Esse é o motivo pelo qual o concreto romano supera qualquer construção moderna

Um dos fascinantes mistérios da Roma Antiga é a impressionante longevidade de algumas de suas estruturas de concreto. Algumas delas inclusive são atingidas por ondas do mar por mais de 2.000 anos, sendo que nossas estruturas modernas às vezes mal conseguem permanecer intactas com todas as condições propícias.

Agora, os cientistas descobriram a química incrível por trás desse fenômeno, aproximando-se de desvendar sua receita há muito perdida. Na verdade, não só o concreto romano é mais durável do que os materiais que podemos desenvolver hoje, como realmente fica mais forte ao longo do tempo.

Os pesquisadores, liderados pela geóloga Marie Jackson, da Universidade de Utah, afastaram os mistérios do concreto romano há anos e agora mapearam sua estrutura cristalina, descobrindo exatamente como este material antigo se solidifica ao longo do tempo.

O concreto moderno é tipicamente feito com cimento, uma mistura de areia de sílica, pedra calcária, argila, giz e outros ingredientes fundidos. Usa-se no concreto pedaços de pedra ou areia, o que comumente é chamado de “agregado”, a fim de que qualquer reação química indesejada não cause fissuras no concreto, levando a erosão e desmoronamento das estruturas. Inclusive, é exatamente por esse motivo que o concreto não tem a longevidade das rochas naturais.

Mas não é assim que o concreto romano funciona: este material foi criado com cinzas vulcânicas, lima e água do mar, aproveitando uma reação química que os romanos podem ter observado em depósitos de cinzas vulcânicas naturalmente cimentadas, chamadas rochas de tobas.

Misturado com a argamassa de cinzas vulcânicas, que continuavam a reagir com o material, o cimento romano se tornou muito mais durável do que pensávamos ser.

Em um projeto de pesquisa anterior liderado por Jackson, a equipe já havia coletado amostras de concreto marinho romano de vários portos ao longo da costa italiana. Agora, os pesquisadores mapearam as amostras usando um microscópio eletrônico, antes de perfurar até uma resolução extremamente alta com microdiffração de raios X e espectroscopia Raman. Com essas técnicas avançadas, eles puderam identificar todos os grãos minerais produzidos no antigo concreto ao longo dos séculos.

“Nós podemos entrar nos minúsculos laboratórios naturais a partir do concreto, mapear os minerais presentes, a sucessão dos cristais que ocorrem e suas propriedades cristalográficas… Foi surpreendente o que conseguimos encontrar”, diz Jackson.

Jackson estava particularmente interessada na presença de tobermorita aluminosa, um mineral à base de sílica resistente que é realmente muito raro e difícil de ser produzido no laboratório, porém é abundante no concreto antigo.

Como se verifica, a tobermorita aluminosa e um mineral relacionado chamado phillipsita realmente crescem no concreto, graças à água do mar que dissolve lentamente a cinza vulcânica e dá espaço para desenvolver uma estrutura reforçada desses cristais interligados.

“Os romanos criaram um concreto parecido com uma rocha que prospera em troca química aberta com água do mar“, diz Jackson.

O interessante é que a reação é exatamente oposta ao que acontece no concreto moderno, que é corroído pela água salgada, retirando os compostos que mantêm o material unido.

Conseguir obter concreto da forma como os romanos uma vez fizeram seria um grande feito para a indústria moderna da construção, especialmente quando se tratam de estruturas costeiras, como pilares que são constantemente danificados pelas ondas ou pela maresia.

Mas, infelizmente, as receitas foram perdidas pelo tempo, então nossa única forma de recriar o material antigo é aplicando a engenharia reversa com base no que sabemos sobre suas propriedades químicas, conseguindo acessar os ingredientes vulcânicos corretos.

“Os romanos tiveram muita sorte no tipo de pedra com que eles trabalharam”, diz Jackson. “Nós não temos essas rochas em grande parte do mundo, então teria que existir algumas substituições delas”.

Mas, se Jackson e seus colegas puderem quebrar a receita, os engenheiros marinhos modernos poderiam aproveitar o potencial de um material que não precisa de reforços de aço, capaz de durar séculos e fazer com que menos emissões de carbono ocorram.

O estudo foi publicado no American Mineralogist.

[Science Alert]

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