Cientistas desvendam segredos de concreto super-resistente criado na Roma Antiga

Pesquisadores desvendaram a química do concreto romano que há milhares de anos resiste à erosão do tempo.

Barragens marítimas construídas na época da Roma Antiga empregavam uma mistura de cal e cinzas vulcânicas para manter as rochas unidas. Agora, cientistas descobriram que elementos do material vulcânico reagiram com a água do mar, fortalecendo a construção.

Eles acreditam que isso pode levar ao desenvolvimento de materiais de construção que gerem menos impacto ambiental.

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A mistura moderna de concreto erode com o tempo. Já a versão romana, em vez de erodir, parece se tornar ainda mais forte com a exposição ao meio ambiente, em especial diante da presença de água do mar, aponta a pesquisa publicada no periódico científico American Mineralogist.

Em testes anteriores de amostras de barragens e marinas romanas, pesquisadores identificaram que o concreto romano contém um mineral raro chamado tobermorita de alumínio. Eles acreditam que essa substância se cristalizava na cal conforme a mistura romana se aquecia ao entrar em contato com a água do mar.

Novos testes mais detalhados foram realizados usando um microscópio de elétrons para mapear a distribuição dos elementos. Também foram utilizadas outras técnicas, como raio-x de microdifração e espectrocopia Raman parar compreender melhor seus aspectos químicos.

O novo estudo aponta a descoberta de uma significativa quantidade de tobermorita crescendo dentro da composição do concreto, em conjunto com um mineral poroso chamado phillipsita.

Prevenção a rachaduras

Os pesquisadores afirmam que a longa exposição à água do mar contribuiu para que esses cristais continuassem a crescer ao longo do tempo, fortalecendo o concreto e prevenindo o surgimento de rachaduras.

Marie Jackson, cientista da Universidade de Utah, nos Estados Unidos, e principal autora da pesquisa, diz que, "contrariando os princípios do concreto moderno baseado em cimento, os romanos criaram um concreto parecido com uma rocha que se beneficia da troca química com a água do mar". "É algo muito raro na Terra."

A mistura antiga é bem diferente da abordagem moderna. Edifícios são construídos com concreto baseado em cimento Portland. Isso implica em aquecer e triturar uma mistura de diversos ingredientes, como calcário, arenito, cinzas, giz, ferro e argila. Esse material depois é misturado com "agregadores", como rochas ou areia, para erguer estruturas.

O processo para fazer cimento tem um alto custo ambiental, sendo responsável por 5% das emissões globais de CO2. Então, um melhor entendimento da fórmula romana poderia levar a materiais mais amigáveis ao meio ambiente?

Jackson está testando novos materiais usando água do mar e rochas vulcânicas. Em entrevista à BBC no início deste ano, ela defendeu que o projeto Swansea, que prevê a criação de uma rede de lagoas artificais no Reino Unido para gerar energia a partir das ondas e das marés, seja feito com a técnica antiga.

"Ela era aplicada para construir estruturas enormes que eram ambientalmente sustentáveis e muito duradouras", afirmou.

"Acredito que o concreto romano ou uma variação dele seja uma boa opção (para Swansea). O projeto precisará funcionar por 120 anos para amortizar o investimento necessário. O cimento Portland contém reforços de aço, e eles seriam corroídos na metade desse tempo."

Há alguns fatores, no entanto, que tornam a retomada da abordagem romana um tanto desafiadora. Um deles é a falta de rochas vulcânicas adequadas. Os cientistas afirmam que os romanos tinham sorte de encontrar os materiais adequados no quintal de casa.

Outro impeditivo é não saber exatamente as quantidades da mistura empregada na Roma antiga. Descobrir essa fórmula pode exigir anos e mais anos de testes.