PROEMIO
Muchos de los objetos tecnológicos que utilizamos diariamente tienen una obsolecencia programada para perpetuar el ciclo de consumo. Pero cuando uno observa los edificios públicos o privados, la infraestructura de caminos y puentes, entre otras estructuras que le dan carácter y funcionalidad a una ciudad, el concepto de obsolecencia programada no resulta tan obvio o simplemente uno no piensa en ello: creemos que van a estar allí por mucho tiempo. Sin embargo, sólo por mostrar un ejemplo, el declive de la ciudad de Detroit en los Estados Unidos, nos ha mostrado que, a pesar de que se tenga el presupuesto y la tecnología del mundo moderno, mucho de lo que se construye actualmente, quizá no esté pensado para durar.
En corto, un estudio de 2017 reporta que la gran mayoría de los puentes en los Estados Unidos fue diseñado para una vida útil de 50 años aproximadamente. Un dato cortesía de la Era Romana: los ingenieros que construían puentes tenían que vivir un tiempo con su familia justo debajo del puente que acababan de construir. Este sabio y pragmático control de calidad evitaba, en cierta manera, un potencial daño futuro a la obra y a sus usuarios.
Más sobre la visión Romana y las obras públicas: Vitruvio, en su obra De Architectura, establece la noción que ciertos edificios u obras públicas deben construirse con atención a la firmeza, comodidad y hermosura (firmitas, utilitas, venustas, i.e. Tríada de Vitrubio). Uno podría pensar que una salida fácil al dilema del control de calidad sería diseñar y construir puentes (u otras estructuras) para que durasen sólo un poco más allá de la esperanza de vida en aquella época, la cual se ha estimado en 28 años. Pero los Romanos, sin grandes centros de investigación y desarrollo o computadoras para correr simulaciones estructurales, lograron crear un concreto que se volvía más duro y fuerte conforme avanzaba el tiempo.
Nassim Nicholas Taleb habla de sistemas antifrágiles en los siguientes términos: «lo resiliente resiste los choques y se mantiene igual; lo antifrágil mejora»… hasta cierto punto. Después de todo, el Tiempo es el gran ecualizador: nada sobrevive a su paso; eventualmente, todo sucumbe a su peso.
El Tiempo devora estructuras físicas y mentales; es despiadado.
La siguiente es una breve historia de cómo los Romanos, utilizando la observación y los recursos disponibles de la región lograron crear un concreto con el cual construyeron puertos y rompeolas cuyos restos siguen en pie hoy en día y superando, en algunos casos, al hormigón «moderno». Para descubrirlo, hubo que echar mano de tecnología tan exótica como su nombre, e. g. espectroscopia Raman, sincrotón.
¿polvos mágicos?
En esta historia, la geografía juega un papel muy importante. Nos llegan hasta nuestros días las palabras de Plinio el Viejo (23-79 EA) en su Naturalis Historia, donde escribe:
Porque, ¿quién podría maravillarse de que en las colinas de Puteoli exista un polvo (pulvis), llamado así porque es la parte más insignificante de la Tierra, que, tan pronto como entra en contacto con las
olas del mar y se sumerge, se convierte en una sola masa de piedra, inexpugnable a las olas y cada día más fuerte.
Esta idea de «cada día más fuerte» lleva a pensar a que los elementos, en este caso los embates salinos de las olas, en lugar de debilitar la estructura la mejoraban. Esta observación parece contraria a lo que vemos hoy en día. Si observamos ciertas estructuras de concreto reforzado ubicadas en los puertos (o algunas casas muy cerca del mar), alcanzaremos a distinguir que hay zonas de la estructura que lucen «reventadas», mostrando las varillas de acero corrugado que habitan en el interior de la estructura.
Lo anterior se debe a que el agua salina logra filtrarse poco a poco a través de los innumerables poros del concreto, oxidando finalmente a las varillas de acero que terminan expandiéndose por el óxido formado hasta reventar el concreto. Así, estructuras de este tipo pueden comenzar a deteriorarse en menos de 10 años. En este sentido, para darnos una idea de la calidad del concreto Romano se ha estimado que, en términos de ciclo de vida, el concreto Romano es dos órdenes de magnitud más grande que el cemento Portland.
¿Cómo lograron los ingenieros Romanos crear un concreto que sigue en pie más de 1900 años después? ¿Cuáles eran los ingredientes secretos en su mezcla para fabricar este concreto casi mágico?
La receta estándar para crear hormigón es usar una base (el cemento, una mezcla de arcillas y calizas), para luego mezclar con arena y gravilla en ciertas proporciones. En la época de los Romanos, se utilizaba cal viva (i. e. óxido de calcio) que mezclaban con escombros y materiales de las cercanías.
Vitrubio, nuevamente, da un poco más de pistas al respecto en el Capítulo VI, Libro II en De Architectura:
Italia es un país que posee varios distritos volcánicos, que han registrado erupciones en mayor o menor medida a lo largo de la Historia. Quizá el ingrediente secreto se encontraba en el material volcánico esparcido por las erupciones. Para esclarecer esta hipótesis, un grupo de investigadores logró obtener fondos para extraer núcleos de los restos de ciertos puertos del Imperio Romano y someterlos a un análisis con técnicas avanzadas en la caracterización de materiales.
Estas son las zonas de donde obtuvieron las muestras:
Las puzolanas naturales son tierras silíceas y/o aluminosas, como por ejemplo el vidrio volcánico, los minerales de zeolita, y tierras de diatomeas, principalmente. Estos materiales por sí mismos tiene poco valor, pero si se dividen finamente y se les añade agua, reaccionan favorablemente para formar hidróxido de calcio (también conocida portlandita), el cual sirve para formar compuestos con propiedades cementosas. A esta reacción química se le conoce como reacción puzolánica.
A pesar de que esta reacción es bien conocida en el negocio del concreto, por sí sola no explica la enorme durabilidad del concreto Romano. Fue necesario el uso de espectroscopia Raman para hacer hablar a las piedras (i. e. los núcleos extraídos de las ruinas), ya que permite monitorear los procesos de cristalización y, de esta manera, desentrañar información relevante del mecanismo de reacción que se lleva a cabo.
Los resultados de análisis muestran que la cal de los Romanos, al exponerse al agua marina, reaccionó con las cenizas volcánicas de forma muy rápida. A pesar del rápido consumo de la cal, ahora se sabe que se inició una segunda fase en la reacción pero mucho más lenta. En esta segunda fase, la cristalización de dos minerales toman relevancia: la tobermorita y la phillipsita. Ambos minerales llegan a formar fibras y placas que, confirme avanza el tiempo, dotan de mayor resistencia al concreto Romano, específicamente, la ductilidad y la resistencia a la fractura se incrementa. La hipótesis es que el agua de mar, altamente alcalina, se filtra poco a poco, disolviendo la ceniza volcánica a la vez que promueve la formación de nuevos minerales como la tobermorita y la phillipsita principalmente.
En particular, la tobermorita se ha encontrado de forma natural en las emisiones de algunos volcanes islandeses, y su descubrimiento se dio hasta el siglo XIX. Los Romanos no sabían de su existencia. Hoy en día, tanto la tobermorita como la phillipsita forman parte de la receta en la formulación de cementos especiales para la construcción de puertos actuales sin armazón.
Una vuelta de tuerca más: para producir esos minerales se requieren temperaturas que rondan los 70°C o más. Sin embargo, la receta de los Romanos y sus procedimientos de mezclado a pie de obra, lograron crear una fórmula para que el cemento formara cristales de tobermorita a temperaturas de entre 14 y 26°C, más o menos la temperatura del agua de mar. Esta reacción en frío continúa siendo objeto activo de estudio entre los investigadores académicos y profesionales de la industria del cemento. De momento, no se han producido a nivel laboratorio esos minerales a temperatura ambiente. Desentrañar por completo la preparación de las materias primas y procedimientos asociados del cemento Romano conduciría a una reducción energética en la industria del cemento, incrementando sus márgenes de ganancia pero también reduciendo sus emisiones de bióxido de carbono (proceso más sustentable a largo plazo).
comentarios finales
Hemos visto que los antiguos Romanos siguen enseñándonos que vivir en una era del conocimiento y la innovación (al menos una de esas dos palabras la encuentras en cualquier folleto de una empresa), este «mundo moderno» no necesariamente es capaz de igualar o superar al mundo antiguo. Pareciera que la locución latina hoc non pereo habebo fortior me: «lo que no me mata, me fortalece» puede aplicarse a los Romanos. Creemos que el Tiempo ha reducido a ruinas algunas de sus construcciones, pero casos de investigación como el del cemento Romano no hacen más que concluir que el Tiempo no los mata sino pareciera que fortalece su legado.
Quizá habría que añadir una cuarta cualidad a la tríada de Vitrubio-sólidos, útiles, hermosos–: durables. La arquitectura como testamento contra el paso del tiempo. Sabemos que perderá en el largo plazo pero conquistar fragmentos del Tiempo bien vale la pena.
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AGRADECIMIENTOS
Decía Carlos Ruíz Zafón en su obra La sombra del viento: «No hay lenguas muertas, sino cerebros aletargados». Como el mío sigue un poco aletargado, consulté a la Doctora en Filología Clásica, Heréndira Téllez (en Twitter, @StellizHt), quien tuvo a bien proporcionarme la traducción en Latín de la expresión «Y sin embargo se sostiene», que da título a ésta entrada del blog. Mis sinceros agradecimientos por atender mi solicitud.
REFERENCIAS CONSULTADAS
El grupo de investigadores que llevan algunos años tras la pista de los ingredientes secretos en la receta del cemento Romano utilizando técnicas avanzadas de caracterización de rocas y materiales tienen los siguientes artículos:
Mi favorito, por mucho y a pesar de haberse publicado hace más de una década, es el siguiente artículo: Reproducing a Roman Maritime structure with Vitruvian pozzolanic concrete, publicado en Journal of Roman Archaeology 19 (2006) 29-52. Los autores recrean la construcción de un bloque de concreto usando todo lo que se sabe hasta el momento de las técnicas Romanas para la formulación y fraguado del concreto marino. Una delicia.
La nota sobre el pragmático control de calidad de los Romanos en la construcción de los puentes proviene originalmente del capítulo XXIII del libro Antifrágil, de Nassim Nicholas Taleb.
Los diez libros de arquitectura de Vitrubio se pueden leer o descargar en línea en este enlace.
El rincón del Capitán Nemo 
2 comentarios en ““E pur non si mouve”… Y sin embargo se sostiene.”