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13 razões pelas quais sabemos porque o concreto romano é mais forte do que seu equivalente moderno

13 razões pelas quais sabemos porque o concreto romano é mais forte do que seu equivalente moderno



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Qualquer pessoa que já visitou Roma, ou qualquer outra cidade onde as antigas construções romanas se erguem hoje, provavelmente terá se maravilhado com a engenhosidade dos antigos romanos.

Uma das criações mais engenhosas desses engenheiros consumados foiopus caementicium, hoje conhecido como concreto romano. Até três anos atrás, a receita desse material se perdera completamente no tempo.

Em 2017, porém, os pesquisadores desvendaram o segredo. Hoje, os engenheiros modernos ainda estão aprendendo com esses métodos que têm mais de 2.000 anos. Aqui estão alguns dos fatos mais fascinantes sobre o concreto romano.

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1. Tudo começou com a Revolução da Arquitetura Romana

A Revolução da Arquitetura Romana, também conhecida como Revolução do Concreto, começou com a República Romana, que foi estabelecida em 509 aC e floresceu com o advento do Império Romano em 27 aC.

É nessa época que os antigos romanos adotaram o uso generalizado de construções de formas arquitetônicas, como arcos, pontes, aquedutos, cúpulas e abóbadas. Para construí-los, eles precisariam de um material incrivelmente resistente.

2. O concreto foi a pedra angular da revolução

Grande engenho foi necessário para projetar construções como a cúpula do Panteão em Roma (construída em aproximadamente 113 DC), um antigo templo romano transformado em uma igreja católica que atrai turistas de todo o mundo. Hoje, quase 2.000 anos após sua construção, ainda é a maior cúpula de concreto não reforçado do mundo.

No entanto, o desenvolvimento de um material específico foi essencial para tornar possíveis essas construções: o concreto romano. Embora os documentos históricos sobre o material sejam escassos, sabemos que ele foi definitivamente amplamente utilizado por volta de 150 aC. Alguns estudiosos afirmam que foi desenvolvido cerca de um século antes dessa época.

3. Os romanos sabiam o quão forte era sua invenção "inexpugnável"

Como os autores do estudo de 2017 que analisou o concreto romano apontam, os romanos “gastaram uma quantidade enorme de trabalho [no desenvolvimento do concreto romano] - eles eram pessoas muito, muito inteligentes”.

Quando desenvolveram o concreto com a resistência exigida, eles estavam perfeitamente cientes de suas realizações. Como explica o estudo, Plínio, o Velho, escreveu em sua História Natural que é “inexpugnável para as ondas e cada dia mais forte”.

4. A receita concreta exata foi perdida para a história

Embora os engenheiros e arquitetos modernos há muito se maravilhem com o poder duradouro da arquitetura romana e do concreto romano, o temor é que o método exato que os antigos romanos usaram possa ter se perdido completamente no tempo - desaparecendo com a queda do Império Romano.

"A receita foi completamente perdida", disse a geóloga Marie Jackson, da Universidade de Utah, em um comunicado à imprensa em 2017. Embora Jackson tenha passado anos estudando textos romanos antigos em busca da mistura original incrivelmente forte usada para fazer concreto romano, nenhum texto ainda foi encontrado com uma receita abrangente.

5. Alguns documentos históricos fornecem pistas

Vitruvius, por volta de 25 AC, escreveu em seuDez livros sobre arquitetura,tipos específicos de agregados apropriados para a preparação de argamassas de cal.

Para argamassas estruturais, ele recomendou pozolana (pulvis puteolanusem latim), areia vulcânica dos leitos de Pozzuoli.

Vitruvius descreveu uma proporção de 1 parte de cal para 3 partes de pozolana para o cimento usado em edifícios. Para trabalho subaquático, ele especificou uma proporção de 1: 2 de cal para pozolana para trabalho subaquático - praticamente a mesma proporção usada hoje para concreto em locais marinhos.

6. Os quebra-mares de concreto romano são impressionantemente fortes

Como escreveu Plínio, o Velho, o concreto romano era "inexpugnável para as ondas". Não é de se admirar, então, que os antigos romanos foram os pioneiros nos princípios da construção subaquática.

No primeiro século, os engenheiros romanos começaram a construir construções, como quebra-mares, que podiam suportar a força do mar - muitas das quais ainda hoje existem. A cidade de Cesaréia (construída em aproximadamente 25 aC) é o primeiro exemplo conhecido de um local de construção romano subaquático em grande escala. Hoje é parte de um parque natural em Israel.

7. Os cientistas analisaram núcleos de concreto de cais, quebra-mares e portos romanos

Como parte do projeto histórico ROMACONS, Jackson e uma equipe de pesquisadores visitaram testemunhos de concreto submersos na água para estudar suas propriedades.

Eles examinaram esses núcleos, que eram partes de pilares romanos, quebra-mares e outras construções, usando métodos como microdifração e análises de microfluorescência na linha de luz 12.3.2 da Fonte de Luz Avançada no Laboratório Nacional Lawrence Berkeley.

8. Uma análise inicial mostrou que o concreto continha uma substância rara que é muito difícil de fazer

Em suas investigações, Jackson e seus colegas encontraram um mineral muito raro chamado tobermorita aluminosa na argamassa marinha. Os cristais minerais foram formados em partículas de cal através de uma reação pozolânica a temperaturas ligeiramente elevadas.

Foi uma descoberta surpreendente. “É muito difícil de fazer”, diz Jackson sobre a tobermorita aluminosa. Fazê-lo em laboratório é uma tarefa árdua que requer temperaturas muito altas.

8. Os pesquisadores descobriram que uma reação química no concreto romano o torna mais forte com o tempo

A equipe de pesquisadores chegou à conclusão de que a tobermorita aluminosa se formou quando a água do mar se infiltrou pelo concreto em quebra-mares e píeres, dissolvendo componentes da cinza vulcânica e permitindo a formação de novos minerais.

“Como geólogos, sabemos que as rochas mudam”, disse Jackson. “A mudança é uma constante para os materiais terrestres. Então, como a mudança influencia a durabilidade das estruturas romanas? ”

A tobermorita aluminosa tem composições ricas em sílica, que lembram os cristais que se formam nas rochas vulcânicas. Os cristais possuem formas em placas que servem para reforçar a matriz de cimentação. Essas placas interligadas, por sua vez, aumentam a resistência do concreto romano à fratura frágil. “Estamos procurando um sistema que prospera na troca química aberta com a água do mar”, explicou Jackson.

9. A resistência do concreto romano foi parcialmente devido à sorte

A resistência do concreto romano provavelmente terá sido obtida por meio de tentativa e erro, experimentação e sorte.

Como Jackson explicou depois de conduzir sua pesquisa, "os romanos tiveram sorte no tipo de rocha com que trabalharam. Eles observaram que a cinza vulcânica cresceu cimento para produzir o tufo. Não temos essas rochas em grande parte do mundo, então teria que haver substituições. ”

10. Os cientistas agora estão trabalhando para recriar o concreto romano usando a receita recém-descoberta

Embora possamos não saber a receita exata do concreto romano, a comunidade científica concorda que, em geral, ele é feito de uma mistura de cinzas vulcânicas, cal (óxido de cálcio), água do mar e pedaços de rocha vulcânica.

Desde que realizou a pesquisa e publicou suas descobertas, Jackson tem trabalhado com o engenheiro geológico Tom Adams para desenvolver uma receita de substituição usando materiais do oeste dos EUA.

11. Precisa de tempo para se tornar mais forte do que o concreto moderno

Embora o concreto romano seja mais resistente do que o concreto moderno típico, também conhecido como concreto Portland, leva tempo para desenvolver essa resistência, devido ao processo descrito no ponto 8.

Por esse motivo, pode não ser um substituto viável para o concreto que é usado hoje. No entanto, pode ser útil em certos contextos - como o descrito abaixo.

12. Um cientista argumentou que um grande paredão no Reino Unido deveria ser feito de concreto romano

Jackson sugeriu recentemente que um grande projeto - uma lagoa de marés proposta a ser construída em Swansea, Reino Unido - deveria ser construído com concreto romano.

O motivo que ela deu é que a lagoa, que foi planejada para ser construída a fim de aproveitar a energia das marés, precisaria estar operacional por 120 anos para recuperar os custos de construção do projeto.

“Você pode imaginar que, da forma como construímos agora, seria uma massa de aço corrosivo naquela época”, explicou Jackson. Usando concreto romano, por outro lado, a construção poderia se fortalecer com o tempo, o que significa que poderia durar séculos.

13. A pesquisa sobre o concreto romano continua hoje

Embora a pesquisa de Jackson e outros tenha servido para responder a muitas perguntas sobre as propriedades do concreto romano, muito ainda não se sabe sobre como esse material muda ao longo dos longos períodos de tempo em que sobreviveu.

“Acho que [a pesquisa] abre uma perspectiva completamente nova de como o concreto pode ser feito - que o que consideramos processos de corrosão pode, na verdade, produzir cimento mineral extremamente benéfico e levar a uma resiliência contínua, de fato, talvez reforçada a resiliência com o tempo”, Jackson explicou.

“Os romanos estavam preocupados com isso. Se vamos construir no mar, devemos nos preocupar com isso também. "

Hoje, inúmeros aquedutos, pontes, cais e outros edifícios antigos ainda existem, mostrando-nos o legado duradouro do Antigo Império Romano - e um império construído sobre as mais robustas fundações de concreto.


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