructuras modernas más duraderas y sostenibles.
Investigadores descubren otro de los grandes secretos del hormigón romano: el CO₂ también ayudó a que resistiera casi 2.000 años
Un nuevo hallazgo cambia la forma de entender el hormigón romano
Durante décadas, la extraordinaria resistencia del hormigón romano se había atribuido casi exclusivamente a una combinación de ceniza volcánica, agua y cal, conocida como reacción puzolánica. Gracias a ese proceso químico, puertos, acueductos, templos y edificios construidos hace casi dos mil años siguen en pie mientras muchas estructuras modernas requieren importantes reparaciones apenas unas décadas después de construirse.
Ahora, un equipo internacional de investigadores liderado por Paulo Monteiro, de la Universidad de California en Berkeley, y Xiaohong Zhu, de la Universidad de Tecnología de Pekín, ha descubierto que esa explicación estaba incompleta. Su trabajo, publicado en Science Advances, demuestra que la carbonatación natural desempeñó un papel mucho más importante de lo que se pensaba en la conservación de estas estructuras.
Lejos de deteriorar el material, como suele ocurrir en determinados tipos de hormigón moderno, este lento proceso químico terminó reforzando la estructura interna del hormigón romano con el paso de los siglos.
El dióxido de carbono también trabajó a favor del hormigón
La carbonatación consiste en la reacción entre el dióxido de carbono (CO₂) presente en la atmósfera y los compuestos de calcio del hormigón. En construcciones actuales este fenómeno suele vigilarse porque puede favorecer la corrosión de las armaduras de acero.
Sin embargo, el hormigón romano presenta una composición completamente diferente. Al no depender del acero estructural y utilizar una mezcla rica en cal y materiales volcánicos, la carbonatación genera cristales de carbonato cálcico, principalmente calcita, que terminan ocupando pequeños huecos, poros y microfisuras.
Es decir, el propio material va reforzándose lentamente mientras envejece. Una idea fascinante. En lugar de degradarse con el tiempo, gana cohesión y densidad gracias a procesos minerales completamente naturales.
Una letrina romana permitió descubrir el mecanismo
Para comprender cómo ocurría este fenómeno, los investigadores estudiaron el hormigón de una antigua letrina de la Villa Adriana, en Tivoli (Italia), construida durante el siglo II.
Mediante tomografía tridimensional, espectroscopía multiescala y otras técnicas de análisis de alta resolución, pudieron observar cómo la red de calcita se había ido desarrollando durante siglos dentro del material.
Los resultados muestran que esos minerales funcionan como un auténtico cemento natural. Rellenan pequeñas grietas, limitan la entrada de agua y distribuyen mejor las cargas mecánicas. El efecto acumulativo termina aumentando la estabilidad del conjunto y ralentizando notablemente el deterioro.
En otras palabras, el hormigón romano posee una capacidad de autoconsolidación que apenas comenzaba a entenderse hasta ahora.
Una lección para reducir la huella climática del cemento
El descubrimiento llega en un momento especialmente relevante para el sector de la construcción. La fabricación de cemento Portland continúa siendo una de las actividades industriales con mayor impacto climático.
Gran parte de esas emisiones procede de la producción de clínker, el componente principal del cemento convencional. Según recuerdan los investigadores, fabricar una tonelada de clínker libera aproximadamente 0,83 toneladas de CO₂, una cifra que convierte a este material en uno de los grandes retos para la descarbonización de la industria.
Comprender cómo evolucionan los materiales antiguos podría ayudar a diseñar cementos con menor contenido de clínker, capaces de mantener una elevada resistencia durante décadas utilizando procesos minerales naturales similares a los observados en el hormigón romano.
No se trata de copiar exactamente una receta de hace dos mil años. La idea consiste en aprovechar sus principios físicos y químicos utilizando los conocimientos actuales sobre ciencia de materiales.
La construcción empieza a inspirarse en la naturaleza… y en la historia
Durante los últimos años han aparecido numerosas investigaciones centradas en desarrollar materiales de construcción autorreparables. Algunos emplean bacterias capaces de producir carbonato cálcico cuando detectan humedad; otros incorporan cápsulas microscópicas con agentes selladores que se liberan cuando aparece una grieta.
El estudio del hormigón romano aporta una perspectiva diferente: demuestra que determinados procesos minerales pueden actuar durante siglos sin necesidad de componentes artificiales complejos.
Esta línea de investigación también encaja con las estrategias internacionales para reducir las emisiones del sector de la edificación. La prioridad ya no consiste únicamente en fabricar materiales más resistentes, también en conseguir que duren mucho más tiempo, ya que cada reparación, demolición o reconstrucción implica nuevas emisiones, consumo de materias primas y generación de residuos.
Más durabilidad significa menos consumo de recursos
La vida útil de una infraestructura tiene un enorme peso en su impacto ambiental. Si un puente, una presa o un edificio puede mantenerse operativo durante cientos de años con un mantenimiento reducido, la necesidad de fabricar nuevos materiales disminuye considerablemente.
Ese enfoque forma parte de la llamada economía circular en la construcción, donde el objetivo es maximizar la vida útil de cada estructura antes de sustituirla.
Además, materiales más resistentes frente a la humedad, los cambios térmicos o el envejecimiento podrían resultar especialmente útiles en un escenario marcado por el cambio climático, donde las infraestructuras estarán sometidas a fenómenos meteorológicos cada vez más intensos.
Potencial
El redescubrimiento de los mecanismos que hicieron tan resistente al hormigón romano demuestra que muchas soluciones para afrontar los desafíos actuales pueden encontrarse observando materiales que ya demostraron su eficacia durante siglos.
La incorporación de cementos con menos clínker, el diseño de mezclas capaces de favorecer la formación natural de calcita, la utilización de materiales puzolánicos de origen local y el desarrollo de infraestructuras preparadas para durar mucho más tiempo podrían reducir de forma notable el consumo de recursos y las emisiones asociadas a la construcción.
Cada edificio que permanece operativo durante generaciones evita nuevas extracciones de áridos, menos transporte de materiales y menos procesos industriales intensivos en energía. En una economía que busca avanzar hacia la neutralidad climática, aumentar la durabilidad de las infraestructuras puede resultar tan importante como hacerlas más eficientes desde el primer día.
Más información: Mineralized carbonates contribute to the millennial durability of Roman concrete | Science Advances
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