Tumba romana de 2.050 anos oferece pistas sobre a resistência do concreto antigo

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O concreto geralmente começa a rachar e desmoronar após algumas décadas de vida.

No entanto, curiosamente, esse não era o caso com muitas das estruturas romanas.

As estruturas ainda estão de pé, exibindo durabilidade notável, apesar das condições que destruiriam o concreto moderno.

Uma estrutura particular é a grande tumba cilíndrica da nobre do século I Caecilia Metella. Uma nova pesquisa de cientistas e colegas do MIT, publicada no Journal of the American Ceramic Society, mostra que a qualidade do concreto dessa tumba pode exceder a dos monumentos de seus contemporâneos devido ao agregado vulcânico que os construtores escolheram e às interações químicas incomuns com a chuva e lençóis freáticos que se acumulam ao longo de dois milênios.

Os co-autores principais do estudo, Admir Masic, professor associado de engenharia civil e ambiental do MIT, e Marie Jackson, professora associada de pesquisa de geologia e geofísica da Universidade de Utah, se uniram para entender a composição mineral da antiga estrutura de concreto.

O túmulo de Caecilia Metella é uma das estruturas mais antigas que ainda está de pé, e oferece ideias que podem inspirar a construção moderna.

Photo of castle ruins. At left is a circular stone tower partially destroyed and missing a roof. At right is a partially intact facade of brick, also missing a roof, with columns and ancient sculptures embedded toward the bottom.
Tumba de Caecilia Metella. Fonte: MIT.

Um concreto coeso

Localizada em uma antiga estrada romana também conhecida como Via Ápia, a tumba de Caecilia Metella consiste em uma torre em forma de rotunda que fica em uma base quadrada, no total, com cerca de 21 metros de altura e 29 metros de diâmetro.

Construída há cerca de 2050 anos, a tumba é considerada um dos monumentos mais bem preservados da Via Ápia, e um exemplo das tecnologias refinadas de construção de concreto no final da Roma republicana.

As tecnologias foram descritas pelo arquiteto Vitruvius durante a construção da Tumba de Caecilia Metella. Construir paredes grossas de tijolo grosso ou agregado de rocha vulcânica ligado com argamassa feita com cal e tefra vulcânica (fragmentos porosos de vidro e cristais de erupções explosivas), resultaria em estruturas que “com o passar do tempo não caem em ruínas”.

O que os antigos romanos não poderiam saber, porém, é como os cristais do mineral leucita, rica em potássio, no agregado vulcânico se dissolvem com o tempo para remodelar e reorganizar de forma benéfica a interface entre os agregados vulcânicos e a matriz de ligação cimentícia, melhorando a coesão do concreto.

A ciência por trás de uma substância excepcionalmente forte

Nas grossas paredes de concreto da tumba de Caecilia Metella, uma argamassa que contém tefra vulcânica liga grandes blocos de tijolo e agregado de lava.

A tefra que os romanos usaram para essa argamassa era abundante em leucita rica em potássio. Séculos de água da chuva e água subterrânea percolando as paredes da tumba dissolveram a leucita e liberaram o potássio na argamassa. No concreto moderno, uma abundância de potássio criaria géis expansivos que causariam microfissuras e eventual deterioração da estrutura.

No túmulo, entretanto, o potássio se dissolveu e reconfigurou algumas ligações químicas.

Esse remodelamento criou componentes robustos de coesão no concreto, e tornou a estrutura mais durável conforme os anos passaram.

“Acontece que as zonas interfaciais no concreto romano antigo da tumba de Caecilia Metella estão em constante evolução por meio de uma remodelação de longo prazo”, diz Masic, professor e um dos autores do artigo. “Esses processos de remodelação reforçam as zonas interfaciais e potencialmente contribuem para melhorar o desempenho mecânico e a resistência à ruptura do material antigo.”

Fonte:

2,050-year-old Roman tomb offers insights on ancient concrete resilience. MIT News. Outubro, 2021.

Imagem de capa: Carole Raddato from FRANKFURT, Germany, CC BY-SA 2.0 https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0, via Wikimedia Commons

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