Em uma revelação intrigante que redefine nosso entendimento sobre as maravilhas da engenharia da Roma Antiga, a durabilidade de estruturas romanas como o Panteão, renomado por sua cúpula de concreto não reforçado, a maior do mundo, é atribuída ao uso de um material de construção único: o concreto pozzolânico. Esse material, conhecido por sua resistência excepcional, é composto por pozzolana — cinza vulcânica de Pozzuoli, Itália — e cal, que, quando misturados com água, sofrem uma reação química para formar um concreto robusto.
Contrariamente à crença tradicional de que a força do concreto romano vem exclusivamente de seus ingredientes, descobertas recentes de uma equipe do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), liderada pelo cientista de materiais Admir Masic e pela engenheira civil Linda Seymour, sugerem uma narrativa mais complexa. Sua pesquisa, realizada em amostras de 2.000 anos do sítio arqueológico de Privernum na Itália, revelou que a metodologia romana de mistura dos componentes do concreto era muito mais sofisticada do que se pensava anteriormente.
A presença de pequenos clastos de cal brancos dentro do concreto antigo, uma vez descartada como resultado de má mistura ou materiais inferiores, desempenhou um papel fundamental na resiliência do concreto. Masic expressou seu ceticismo sobre essa interpretação tradicional, afirmando: “A ideia de que a presença desses clastos de cal era simplesmente atribuída ao controle de qualidade baixo sempre me incomodou. Se os romanos se esforçaram tanto para fazer um material de construção excepcional, seguindo todas as receitas detalhadas que foram otimizadas ao longo de muitos séculos, por que eles colocariam tão pouco esforço em garantir a produção de um produto final bem misturado? Tem que haver mais nesta história.”
Aprofundando-se na composição e formação desses clastos de cal através de técnicas analíticas avançadas, como microscopia eletrônica de varredura de grande área, espectroscopia de raios X por dispersão de energia, difração de raios X em pó e imagem confocal Raman, os pesquisadores descobriram que o processo envolvia a “mistura quente”. Esta técnica envolve a mistura de cal virgem (óxido de cálcio) diretamente com pozzolana e água em altas temperaturas, um desvio do uso assumido de cal hidratada (hidróxido de cálcio) formado pela mistura de cal virgem com água em um nível de reatividade mais baixo.
O método de “mistura quente”, como explicado por Masic, oferece vantagens duplas: não apenas possibilita reações químicas que produzem compostos em altas temperaturas, aumentando a resistência geral do concreto, mas também acelera os tempos de configuração e cura, facilitando uma construção mais rápida. Essa abordagem foi crucial na rápida expansão e no legado duradouro das conquistas arquitetônicas romanas.
Um benefício inesperado desse método é a capacidade de “autocura” do concreto, uma característica particularmente benéfica para estruturas expostas a ambientes severos ao longo de milênios. Os clastos de cal dentro do concreto, ao encontrarem fissuras, reagem com a água que infiltra nas fissuras para formar soluções ricas em cálcio que eventualmente endurecem em carbonato de cálcio, selando efetivamente as fissuras e prevenindo uma deterioração adicional. Esse fenômeno foi observado no concreto do Túmulo de Cecília Metela, onde fissuras foram reparadas naturalmente por formações de calcita, e acredita-se que contribua para a longevidade dos muros de mar romanos.
Para validar suas hipóteses, a equipe do MIT conduziu experimentos usando receitas antigas e modernas para criar concreto pozzolânico com cal virgem. Eles compararam isso com amostras de concreto de controle desprovidas de cal virgem e as submeteram a testes de fissura. Os resultados foram reveladores: o concreto com cal virgem mostrou recuperação completa das fissuras em duas semanas, enquanto as amostras de controle permaneceram danificadas.
Encorajados por essas descobertas, os pesquisadores estão explorando a aplicação comercial de sua fórmula de concreto de “mistura quente”, visando oferecer uma alternativa mais sustentável às variedades contemporâneas de concreto. Masic expressou otimismo sobre o potencial dessas formulações de concreto duráveis para estender a vida útil dos materiais de construção e aumentar a resiliência de estruturas de concreto impressas em 3D.
Este estudo foi publicado na Science Advances.
