La industria de la construcción busca métodos para producir cementos más duraderos, menos contaminantes y con prestaciones adicionales como la absorción de la contaminación atmosférica en las ciudades.

Ahora, un estudio sugiere que, más que una invención, la industria necesitaba un redescubrimiento: el cemento romano es más resistente, barato y sostenible que los actuales. Las ventajas de su fórmula podrían combinarse con nuevas técnicas para abaratar procesos y añadir aplicaciones.

El estudio analiza el porqué de la excepcional durabilidad del cemento puzolánico usado por los romanos, que ha desvelado por primera vez la técnica que permitió que el hormigón vertido en obras concluidas hace 2 milenios se conserve en buen estado.

Difícil prescindir del cemento; sí mejorarlo (con técnicas olvidadas)

Y no es que el cemento actual sea poco conveniente. “De hecho, es tan bueno que usamos 19.000 millones de toneladas al año”, explica Paulo Monteiro a Businessweek. Monteiro es colaborador de la investigación y profesor de ingeniería civil y medioambiental de la Universidad de California en Berkeley.

“El problema -dice Monteiro-, es que la fabricación de cemento Portland representa el 7% de todo el dióxido de carbono emitido por la industria”.

El cemento romano no es la única tecnología aplicada en el pasado y en desuso en la actualidad que despierta el interés de investigadores y empresas de la actualidad.

Cimientos tecnológicos de Occidente

Las máquinas, carreteras, acueductos, puentes, presas y sistemas de saneamiento ambiental de los romanos fueron en parte redescubiertos y recuperados en la Edad Media, sobre todo con el impulso del Renacimiento y la ayuda de obras como el tratado arquitectónico de Marco Vitruvio, De Architectura, el compendio enciclopédico Naturalis Historia, de Plinio el Viejo, así como el estudio de ruinas y el redescubrimiento de obras grecolatinas reintroducidas en Europa a través de la Iberia árabe.

El Renacimiento y la Revolución Industrial se sirvieron de los inventos “low-tech” (tecnología tradicional, o parcialmente automatizada gracias a procesos como el uso de poleas, animales de tiro, elevadores, prensas, sistemas de catapulta, máquinas accionadas con agua, etc.) que parten de la Grecia y Roma clásicas.

Muchos tratados sobre automatización se han perdido para siempre, pero los mecanismos autómatas medievales, así como el mecanismo de Anticitera de la Grecia clásica o la clepsidra egipcia aportan pistas acerca de técnicas y procesos que no han sobrevivido al paso del tiempo.

Internet ha devuelto atractivo a las economías locales y semi-artesanales que, en lugar de producir a gran escala, optan por fabricar bajo demanda, combinando procesos de alta tecnología (impresión 3-D, diseño asistido por ordenador, sensores, etc.) con otros de carácter más artesanal.

Nueva frontera de investigación “high-low tech”

En este contexto, investigadores y departamentos tecnológicos punteros estudian el campo de lo que han bautizado como “high-low tech“.

El grupo de investigación High-Low Tech del MIT Media Lab, por ejemplo, “integra materiales, procesos y culturas de alta y baja tecnología [“high tech” y “low tech”]”.

“Nuestro principal objetivo es animar a diversas audiencias a que diseñen y construyan sus propias tecnologías, situando la computación en nuevos contextos culturales y materiales, y desarrollando herramientas que democratizan la ingeniería”.

“Creemos -prosigue la declaración de intenciones del grupo High-Low Tech del MIT- que el futuro de la tecnología estará determinado en gran medida por los usuarios finales, que diseñarán, construirán y ‘hackearán’ sus propios dispositivos, y nuestro objetivo es inspirar, formar, ofrecer apoyo, así como estudiar estas comunidades”.

“Para ello –concluyen-, exploramos la intersección entre computación, materiales físicos, procesos de fabricación, artesanía tradicional y diseño”.

El cemento romano es un candidato milenario que apetece a los exploradores de la intersección entre alta tecnología y tecnología tradicional, entre economías de escala y producción bajo demanda, diseño profesional y diseño por el usuario.

Interés renacido por la tecnología romana

Infinidad de técnicas, inventos y convenciones, desde infraestructuras a sistemas sanitarios, pasando por el calendario en uso o materiales incluso superiores a su alternativa moderna, como el cemento, fueron concebidos o aplicados por primera vez a gran escala por Roma.

Roma fue mucho más que un logro administrativo y jurídico que sentó las bases de Europa e, indirectamente, el modelo de la colonización europea del resto del mundo. Uno de los secretos de la Roma clásica fue su capacidad para reconocer los logros de Grecia, asimilarlos y ponerlos en práctica a gran escala.

Máquinas, carreteras, acueductos, puentes, presas, técnicas mineras, redes de saneamiento… Roma asimiló la superioridad filosófica, artística y arquitectónica de la Grecia clásica, reforzándola con su capacidad militar, administrativa y tecnológica.

Tras su desmembración y caída, porciones su legado pervivieron bajo la tutela de una miríada de señoríos y reinos semi-autónomos en varias regiones romanas, aglutinados en torno a la Iglesia Católica, las campañas contra los ejércitos sarracenos para defender o recuperar Jerusalén, etc.

Lo que la escolástica recuperó (y lo que sepultó para siempre)

Pese a la labor de los escolásticos, primero en los escriptorium de los monasterios y luego en las primeras universidades medievales, buena parte de la tecnología romana cayó en desuso y desaparecieron métodos para conservar y transmitir conocimientos tecnológicos en buena parte del antiguo territorio romano.

Los logros filosóficos, matemáticos y tecnológicos de Grecia y Roma se transmitieron en la Alta Edad Media desde los reinos árabes de Iberia y el norte de África a sabios de la Escolástica.

Ramon Llull, Roger Bacon, Leonardo de Pisa “Fibonacci” y tantos otros basan sus tesis en traducciones de obras de Aristóteles y otros autores grecorromanos, conservadas y a menudo destiladas por polímatas árabes y judíos: Avicena, Averroes, Maimónides, etc. 

Tecnología ancestral no superada por la industrial

Existe la creencia, en parte fundada, de que el Renacimiento y, sobre todo, la Ilustración, conocieron -a través de la Escolástica medieval- y superaron al fin los grandes logros filosóficos y tecnológicos de Roma. 

No obstante, aparecen todavía hoy hallazgos que exponen lo contrario. Por ejemplo, el cemento natural romano ha demostrado ser más resistente a la erosión del agua y el tiempo que el tipo de cemento moderno más usado desde los inicios de la Revolución Industrial, el cemento Portland.

Entre el largo listado de tecnologías romanas perdidas en el tiempo, o no del todo recuperadas, destaca el uso del cemento y hormigón naturales. Su composición se conoce con detalle desde hace siglos, pero se desconocía el porqué de su resistencia al paso del tiempo. El secreto, más que en su composición, reside en su aplicación “in situ”.

Superando un material omnipresente: el cemento Portland

Presente en obras maestras como el Panteón de Agripa o los puentes y acueductos que se mantienen en pie a lo largo del Mediterráneo -a menudo todavía en uso- el cemento romano ha demostrado su resistencia al paso del tiempo, incluso en condiciones de humedad y erosión extremas, como en puentes y acueductos sometidos a la acción de corrientes de agua, alta contaminación, etc.

Por el contrario, el cemento Portland, sobre todo el defectuoso (aluminosis, carbonatación), acaban con las virtudes de este material en años o a lo sumo décadas, en lugar de siglos o, como en el caso del mejor “puzzolano”, milenios.

Un equipo internacional de investigadores han desvelado por primera vez la técnica y composición exacta del cemento, así como la razón de su durabilidad. Bernhard Warner explica en Businessweek por qué este hallazgo podría revolucionar la arquitectura.

Cementos que absorben contaminación

Las ciudades del futuro se beneficiarán de nuevos tipos de cemento ya en uso, como la modalidad comercializada por la compañía italiana Italcementi (o el propuesto por la Universidad de Eindhoven), cuya composición absorbe entre un 20% y un 70% de partículas contaminantes en suspensión y podría mejorar la calidad del aire -y, por ende, calidad de vida- en un mundo cada vez más urbano.

Además de más flexibles y menos contaminantes de producir, los cementos más avanzados en uso reducen la contaminación ambiental y sonora, además de mejorar la inercia térmica de las obras en que se aplican. Ciudades como Chicago ya aplican cemento fotocatalítico que absorbe contaminación en sus calles.

El hallazgo del secreto de la fortaleza del hormigón natural romano va más allá: aumenta la durabilidad del material sin requerir la adición de técnicas y sustancias costosas o con mayor impacto.

Pozzuoli

Los investigadores analizaron 11 puertos de la cuenca mediterránea donde, en muchos casos, cabeceras con 2 milenios de antigüedad erigidas con hormigón romano han soportado intactas el paso del tiempo, pese a los golpes de mar y los efectos corrosivos del salitre. 

Entre otros lugares, extrajeron muestras del rompeolas de cemento de la bahía de Pozzuoli, en el extremo norte de la bahía de Nápoles (cerca de Pozzuoli, en la falda del Vesubio, donde se extraía la puzolana, la ceniza volcánica más usada por los romanos). La muestra de cemento puzolánico, fabricado en el 37 aC, analizada en laboratorios de Europa y Estados Unidos, estaba en buen estado de conservación.

Por el contrario, el cemento Portland, formulación realizada hace 200 año, aguanta intacto tan sólo 50 años en condiciones similares. A partir de medio siglo, dice Marie Jackson, ingeniera de la Universidad de Berkeley y partícipe de la investigación, el Portland empieza a corroerse.

Recuperando procesos olvidados

Las conclusiones del estudio, publicado en el número de junio de las publicaciones Journal of the American Ceramic Society y American Mineralogist, podrían cambiar el futuro de un material omnipresente en la arquitectura y obra civil modernas.

El secreto del cemento romano, dice el estudio, estriba tanto en su formulación como en la técnica de producción y aplicación.

En una nota de prensa donde resumen sus hallazgos, los investigadores recuerdan que “los romanos hacían cemento mezclando piedra calcárea con roca volcánica”.

“Para las estructuras acuáticas -prosigue la nota-, la cal y la ceniza volcánica se mezclaban para formar mortero, y el mortero y toba volcánica se vertían en moldes de madera. El agua marina producía de inmediato una reacción química en caliente. La cal se hidrataba -incorporando moléculas de agua en su estructura- y reaccionaba con las cenicas para consolidar el conjunto de la mezcla”.

Los romanos habían aprendido el proceso de los griegos, que usaban las tobas volcánicas de Santorini para reforzar grandes estructuras.

Mirando a la construcción de los cementos del futuro

El cemento Portland carece de la mezcla que, en reacción con el agua marina, dio al cemento romano su resistencia, de modo que el material fraguado carece de la solidez a prueba de erosiones del cemento puzolánico. La ausencia de estos materiales, así como de las técnicas de encofrado de madera, explicarían por qué el cemento Portland se erosiona en apenas unas décadas.

Los conductores del estudio creen que los hallazgos podrían revolucionar la industria, creando un cemento más barato, resistente al tiempo y la erosión extrema, y que emitiera menos CO2. 

El reto consiste, cree Marie Jackson, en saber si se pueden aplicar los materiales y técnicas del cemento romano a escala industrial. El cemento del futuro se enfrenta a diversas encrucijadas:

• con una producción que se acerca a los 20.000 millones de toneladas anuales y varios países emergentes reproduciendo el equivalente a diversos Manhattan cada ejercicio, este material tendrá que reducir su impacto;
• mayor resistencia, adaptabilidad, elasticidad, volubilidad, etc.;
• aumento y mejora de las aplicaciones: absorción de CO2 y partículas contaminantes en suspensión, propiedades hidrófugas, mayor personalización estética, etc.

Materiales para el clima extremo que viene

Departamentos “low-high tech” como el creado por el Media Lab del MIT tienen entre manos una labor ingente: repasar los tratados romanos que han sobrevivido, estudiados con minuciosidad por los árabes y escolásticos durante la Alta Edad Media y aplicados, al menos parcialmente, desde el Renacimiento.

Las técnicas más valiosas y con menos impacto medioambiental aplicadas por culturas ancestrales son un campo de exploración de “nuevas” tecnologías que no debería ser desestimado, como demuestra el rendimiento del cemento puzolánico milenario en situaciones extremas.

Otras tecnologías ya aplicadas con éxito en el pasado y con un atributos superiores o competitivos con su alternativa moderna se han perdido en el tiempo, a la espera de ser (re)descubiertos o (re)inventados.

Una historia similar a la que Umberto Eco narra en El nombre de la rosa, donde un (supuesto) libro perdido de Aristóteles lucha por ser redescubierto en una abadía, hasta que una conspiración se ocupa de que el libro vuelva a donde había estado durante milenios: en el limbo de los grandes libros perdidos.

Olvidando la supuesta superioridad de nuestro tiempo para aprender

Debería haber existido un compendio enciclopédico con todos los avances cotidianos conocidos y usados en Grecia y Roma. Antes del nacimiento de los grandes compendios enciclopédicos de la Ilustración, intentos tan ilusorios como el de recopilar el saber del mundo acabaron en fracaso estrepitoso. 

En 1255, el monje Vincent de Beauvais citó, entre otros impedimentos, “la multitud de libros, la falta de tiempo y el carácter escurridizo de la memoria” como razón fundamental para no acabar su gigantesco compendio con “todo el saber del mundo”. Su obra, Speculum Majus, recopiló en cualquier caso infinidad de conocimientos de la Alta Edad Media.

De tener el equivalente a una Wikipedia de la “low-tech” de todos los inventos relevantes en culturas como la romana, la griega, la china, la egipcia, la Inca o la azteca, catalogaríamos muchos redescubrimientos como meras técnicas arcaicas, desechadas con procedimientos superiores.

Otros inventos “low tech”, sin embargo, nos sorprenderían por cumplir su tarea con una elegancia esencial y primigenia. El secreto de los buenos diseños, habrían dicho Steve Jobs y Dieter Rams.