Breve historia del segundo producto más consumido del mundo
La semana pasada, la revista Veja publicó otro de esos artículos que despiertan la curiosidad de cualquier aficionado a la construcción: "¿por qué el hormigón romano es más resistente que el moderno?". El artículo se basa en un artículo publicado por el American Mineralogist, que se centra en la reacción de los componentes químicos del hormigón, y en cómo los romanos ya habían conseguido crear un material duradero y resistente. Pero para entender esta historia tenemos que viajar atrás en el tiempo, no sin antes comprender la composición de nuestro querido hormigón.
El hormigón es una piedra artificial, compuesta básicamente por 4 componentes: Aglutinante (cemento o cal), árido grueso (grava/piedra), árido grueso (arena) y agua. El producto de la mezcla de aglomerante, árido grueso y agua se denomina mortero. Las estructuras convencionales modernas, al utilizar hormigón, están hechas de: Hormigón armado, hormigón pretensado u hormigón prefabricado. El hormigón es el resultado de la reacción química y mecánica de sus componentes, que producen una masa porosa de gran resistencia. Los poros se producen por la evaporación del agua en una reacción que libera calor (exotérmica), y su resistencia aumenta con la edad del hormigón, siendo la resistencia de cálculo basada normalmente en 28 días.
El hormigón armado no es más que un material estructural donde se produce la solidarización entre el hormigón y el acero, dada por la adición de hormigón simple con una armadura pasiva. El hormigón pretensado funciona de forma análoga, pero con una armadura activa, que viene dada por el pretensado o "pretensión" provocada generalmente por cables o cables metálicos sometidos a una fuerza de tracción. Este refuerzo actúa para reducir o incluso eliminar las tensiones que pueden surgir cuando el hormigón empieza a sufrir los efectos de la carga a la que está sometido. Por último tenemos el hormigón prefabricado, que suele ser hormigón pretensado, fabricado en plantas industrializadas, especializadas en esta técnica, que proporcionan piezas estandarizadas para la construcción.
Obsérvese, por tanto, que hay una diferencia entre las estructuras modernas y las romanas, ya que las modernas utilizan solidarización de acero, y las romanas sólo empleaban hormigón simple. Y, sin embargo, no estamos hablando del mismo tipo de hormigón.
¿Recuerdas que hemos mencionado que el aglutinante puede ser cemento o cal? Hoy en día se utiliza cemento Portland, siendo el más común el CP II E 32. Nuestros antepasados romanos utilizaban un hormigón con puzolana en lugar de cal. La puzolana no es más que una ceniza volcánica, procedente de la Bahía de Nápoles, en Italia, en la región de Campo Flegrei, más concretamente en la ciudad de Pozzuoli, vecina de Bacoli. Esta ceniza mejoraba la resistencia de los morteros de cal y arena, incluso cuando estaban sometidos a las mareas y a la acción del tiempo, y era considerada una preciada posesión del Imperio Romano. Pero no era una exclusividad porque se sabe que los griegos de Santorini también utilizaban ceniza volcánica para sus construcciones... Puesto que Nápoles fue fundada por griegos, no es difícil sospechar que la técnica romana quizá no sea más que una herencia de sus fundadores griegos...
Sucede que la región es limitada, y no siempre fue posible extraer tales cenizas. Como solución, los romanos utilizaban a veces productos de arcilla cocida, como ladrillos, vasijas, etc. Con la decadencia romana se produjo también el declive en el uso de la puzolana y, en consecuencia, en la calidad de los morteros, hecho que sólo mejoró a partir del siglo XVII. Y fue en 1726 cuando nuestro primer ingeniero civil, John Smeaton, se dio cuenta de que las calizas con adición de arcilla presentaban superioridad sobre las calizas puras para la fabricación de aglomerados.
Sin embargo, no fue hasta 1824 cuando apareció el cemento Portland, creado por Joseph Aspdin, un fabricante de ladrillos del condado de York, que le dio este nombre gracias al aspecto que el material producido tenía con las piedras de Portland. El "Cemento" de Joseph Aspdin era en realidad una Cal Hidratada artificial, pero el proceso utilizado por él dio origen al cemento tal y como lo conocemos hoy en día, es gracias a él que el cemento sigue recibiendo el nombre de Portland.
Quizá la gran evolución del cemento no se haya producido en el aspecto de la resistencia, sino en la producción y aplicación del material. Smeaton y Aspdin buscaban soluciones prácticas para crear un material resistente, de fabricación económica y que pudiera satisfacer las exigencias que se les imponían. Conviene recordar que estamos hablando de una época de revolución industrial y que la ceniza puzolánica es un bien finito y caro, del que la industria no puede depender.
Aun así, hoy en día se utiliza en el cemento. ¿Recuerdas que dije que el cemento más utilizado es el CP II E 32? CP significa Cemento Portland, los números romanos representan el tipo de cemento, la letra representa qué tipo añadir y el número representa la resistencia a la compresión del hormigón a los 28 días.
Por curiosidad la Norma Brasileña - NBR 11578, dice que la composición del cemento puzolánico debe ser:
Clinker: 76 a 94
Puzolana: 6 a 14%.
Caliza: 0 a 10%.
Para los curiosos, tomamos de la Asociación Brasileña de Cemento Portland una tabla con los distintos tipos de cemento disponibles en el mercado brasileño:
Así que, tranquilos, el producto romano no era tan bueno. El artículo desvela uno de los mecanismos por los que el hormigón puzolánico romano se "autorrefina". En resumen: mientras que la reacción del hormigón de cemento portland en condiciones análogas al romano produce geles expansibles que degradan la estructura, los hormigones puzolánicos romanos producen cementos minerales que afinan aún más el espacio poroso y mejoran la adherencia del hormigón.
¿Recuerdas que la resistencia del hormigón aumenta con la edad? Sí, has leído bien, cuanto más viejo, más resistente es el hormigón..... Esto es cierto siempre que se den las condiciones favorables para que las reacciones internas del hormigón se produzcan de forma natural. Las interferencias externas de entornos agresivos, como el medio marino, pueden provocar reacciones no deseadas, causando dilataciones indeseadas, pérdida de resistencia y otras patologías perjudiciales. Este artículo forma parte de una serie de estudios que se han desarrollado en todo el mundo para obtener hormigones regenerativos, hormigones capaces de responder positivamente a situaciones adversas. En este contexto, acabamos de descubrir el funcionamiento de un producto que utilizamos desde hace tiempo, pero que nunca hemos dominado del todo.
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