Cientistas buscam entender o segredo da durabilidade excepcional das construções antigas, na esperança de encontrar maneiras de criar materiais de construção mais resistentes. Na Itália, é possível ver edifícios, estradas e aquedutos construídos com concreto que existem há cerca de dois mil anos. Frequentemente, os italianos encontram ruínas preservadas entre as estruturas modernas, como uma vila romana descoberta por estudantes em uma escola pública de Roma.
Comparação entre concreto romano e moderno
Surgiu a questão: em que o concreto do Império Romano difere do moderno, que dura menos de um século? Por que muitas pontes e edifícios construídos há apenas algumas décadas já apresentam rachaduras e danos estruturais?
Hipóteses iniciais sobre a durabilidade
Por muito tempo, cientistas tentaram desvendar os mistérios da resistência do concreto romano. Inicialmente, a teoria principal era um processo químico — a reação pozolânica. Essa reação ocorre entre materiais finamente particulados contendo sílica (conhecidos como pozolanas), cal hidratada e água, formando uma solução.
O papel da água do mar e da cinza vulcânica
Nas construções romanas, as pozolanas eram cinzas vulcânicas, e a solução era misturada com brita, pedras e água salgada. A água do mar contribuiu para a formação de um mineral ainda mais único — a tobermorita. Este foi o ponto chave: ao entrar em contato com o ar marinho, a tobermorita se regenerava sozinha, preenchendo rachaduras e poros.
Nova pesquisa e a latrina de Adriano
No entanto, uma nova pesquisa sugere que há algo mais por trás da durabilidade do concreto. O trabalho, publicado na revista científica Science Advances, foi resultado de uma viagem à Villa Adriana, localizada a 17 quilômetros de Roma. Vale notar que as vilas romanas não eram pequenas aldeias rurais; o nome refere-se a grandes propriedades que podiam servir como centros de pequenos grupos agrícolas.
Na Villa Adriana, há uma latrina pública com 1900 anos em seu estado original. Paolo Monteiro, coautor da pesquisa e engenheiro civil da Universidade da Califórnia em Berkeley, declarou à Scientific American: «Ninguém restaura a latrina. Portanto, o material permaneceu intacto por 19 séculos, conduzindo silenciosamente um experimento que nenhum ser humano vivo poderia iniciar».
A descoberta do calcita como agente ligante
Os pesquisadores coletaram uma amostra de concreto sob o assento sanitário. O fragmento foi examinado por vários métodos: sob microscópio potente, por tomografia de raios-X e análise química da composição. Como esperado, a amostra continha sinais de que a mistura de reação pozolânica — cinza vulcânica, cal e água — havia se unido, formando um material. No entanto, um exame mais detalhado dos poros e fissuras mostrou que a calcita, um mineral composto por cálcio, carbono e oxigênio, era o principal agente ligante.
A calcita se forma pela reação de compostos de cálcio do concreto com o dióxido de carbono atmosférico. Este mineral preenche pequenas rachaduras e poros no concreto, permitindo que antigas estruturas se fortaleçam e se recuperem com o tempo.
A contribuição da carbonatação para a resistência
Monteiro observou em sua declaração: «Embora a reação pozolânica seja fundamental, nossas descobertas sugerem que a carbonatação ao longo de um longo período também aumenta a durabilidade do concreto e pode ajudar a selar rachaduras com o passar do tempo». Ele também enfatizou que a tobermorita se forma apenas em contato com a água do mar, portanto, essas duas explicações não se contradizem, mas descrevem diferentes tipos de concreto romano. A tobermorita é encontrada em estruturas em contato com o mar, como portos e quebra-mares, enquanto a calcita, a protagonista da nova pesquisa, é o principal agente ligante em construções terrestres, como a latrina analisada, distante da costa. Assim, os romanos usavam diferentes receitas dependendo da finalidade da estrutura.
Perspectivas ambientais e avisos
Os cientistas esperam que a compreensão da composição do concreto romano ajude os especialistas modernos a criar concreto com menor impacto ambiental. Atualmente, o concreto é um dos materiais mais consumidos no mundo, e sua produção gera cerca de 8% das emissões globais de dióxido de carbono. A ONU prevê que metade dos edifícios existentes em 2050 ainda não foram construídos, tornando urgente o desenvolvimento de métodos menos agressivos para o meio ambiente.
Os autores do estudo também alertam que esse processo de carbonatação é extremamente lento — leva séculos, e não se pode presumir que sua reprodução trará um benefício climático significativo na vida útil de um edifício moderno. A esperança reside mais na compreensão dos mecanismos de durabilidade do que na cópia direta da velocidade do processo romano. Monteiro concluiu em sua declaração: «Este estudo demonstra como o estudo de técnicas de engenharia antigas pode levar a descobertas importantes. Esperamos que, ao desvendar os segredos romanos para aumentar a durabilidade do concreto, alcancemos um dia o desenvolvimento sustentável das infraestruturas modernas».