Los romanos comenzaron a fabricar hormigón hace más de 2.000 años, pero no era exactamente como el hormigón de hoy. Tenían una fórmula diferente, que resultó en una sustancia que no era tan fuerte como el producto moderno. Sin embargo, estructuras como el Panteón y el Coliseo han sobrevivido durante siglos, a menudo con poco o ningún mantenimiento. Geólogos, arqueólogos e ingenieros están estudiando las propiedades del hormigón romano antiguo para resolver el misterio de su longevidad.
“El hormigón romano es. . . considerablemente más débil que los hormigones modernos. Es aproximadamente diez veces más débil ", dice Renato Perucchio, ingeniero mecánico de la Universidad de Rochester en Nueva York. "Lo que se supone que tiene este material es una resistencia fenomenal con el tiempo".
Esa resistencia, o durabilidad contra los elementos, puede deberse a uno de los ingredientes clave del concreto: la ceniza volcánica. El concreto moderno es una mezcla de cemento a base de cal, agua, arena y los llamados agregados como la grava fina. La fórmula para el concreto romano también comienza con la piedra caliza: los constructores la quemaron para producir cal viva y luego agregaron agua para crear una pasta. Luego se mezclaron en cenizas volcánicas, generalmente tres partes de cenizas volcánicas por una parte de cal, según los escritos de Vitruvio, arquitecto e ingeniero del siglo I a. C. La ceniza volcánica reaccionó con la pasta de cal para crear un mortero duradero que se combinó con trozos de ladrillos del tamaño de un puño o rocas volcánicas llamadas toba, y luego se colocó en su lugar para formar estructuras como paredes o bóvedas.
A principios del siglo II a. C., los romanos ya usaban este hormigón en proyectos de construcción a gran escala, lo que sugiere que su experimentación con el material de construcción comenzó incluso antes. Otras sociedades antiguas, como los griegos, probablemente también utilizaron morteros a base de cal (en la antigua China, se añadió arroz pegajoso para aumentar la resistencia). Pero combinar un mortero con un agregado como ladrillo para hacer concreto probablemente fue una invención romana, dice Perucchio.
En los primeros hormigones, los romanos extraían cenizas de una variedad de antiguos depósitos volcánicos. Pero los constructores se pusieron quisquillosos cuando Augusto se convirtió en el primer emperador romano, en el 27 a. C. En ese momento, Augusto inició un extenso programa en toda la ciudad para reparar monumentos antiguos y erigir nuevos, y los constructores utilizaron exclusivamente cenizas volcánicas de un depósito llamado Pozzolane Rosse, un flujo de cenizas que estalló hace 456, 000 años desde el volcán Alban Hills, a 12 millas al sureste de Roma.
El Panteón, un templo para los dioses, se completó en el año 128 d. C. La cúpula del templo sigue siendo la cúpula de hormigón sin refuerzo más grande del mundo. (Guido Bergmann / Bundesregierung-Pool a través de Getty Images) 
El Coliseo, inaugurado en el año 80 d. C., reunió a 50, 000 personas y fue sede de juegos de gladiadores, caza ritual de animales, desfiles y ejecuciones. (Tiziana Fabi / AFP / Getty Images) 
La tumba de Caecilia Metella, hija de un cónsul romano. Este daguerrotipo de 1841 es una de las primeras fotografías conocidas de Italia. (SSPL / Getty Images) 
La cúpula de Tempio di Venere e Roma, un templo dedicado a dos diosas e inaugurado por el emperador Adriano en AD 135. (Tiziana Fabi / AFP / Getty Images) "El emperador Augusto fue la fuerza impulsora detrás de la sistematización, la estandarización de las mezclas de mortero con Pozzolane Rosse", dice Marie Jackson, geóloga e ingeniera de investigación de la Universidad de California en Berkeley. Los constructores romanos probablemente favorecieron el depósito de cenizas debido a la durabilidad del concreto hecho con él, agrega. "Este era el secreto de los hormigones que estaban muy bien unidos, son materiales coherentes y robustos".
Jackson y sus colegas han estado estudiando la composición química de los hormigones hechos con Pozzolane Rosse. La mezcla única de minerales de la ceniza parece haber ayudado al concreto a resistir la descomposición química y el daño.
Los romanos favorecieron otra ceniza volcánica específica al hacer estructuras portuarias de hormigón que se sumergieron en las aguas saladas del Mediterráneo. Pulvis Puteolanus fue extraído de depósitos cerca de la Bahía de Nápoles. "Los romanos enviaron miles y miles de toneladas de cenizas volcánicas alrededor del Mediterráneo para construir puertos desde la costa de Italia hasta Israel, Alejandría en Egipto y Pompeiópolis en Turquía", dice Jackson.
El agua de mar es muy perjudicial para el hormigón moderno. Pero en concreto romano, el Pulvis Puteolanus "en realidad juega un papel en la mitigación del deterioro cuando el agua se filtra a través de él", dice Jackson. Aunque se desconoce el mecanismo exacto, parece que las reacciones químicas entre la pasta de cal, la ceniza volcánica y el agua de mar crearon estructuras microscópicas dentro del concreto que atraparon moléculas como cloruros y sulfatos que dañan el concreto hoy en día.
A pesar del éxito del hormigón romano, el uso del material desapareció junto con el Imperio Romano. Las estructuras de hormigón rara vez se construyeron durante la Edad Media, lo que sugiere que la ceniza volcánica no era el único secreto para la durabilidad del hormigón romano, dice Perucchio. "Estos proyectos realmente grandes solo podrían hacerse con la burocracia apropiada, con la organización adecuada que proporcionaría el Imperio Romano".
Erin Wayman es editora asistente en Smithsonian y escribe el blog Hominid Hunting.
