Hormigón romano

El hormigón romano es un mortero de cal apisonado alrededor de piedras o trozos de ladrillo; en su forma más conocida, el mortero lleva ceniza volcánica. La ceniza lo hace fraguar incluso bajo el agua; con él se levantaron las bóvedas de Roma, sus puertos y la cúpula sin armadura del Panteón, todavía la mayor de su clase.

Qué es

El hormigón romano, opus caementicium, es una masa de fragmentos de piedra unidos por un mortero de cal que, en muchas obras romanas, llevaba ceniza volcánica. Los romanos llamaban caementa a esos fragmentos, palabra de la que viene «cemento». Desde el siglo II a. C. permitió levantar muros, bóvedas y cúpulas de un tamaño que la sillería sola no alcanzaba, con menos coste y con mano de obra menos especializada.

Dos cosas lo distinguen de un simple mortero de cal: la ceniza volcánica, que le permite endurecer incluso bajo el agua, y una forma de construir por capas de cascotes entre hojas de ladrillo o de piedra menuda.

Cómo funciona

Un horno de cal: la caliza se apila sobre un arco encima del fuego y sale convertida en cal viva blanca.

El aglomerante empieza siendo caliza. Cocida en un horno, desprende dióxido de carbono y se convierte en cal viva; con agua, la cal viva se hincha, se calienta y pasa a ser cal apagada. Un mortero de cal aérea pura endurece despacio, al recuperar el dióxido de carbono del aire, y sigue blando donde el aire no llega.

La ceniza volcánica lo resuelve. La del golfo de Nápoles, llamada puzolana por la ciudad de Pozzuoli, es rica en sílice y alúmina en forma vítrea y reactiva. Reacciona con la cal y el agua y forma nuevos minerales aglomerantes, así que el mortero endurece al reaccionar con el agua y no con el aire, incluso sumergido. Vitruvio, hacia el 25 a. C., señalaba que esa arena volcánica de los alrededores de Bayas y del Vesubio, mezclada con cal y cascotes, endurecía bajo el agua igual que en tierra.

Hormigón marino: se llenaban de mortero de ceniza y cascotes cajones de madera hincados en el mar.

Para los puertos, los constructores clavaban pilotes de madera en el fondo marino, los unían en un recinto y lo llenaban de mortero y trozos de toba directamente en el agua; Vitruvio describe también recintos que se achicaban antes de rellenarlos. Plinio el Viejo describía esos espigones como una sola masa de piedra, cada día más firme. En 2017, un equipo dirigido por la geóloga Marie Jackson mostró que el agua de mar disuelve poco a poco parte de la ceniza y que en sus poros crecen nuevos minerales, entre ellos la rara tobermorita alumínica y la phillipsita. Según el equipo, esos cristales entrelazados ayudan al hormigón a resistir la fisuración.

Los obreros levantaban el hormigón romano por capas. Extendían una capa de piedras del tamaño de un puño o de ladrillo roto, apisonaban mortero entre ellas y repetían la operación capa tras capa; el mortero llegaba al muro en cestos llevados a mano. Los paramentos de ladrillo o de pequeños sillarejos servían de encofrado perdido. Cada cierta altura, verdugadas de grandes ladrillos planos atravesaban el muro y ataban las dos hojas al núcleo.

Los grumos blancos son nódulos de cal. Donde una grieta cruza uno, el agua puede disolver la cal y volver a cerrar la grieta con calcita.

En 2023, un equipo del MIT dirigido por Admir Masic estudió los pequeños grumos blancos de cal que aparecen en el hormigón romano. Concluyó que los constructores añadían parte de la cal como cal viva, que calienta la mezcla al reaccionar. Los grumos hacen de reserva: cuando el agua entra en una grieta, disuelve cal de ellos y deposita carbonato cálcico que sella la abertura. El equipo fabricó después morteros de ensayo modernos con cal viva añadida, los agrietó e hizo pasar agua por ellos; según el informe del MIT, las grietas se cerraron en unas dos semanas, mientras que una muestra de control sin cal viva no se reparó.

El hormigón romano resiste menos a compresión que un hormigón moderno de cemento Portland y gana resistencia despacio. Los constructores lo tenían en cuenta: en el Panteón, arcos de ladrillo embebidos en los muros soportaban las cargas mientras el hormigón endurecía.

Cómo fabricarlo

Un pequeño bloque de prueba de unos 30 cm de largo basta para ver cómo se comporta el material. Considérelo solo una demostración, nunca un elemento portante. Use productos que se venden para trabajos de cal y restauración.

Reunir los materiales. Necesita cal hidratada en polvo, una puzolana natural u otra puzolana de las que se venden para morteros de cal, y árido: ladrillo roto o piedras limpias, del tamaño de una nuez al de un huevo. Use guantes y gafas desde el principio, trabaje en un lugar bien ventilado y evite levantar polvo.

Amasar el mortero. Use las proporciones en volumen que el proveedor de la puzolana indique para cal hidratada. Póngase una mascarilla filtrante bien ajustada, como piden las fichas de seguridad, y mezcle los polvos en seco. Añada agua poco a poco hasta que el mortero quede firme y pegajoso, no líquido.

Levantar las hojas. Humedezca antes los ladrillos y el árido de ladrillo, sin dejar agua encharcada, para que no le roben el agua al mortero fresco. Construya dos hojas cortas y delgadas de ladrillo con mortero de cal, un palmo de altura cada vez. Hacen de encofrado y se quedan en su sitio.

Rellenar el núcleo. Extienda una capa de mortero entre las hojas, hunda en ella el árido y luego apisone más mortero en los huecos con un pisón de madera hasta que no quede ninguno. Trabaje en capas de unos 6 a 8 cm, para que el mortero envuelva cada pieza, y termine con una hilada de ladrillos planos que atraviese todo el bloque.

Dejarlo curar despacio. Mantenga la obra húmeda y a la sombra al menos dos semanas, cubierta con sacos mojados, y protéjala de las heladas. La cal y la puzolana siguen ganando resistencia durante meses; rompa el bloque al cabo de unos meses para ver hasta dónde ha fraguado.

Seguridad. La cal es cáustica. Quema la piel y puede dejar ciego: use guantes, manga larga y gafas cerradas, aclare enseguida cualquier salpicadura con abundante agua limpia y acuda al médico si afecta a los ojos. Póngase una mascarilla filtrante bien ajustada al verter o mezclar en seco la cal y la puzolana. No apague usted mismo cal viva ni intente la «mezcla en caliente» romana: la cal viva y el agua reaccionan con violencia, hierven y salpican. Esta mezcla casera no está ensayada: no la use para peldaños, muros ni nada que deba soportar una carga.

Historia y evolución

Los morteros de cal se usaban en el Mediterráneo mucho antes de Roma; los constructores romanos los convirtieron en un material estructural. El hormigón era de uso corriente hacia el 150 a. C., y algunos investigadores sitúan sus comienzos un siglo antes. El hormigón que fragua bajo el agua se desarrolló probablemente en torno al golfo de Nápoles, de donde procede la ceniza, antes de finales del siglo II a. C.; qué obras portuarias conservadas son las más antiguas es objeto de debate.

En época imperial sostuvo la mayoría de los grandes edificios. El puerto de Herodes en Cesarea, construido desde hacia el 22 a. C., se hizo con ceniza traída de Italia. El Panteón, reconstruido bajo Adriano aproximadamente entre los años 117 y 125 d. C., tiene una cúpula de 43,3 m de diámetro con una abertura redonda de unos 9 m en lo alto. Sus muros tienen cerca de 6 m de grosor, y el árido pasa del pesado travertino de los cimientos a la toba y el ladrillo, y a la ligera piedra pómez con toba en la parte alta de la cúpula. Sigue siendo la mayor cúpula de hormigón sin armar del mundo.

Tras la caída del Imperio de Occidente, la gran construcción en hormigón se volvió rara y el mortero de cal volvió a servir sobre todo para unir la fábrica. El hormigón moderno, de cemento Portland y a menudo armado con acero, fragua antes y es más resistente, pero en el agua de mar puede agrietarse, y su acero corroerse, en pocas décadas si está mal hecho o mal protegido. Hoy se estudian los testigos de los puertos romanos y los nódulos de cal para lograr hormigones más duraderos y que emitan menos dióxido de carbono.