Por que o concreto romano dura tanto?

O concreto romano é conhecido por sua durabilidade. De fato, monumentos como o Panteão — a maior cúpula de concreto não armado do mundo — continuam erguidos milhares de anos após a sua construção inicial, enquanto estruturas modernas desmoronam após algumas décadas.

Por muito tempo, a durabilidade do concreto romano permaneceu como um dos grandes mistérios da antiguidade. Diversas teorias, como a utilização de um material pozolânico, como cinza vulcânica, foram debatidas dentro da comunidade científica. Em 2014, por exemplo, concluiu-se que o material era constituído por uma mistura de cinza vulcânica, também conhecida como Pozolana, cal e água para fazer uma argamassa.

A argamassa, então, seria misturada com pedaços de rocha para criar o concreto, que recebia a sua durabilidade a partir da reação química entre a sílica e a alumina presentes na cinza vulcânica. Adicionalmente, em contato com a água do mar, o material tornava-se “uma única massa de pedra, inexpugnável às ondas e cada dia mais forte”, segundo o estudioso romano Plínio, o Velho.

Entretanto, uma pesquisa de 2023 publicada na revista Science Advances revelou outra característica do concreto romano que pode ser responsável por sua durabilidade.

Como era feito o concreto romano?
Segundo o time de pesquisadores do MIT, Harvard e laboratórios na Itália e na Suíça, os romanos misturavam, em temperaturas extremas, cal viva altamente reativa (óxido de cálcio) com cal hidratada (hidróxido de cálcio, feito pela mistura de cal viva e água).

Isso resultava em pequenos pedaços brancos chamados clastos de cal, bombas de óxido de cálcio que, quando expostas à água em uma fissura no concreto, reagem para formar carbonato de cálcio, curando a fissura.

Anteriormente, os clastos de cal presentes no material foram desconsiderados como evidência de práticas de mistura desleixadas ou matérias-primas de baixa qualidade

“A ideia de que a presença destes clastos calcários fosse simplesmente atribuída ao baixo controle de qualidade sempre me incomodou. Se os romanos se esforçaram tanto para produzir um excelente material de construção, seguindo todas as receitas detalhadas que foram otimizadas ao longo de muitos séculos, por que eles colocariam tão pouco esforço para garantir a produção de um produto final bem misturado?”, disse Admir Masic, co-autor do estudo e professor de engenharia civil e ambiental do MIT.

Para comprovar que a característica de “auto cura” do concreto era responsável por sua resistência, o time conduziu um experimento. Nele, os pesquisadores produziram amostras de concreto romano misturado a quente que incorporavam formulações antigas e modernas, quebrando-as deliberadamente e depois fazendo correr água pelas rachaduras.

Foi observado que, dentro de duas semanas, as rachaduras estavam completamente curadas e a água não conseguia mais fluir.

O concreto e as mudanças climáticas
O cimento é o material mais utilizado na Terra, comumente utilizado na produção de concreto. Estimativas da Global Cement and Concrete Association apontam que 14 bilhões de metros cúbicos de concreto são produzidos a cada ano.

Sozinha, a produção de concreto é responsável por 7% de todas as emissões de CO2 do mundo inteiro.

“Isso é mais do que todas as emissões da União Europeia ou da Índia, atrás apenas das da China e dos EUA”, disse Valerie Masson-Delmotte, uma importante colaboradora do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas da ONU.

No entanto, Masic acredita que suas descobertas sobre o concreto romano podem ajudar a reduzir o impacto ambiental do concreto “através da vida útil prolongada e o desenvolvimento de formas de concreto mais leves”. (3)

“É emocionante pensar em como essas formulações de concreto mais duráveis poderiam expandir não apenas a vida útil desses materiais, mas também como poderiam melhorar a durabilidade das formulações de concreto impressas em 3D”, diz Masic.

Concreto romano e concreto moderno
Diferentemente do concreto romano, o concreto moderno é reforçado com aço. Entretanto, com o tempo, esse reforço enferruja e se expande, criando rachaduras que permitem a entrada de água no material, contribuindo para a formação de danos à estrutura.

“Embora o reforço ofereça muitos benefícios, ele tem desvantagens. A principal delas é que, com o tempo, o aço do concreto sofre corrosão… A vida útil comparativamente curta do concreto moderno é esmagadoramente o resultado de falhas induzidas pela corrosão. Não verificado, concreto reforçado exposto aos elementos muitas vezes começará a se deteriorar em algumas décadas ou até menos”, disse Brian Potter, do Construction Physics.

Fonte: Ecycle MIT News Treehugger University of Wisconsin-Madison