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El hormigón romano es famoso por su resistencia,
capaz de mantener monumentos en pie tras más de 2.000 años.
Ahora, un grupo de investigadores del Instituto de Tecnología
de Massachusetts (MIT) ha analizado la composición química
de una muestra extraída del mausoleo de Cecilia Metela, en
la Vía Apia (Roma): los resultados, publicados en el Journal
of the American Ceramic Society, revelan el secreto de esta
resistencia excepcional; secreto que, de hecho, se debe en
parte a la fortuna.
El descubrimiento ha sido posible gracias al
uso de dos tecnologías: en primer lugar un microscopio electrónico
de barrido, que muestra la microestructura de los bloques
a escala de micras (la milésima parte de un milímetro); y
en segundo lugar la espectrometría de rayos X, que permite
identificar y cuantificar los elementos que componen una muestra.
Y ha sido este último análisis el que puede revelar el “ingrediente
mágico” -científico, en realidad- del excelente hormigón romano.
Los autores destacan la importancia que tiene el descubrimiento
en cuanto a aplicación práctica, puesto que los hormigones
modernos tienen mucho que envidiar al que usaban los romanos.
El hormigón que usaban los antiguos romanos
incluía una mezcla de cal y rocas volcánicas que daba como
resultado una masa muy compacta. Esto ya se sabía, pero el
nuevo estudio ha aportado un dato nuevo y de vital importancia:
los materiales volcánicos usados en la construcción del mausoleo
de Cecilia Metela son abundantes en leucita, un mineral rico
en potasio que se descompone fácilmente por la acción de la
lluvia y de las infiltraciones de agua subterránea a través
de las paredes. Según los autores, a consecuencia de esto
la leucita habría liberado el potasio en el conjunto de la
mezcla, provocando cambios en su composición química que la
habrían hecho más resistente.
Este último factor es un golpe de fortuna que
los romanos no habrían podido prever. El hormigón presente
en otras estructuras, como el Mercado de Trajano en el centro
de Roma, también contiene materiales volcánicos pero de distinta
composición química, que no tienen el mismo efecto que en
el mausoleo de Cecilia Metela. Este monumento funerario es
uno de los edificios romanos mejor conservados en la antigua
Via Apia, pero no se sabe apenas nada de la mujer a la que
está dedicado aparte de que era la mujer de un tal Craso:
por la fecha de construcción podría tratarse de uno de los
hijos de Marco Licino Craso, que compartió triunvirato con
Julio César y Pompeyo el Grande.
Cecilia Metela (en latín, Caecilia Metella)
fue una dama romana, hija del cónsul de 69 a. C. Quinto Cecilio
Metelo Crético y nuera de Marco Licinio Craso ya que se casó
con el segundo hijo de este, Marco Licinio Craso. Fruto de
este matrimonio nació Marco Licinio Craso, que fue elegido
cónsul en 30 a. C. Poco se conoce de la vida de esta Cecilia
Metela, aparte de su célebre hijo y su espléndida tumba.
El Mausoleo de Cecilia Metela está situado en
las afueras de Roma, junto la Vía Apia. Fue construido en
el siglo I a. C. en honor de una Cecilia Metela que se ha
relacionado con la nuera de Craso.
De forma circular, diámetro de veintinueve metros
y medio, y once metros de altura, se encuentra en la ruta
que conectaba Roma con Nápoles, construida entre 312 a. C.
y 310 a. C., bajo el mando de Apio Claudio el Censor. La tumba
debió poseer un cono de tierra de siete metros de alto, por
lo que es calificada como tumba de túmulo. Tenía un revestimiento
que ha sido parcialmente arrancado. En la cumbre del cilindro
se encuentra un friso de bucráneo, que se interrumpe al nivel
del epitafio. Éste indica al propietario de la tumba, Cecilia
Metela. La inscripción reza Caeciliae / Q(uinti) Cretici f(iliae)
/ Metellae Crassi.
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El opus caementicium u hormigón romano, (del
latín = caementum: escombros, piedra en bruto) es un tipo
de obra hecha de mortero y de piedras de todo tipo (de residuos,
por ejemplo) y tiene la apariencia del hormigón. La mezcla
se hacía a pie de obra, alternando paladas de mortero con
guijarros. El hormigón romano se podía emplear solo, dándole
forma dentro de un encofrado, o usarlo para llenar los espacios
entre paredes y bóvedas rellenando el espacio entre dos paredes
de bloques rectangulares de piedra que funcionan como encofrado
perdido (opus quadratum, opus vittatum y opus reticulatum).
A medida que se iba subiendo la pared, se podían poner hiladas
de ladrillos atravesadas a lo ancho de la pared, lo que permitía
trabar ambas paredes exteriores, para que la distancia entre
ambas permanezca constante y aumentar la resistencia del conjunto.
El opus caementicium es una de las claves del éxito arquitectónico
de las construcciones romanas, por su velocidad de ejecución
y la solidez de la construcción una vez terminada. Permitió
la realización de un tipo de cúpula de una sola pieza, llamada
bóveda de hormigón, con un vano de varias decenas de metros,
como la Basílica de Majencio o el Panteón de Agripa.
El Panteón de Roma, levantado con opus caementicium.
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Vitruvio describió alrededor del año 25 a. C.
en su tratado De architectura distintos tipos de agregados
apropiados para la preparación de morteros de cal. Para los
morteros estructurales, recomendaba pozzolana, arenas volcánicas
de los depósitos de ceniza volcánica de color marrón amarillento-gris
de Pozzuoli cerca de Nápoles o de color marrón rojizo de Roma.
Vitruvio especificaba una proporción de 1 parte de cal y 3
partes de pozzolana para los cementos utilizados en edificios
y una proporción de 1 a 2 de cal para el pulvis puteolanus
para trabajos bajo el agua, esencialmente la misma relación
de mezclas que se utiliza hoy para el hormigón en construcciones
marinas. A mediados del siglo I, los principios de la construcción
bajo el agua con hormigón eran bien conocidos por los constructores
romanos. La ciudad de Cesarea Marítima fue el primer ejemplo
conocido de haber hecho uso de la tecnología del hormigón
romano bajo el agua a una escala tan grande. Para la reconstrucción
de Roma después del incendio del año 64 que destruyó grandes
áreas de la ciudad, Nerón utilizó un nuevo código de construcción
que consistía en hormigón recubierto de ladrillo, lo que parece
haber acelerado el desarrollo de las industrias del ladrillo
y del hormigón.
Cesarea Marítima es el primer ejemplo conocido
de haber utilizado la tecnología de hormigón romano bajo el
mar a una escala tan grande.
El hormigón romano, como cualquier hormigón,
consta de un mortero hidráulico y agregado, un aglutinante
mezclado con agua que se endurece con el tiempo. El agregado
variaba, e incluía rocas, baldosas cerámicas o escombros de
ladrillo resultantes de los restos de edificios demolidos.
No se utilizaban elementos de refuerzo del tipo de barras
de acero. El yeso y la cal se utilizaban como aglutinantes.
Se preferían cenizas volcánicas, llamadas pozzolanas o "arenas
de pozo", cuando podían ser conseguidas. La pozzolana hace
al hormigón más resistente al agua salada que el hormigón
moderno, aunque no en todos los casos. El mortero puzolánico
utilizado tenía un alto contenido en alúmina y sílice. La
toba volcánica fue utilizada a menudo como agregado. El hormigón
y, en particular, el mortero hidráulico responsable de su
cohesión, era un tipo de cerámica estructural cuya utilidad
deriva en gran medida de su plasticidad reológica en estado
pastoso. Es el fraguado y endurecimiento de cementos hidráulicos
derivados de la hidratación de materiales y la posterior interacción
química y física de estos productos de hidratación. Esto difiere
de la fragua de morteros calcáreos apagados, los cementos
más comunes del mundo prerromano. Una vez fraguado, el hormigón
romano exhibía poca plasticidad, aunque conservaba cierta
resistencia a tensiones de tracción. La fragua de los cementos
puzolánicos tiene mucho en común con el de su equivalente
moderno, el cemento Portland. La alta composición de sílice
de los cementos de pozzolana romana está muy próxima a la
del cemento moderno al que se han añadido escorias de altos
hornos, cenizas volantes o humos de sílice.
Estructura cristalina de la tobermorita: célula
elemental.
Se ha descubierto recientemente que la resistencia
y longevidad del hormigón "marino" romano se benefician de
una reacción del agua de mar con una mezcla de ceniza volcánica
y cal viva para crear un cristal llamado tobermorita, que
puede resistir a la fractura. A medida que el agua de mar
se va filtrando dentro de las pequeñas grietas del hormigón
romano, reaccionaba con la phillipsita, encontrada naturalmente
en la roca volcánica, creando cristales de tobermorita aluminosos.
El resultado es que se dispone de un candidato para "el material
de construcción más duradero en la historia de la humanidad".
En contraste, el hormigón convencional moderno expuesto al
agua salada se deteriora con el tiempo. Las resistencias a
la compresión para los cementos Portland modernos están típicamente
en el nivel de 50 MPa y han mejorado casi diez veces desde
1860. No existen datos mecánicos comparables para los morteros
antiguos, aunque se puede deducir de la fisuración de las
cúpulas de hormigón romano alguna información sobre la resistencia
a la tracción. Estas resistencias a la tracción varían sustancialmente
de la relación agua/cemento utilizada en la mezcla inicial.
En la actualidad, no hay manera de determinar qué proporciones
agua/cemento usaron los romanos, ni tampoco existen datos
extensos sobre los efectos de esta relación sobre las resistencias
de los cementos puzolánicos.
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