Como estruturas romanas permanecem tantos séculos em pé?

Quase dois mil anos após o final de sua construção, em 128 d.C., o Panteão de Roma está de pé e muito bem, obrigado. Seu pórtico, com oito colunas coríntias de granito, sem dúvida é épico.

Mas nada supera sua cúpula de concreto, com 43,3 metros de altura e – para agradar os amantes de proporções – 43,3 metros de diâmetro. É a maior estrutura de concreto não-reforçada do mundo.

Nas palavras do site romanconcrete.com (que, acredite se quiser, é inteirinho dedicado ao tema): “o prédio foi todo construído sem o reforço de vigas de aço para resistir a rachaduras por tensão. É incrível que um domo de concreto desse tamanho tenha durado séculos.

Hoje, nenhum engenheiro ousaria construir uma estrutura dessas (…) Códigos modernos da prática da engenharia não permitiriam esse descuido.”

O que deixa no ar uma pergunta: como é que esse milagre arquitetônico sobreviveu a tudo – das invasões bárbaras às duas guerras mundiais – e continua em uso atualmente?

A versão curta da resposta é surpreendente: água do mar. Quem está atrás da versão longa é a geóloga Marie Jackson, da Universidade de Utah.

Ela começou sua pesquisa dando uma olhada na lista de ingredientes dos templos, portos e aquedutos romanos que resistiram por séculos.

Já se sabia há algum tempo que os ingredientes básicos do concreto da antiguidade eram cinza vulcânica, óxido de cálcio, água salgada e pedaços maiores de rochas vulcânicas.

Depois, Jackson e sua equipe decidiram olhar mais de perto as reações químicas que ocorriam no material após sua consolidação – afinal, a receita em si não basta para explicar a durabilidade: diferentes composições podem resistir melhor ou pior à passagem do tempo.

Foi aí que veio a revelação. Com o passar dos anos, a água reage com o material vulcânico, e esse tipo de corrosão, em vez de enfraquecer a estrutura, aumenta sua rigidez.

Mágico, principalmente em cidades litorâneas. Afinal, água mole em concreto romano tanto bate que deixa ele… ainda mais forte.

Pena que essa lista de elementos é bastante genérica. A receita detalhada, que seria muito útil para uma série de aplicações contemporâneas, se perdeu.

“A pesquisa abre uma perspectiva completamente nova sobre como o concreto pode ser fabricado. Fenômenos que hoje consideramos corrosão na verdade podem produzir um cimento mineral extremamente benéfico e aumentar a resiliência com o passar do tempo”, afirmou Jackson ao jornal britânico The Guardian.

Do ponto de vista técnico, o segredo é um minério razoavelmente difícil de se produzir em condições experimentais.

Seu nome é torbemorita, e, conforme já mencionado, ela nasce de uma reação que produz calor entre a água, o óxido de cálcio e a cinza vulcânica – que, em geral, consiste em minúsculas partículas de vidro.

A fórmula da torbemorita não é nada inocente – Ca5Si6(O; OH)18 · 5H2O segundo o Handbook of Mineralogy –, então a SUPER não vai tentar aflorar seus traumas de ensino médio colocando a reação completa por aqui.

O importante para quem não gosta de química é que essa reação ocorria logo nos primeiros anos de consolidação do material, e eventualmente parava.

Mas Jackson percebeu que, em estruturas da antiguidade clássica que passaram os últimos dois milênios em contato com a água do mar, a torbemorita na verdade continuava se formando sem interrupção – dessa vez em dupla com outro mineral, chamado phillipsita (o nome curioso é uma homenagem ao geólogo inglês William Phillips).

No artigo científico, publicado no periódico American Mineralogist, ela e sua equipe estabeleceram que conforme as ondas dissolvem os cristais e vidros vulcânicos originais, eles são substituídos em uma lenta e eterna reação química por cada vez mais torbemorita e phillipsita.

“Há muitas aplicações possíveis, mas precisamos de mais trabalho para recriar essas misturas. Já começamos, mas precisamos de ajustes mais delicados”, afirmou a pesquisadora. “O desafio é desenvolver métodos que usem produtos vulcânicos comuns – e é exatamente isso que estamos fazendo agora.”

Este conteúdo foi originalmente publicado no site da Superinteressante.