Os antigos romanos elevaram a construção e a engenharia a um patamar extraordinário - e poucas obras simbolizam isso tão bem quanto os aquedutos. Muitas dessas estruturas ainda funcionam, apoiadas num material de construção singular: o concreto pozolânico, uma mistura de durabilidade impressionante que ajudou a dar às obras romanas a sua fama de resistência quase eterna.
Um exemplo emblemático atravessou quase 2.000 anos sem perder a integridade: o Panteão, em Roma. Ele continua de pé e mantém um feito notável - a maior cúpula do mundo feita de concreto não armado (sem reforço metálico).
Pozolana e cal: a “receita” clássica do concreto pozolânico
Durante muito tempo, as propriedades desse concreto foram explicadas principalmente pelos seus ingredientes. A pozolana - um conjunto de cinzas vulcânicas cujo nome remete à cidade italiana de Pozzuoli, onde existe um depósito importante desse material - era combinada com cal. Ao adicionar água, essa mistura pode reagir e formar um concreto robusto, adequado para obras de grande porte e longa vida útil.
Essa explicação, porém, não era o quadro completo.
O que o MIT descobriu em 2023 sobre o concreto romano
Em 2023, uma equipa internacional liderada pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) concluiu que não só os materiais podem ter sido usados de forma diferente do que se imaginava, como também o modo de preparação - a técnica de mistura - era outro.
O principal indício estava à vista no próprio concreto antigo: pequenos fragmentos brancos de cal (clastos) incrustados numa massa que, à primeira vista, parece homogénea. Por anos, esses pedaços foram tratados como sinal de mistura malfeita ou de insumos de baixa qualidade. Para o cientista de materiais Admir Masic, do MIT, essa interpretação não se sustentava.
Ele questionou por que uma civilização que refinou “receitas” por séculos para alcançar um material superior aceitaria, ao mesmo tempo, um resultado final supostamente mal misturado. Para Masic, havia claramente algo a mais por trás desses fragmentos.
Amostras de 2.000 anos e análises avançadas
Masic e a equipa, liderada pela engenheira civil do MIT Linda Seymour, analisaram cuidadosamente amostras de concreto romano com cerca de 2.000 anos, recolhidas no sítio arqueológico de Privernum, na Itália.
Para compreender a natureza dos clastos de cal, as amostras passaram por um conjunto de técnicas laboratoriais, incluindo:
- Microscopia eletrónica de varredura em grande área
- Espectroscopia de raios X por dispersão de energia
- Difração de raios X em pó
- Imagem confocal por Raman
A pergunta central era simples e decisiva: que tipo de cal os romanos estavam a usar - e como?
Concreto pozolânico romano e a “mistura a quente” com cal viva
O entendimento tradicional do concreto pozolânico assume o uso de cal hidratada. Nesse modelo, a pedra calcária é primeiro aquecida a altas temperaturas para produzir cal viva (óxido de cálcio), um pó muito reativo e cáustico. Em seguida, ao misturar a cal viva com água, obtém-se a cal hidratada (hidróxido de cálcio), uma pasta menos agressiva e um pouco menos reativa. A teoria dizia que era essa cal hidratada que os romanos combinavam com a pozolana.
As análises do MIT, no entanto, indicaram que os clastos observados não são compatíveis com esse processo como única etapa. A hipótese mais provável é que os romanos, em muitos casos, misturavam cal viva diretamente com a pozolana e água, sob temperaturas extremamente elevadas - um procedimento que a equipa chamou de “mistura a quente”. Esse método, sozinho ou em conjunto com cal hidratada, favoreceria a formação dos clastos de cal.
Segundo Masic, a “mistura a quente” oferece duas vantagens principais:
- Química em alta temperatura: aquecer o concreto como um todo permite reações que não ocorreriam se fosse usada apenas cal hidratada, gerando compostos associados a altas temperaturas que, de outro modo, não se formariam.
- Cura e pega mais rápidas: com as reações aceleradas pelo calor, os tempos de endurecimento diminuem, tornando a construção potencialmente muito mais rápida.
Autocicatrização: como os clastos “costuram” fissuras
Além disso, os clastos de cal parecem dar ao concreto uma capacidade notável de autocicatrização.
Quando se formam fissuras, elas tendem a avançar preferencialmente em direção aos clastos, que apresentam maior área superficial do que outras partículas na matriz. Se a água entra por essa fissura, reage com a cal e gera uma solução rica em cálcio. Ao secar, essa solução endurece na forma de carbonato de cálcio, “colando” a fissura e dificultando que ela se propague.
Há evidências desse fenómeno em concreto de outro local com cerca de 2.000 anos: o Túmulo de Cecília Metela, onde fissuras foram encontradas preenchidas por calcita. A mesma lógica pode ajudar a entender por que obras marítimas romanas, como muros de contenção construídos há milénios, resistiram por tanto tempo ao impacto constante das ondas.
Testes com receitas antigas e modernas confirmam o efeito
Para verificar a hipótese, a equipa produziu concreto pozolânico inspirado em receitas antigas e modernas, utilizando cal viva. Também preparou um concreto de controlo sem cal viva e submeteu os materiais a testes com fissuras.
O resultado foi direto: o concreto com cal viva, após fissurado, ficou totalmente regenerado em duas semanas, enquanto o concreto de controlo permaneceu com a fissura aberta.
Do laboratório ao mercado: uma alternativa mais sustentável
Agora, a equipa trabalha para levar essa formulação ao mercado, como uma alternativa potencialmente mais ecológica do que concretos amplamente usados hoje.
Esse interesse não é apenas histórico. A indústria do cimento enfrenta o desafio de reduzir emissões e ampliar a vida útil das estruturas. Materiais que durem mais tempo tendem a exigir menos reparos e reconstruções - o que, na prática, pode reduzir consumo de recursos, desperdício e intervenções ao longo de décadas.
Também há um ponto de grande relevância tecnológica: concretos mais resistentes e duráveis podem melhorar o desempenho de formulações para impressão 3D em concreto, ampliando a viabilidade de elementos e componentes construídos por métodos automatizados.
Implicações para obras costeiras e reabilitação de património
As conclusões também abrem espaço para aplicações em ambientes agressivos, como zonas costeiras, onde a combinação de humidade, sais e variações térmicas acelera a degradação. Em países com extensas faixas litorâneas, como o Brasil, o desenvolvimento de concretos com maior capacidade de autocicatrização pode ser especialmente valioso para infraestrutura portuária, contenções e estruturas sujeitas a maresia.
Outra frente promissora é a reabilitação de património histórico. Entender como o concreto pozolânico romano se comporta - e por que ele dura tanto - ajuda a formular materiais de reparo mais compatíveis com obras antigas, evitando intervenções que, por incompatibilidade química ou mecânica, acelerem a deterioração.
Publicação científica
O estudo foi publicado na revista Avanços da Ciência.
Uma versão deste texto foi publicada originalmente em janeiro de 2023.
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