Betão romano

O betão romano é uma argamassa de cal calcada à volta de pedras ou pedaços de tijolo; na sua forma mais conhecida, a argamassa leva cinza vulcânica. A cinza fá-lo endurecer mesmo debaixo de água; com ele se ergueram as abóbadas de Roma, os seus portos e a cúpula sem armadura do Panteão, ainda hoje a maior do género.

O que é

O betão romano, opus caementicium, é uma massa de fragmentos de pedra ligados por uma argamassa de cal que, em muitas obras romanas, levava cinza vulcânica. Os romanos chamavam caementa a esses fragmentos, palavra de onde vem «cimento». A partir do século II a.C., permitiu erguer muros, abóbadas e cúpulas de uma dimensão que a cantaria sozinha não alcançava, com menor custo e mão de obra menos especializada.

Duas coisas o distinguem de uma simples argamassa de cal: a cinza vulcânica, que lhe permite endurecer mesmo debaixo de água, e uma maneira de construir por camadas de entulho entre paramentos de tijolo ou de pedra miúda.

Como funciona

Um forno de cal: o calcário é empilhado sobre um arco por cima do fogo e sai transformado em cal viva branca.

O ligante começa por ser calcário. Cozido num forno, liberta dióxido de carbono e transforma-se em cal viva; com água, a cal viva incha, aquece e torna-se cal apagada. Uma argamassa só de cal aérea endurece devagar, ao recuperar o dióxido de carbono do ar, e fica mole onde o ar não chega.

A cinza vulcânica resolve isso. A do golfo de Nápoles, chamada pozolana por causa da cidade de Pozzuoli, é rica em sílica e alumina sob uma forma vítrea e reativa. Reage com a cal e a água e forma novos minerais ligantes, de modo que a argamassa endurece ao reagir com a água e não com o ar, mesmo submersa. Vitrúvio, por volta de 25 a.C., notava que esta areia vulcânica dos arredores de Baias e do Vesúvio, misturada com cal e entulho, endurecia debaixo de água tal como em terra.

Betão marinho: enchiam-se de argamassa de cinza e entulho caixões de madeira cravados no mar.

Para os portos, os construtores cravavam estacas de madeira no fundo do mar, uniam-nas num recinto e enchiam-no de argamassa e blocos de tufo diretamente na água; Vitrúvio descreve também recintos esgotados antes do enchimento. Plínio, o Velho, descrevia esses molhes como uma só massa de pedra, cada dia mais firme. Em 2017, uma equipa dirigida pela geóloga Marie Jackson mostrou que a água do mar dissolve lentamente parte da cinza e que nos seus poros crescem novos minerais, entre eles a rara tobermorite aluminosa e a phillipsite. Segundo a equipa, estes cristais entrelaçados ajudam o betão a resistir à fissuração.

Os operários erguiam o betão romano por camadas. Espalhavam uma camada de pedras do tamanho de um punho ou de tijolo partido, calcavam argamassa entre elas e repetiam camada após camada; a argamassa chegava ao muro em cestos levados à mão. Os paramentos de tijolo ou de pequenas pedras aparelhadas serviam de cofragem perdida. A intervalos regulares, fiadas de grandes tijoleiras planas atravessavam o muro e ligavam os paramentos ao núcleo.

Os grumos brancos são nódulos de cal. Onde uma fissura atravessa um deles, a água pode dissolver a cal e voltar a fechar a fissura com calcite.

Em 2023, uma equipa do MIT dirigida por Admir Masic estudou os pequenos grumos brancos de cal que aparecem no betão romano. Concluiu que os construtores juntavam parte da cal sob a forma de cal viva, que aquece a mistura ao reagir. Os grumos funcionam como reserva: quando a água entra numa fissura, dissolve cal deles e deposita carbonato de cálcio que veda a abertura. A equipa fez depois argamassas de ensaio modernas com cal viva adicionada, fissurou-as e fez passar água por elas; segundo o relato do MIT, as fissuras fecharam-se em cerca de duas semanas, enquanto uma amostra de controlo sem cal viva não se reparou.

O betão romano resiste menos à compressão do que um betão moderno de cimento Portland e ganha resistência devagar. Os construtores contavam com isso: no Panteão, arcos de tijolo embebidos nas paredes suportavam as cargas enquanto o betão endurecia.

Como construir

Um pequeno bloco de ensaio com cerca de 30 cm de comprimento chega para ver como o material se comporta. Trate-o apenas como demonstração, nunca como elemento estrutural. Use produtos vendidos para trabalhos de cal e restauro.

Reunir os materiais. Precisa de cal hidratada em pó, pozolana natural ou outra pozolana vendida para argamassas de cal, e agregado: tijolo partido ou pedras limpas, do tamanho de uma noz ao de um ovo. Use luvas e óculos desde o início, trabalhe num local bem ventilado e evite levantar pó.

Amassar a argamassa. Use as proporções em volume que o fornecedor da pozolana indicar para cal hidratada. Ponha uma máscara filtrante bem ajustada, como exigem as fichas de segurança, e misture os pós a seco. Junte água aos poucos até a argamassa ficar firme e pegajosa, não líquida.

Levantar os paramentos. Humedeça antes os tijolos e o agregado de tijolo, sem deixar água à superfície, para que não roubem a água à argamassa fresca. Assente dois paramentos curtos e finos de tijolo com argamassa de cal, um palmo de altura de cada vez. Servem de cofragem e ficam no lugar.

Encher o núcleo. Espalhe uma camada de argamassa entre os paramentos, enterre nela o agregado e depois calque mais argamassa nos vazios com um maço de madeira até não sobrar nenhum. Trabalhe em camadas de cerca de 6 a 8 cm, para que a argamassa envolva cada pedaço, e termine com uma fiada de tijoleiras planas que atravesse todo o bloco.

Deixar curar devagar. Mantenha a obra húmida e à sombra durante pelo menos duas semanas, coberta com serapilheira molhada, e proteja-a da geada. A cal e a pozolana continuam a ganhar resistência durante meses; parta o bloco ao fim de alguns meses para ver até onde ganhou presa.

Segurança. A cal é cáustica. Queima a pele e pode cegar: use luvas, mangas compridas e óculos estanques, lave logo qualquer salpico com muita água limpa e procure assistência médica se atingir os olhos. Use uma máscara filtrante bem ajustada ao despejar ou misturar a seco cal e pozolana. Não apague cal viva por conta própria nem tente a «mistura a quente» romana: a cal viva e a água reagem com violência, fervem e salpicam. Esta mistura caseira não foi ensaiada: não a use em degraus, muros ou em nada que tenha de suportar uma carga.

História e evolução

As argamassas de cal usavam-se no Mediterrâneo muito antes de Roma; os construtores romanos fizeram delas um material estrutural. O betão era de uso corrente por volta de 150 a.C., e alguns investigadores situam o seu início um século antes. O betão que ganha presa debaixo de água terá sido desenvolvido à volta do golfo de Nápoles, de onde vem a cinza, antes do fim do século II a.C.; quais as obras portuárias conservadas mais antigas é tema de debate.

No tempo do Império, sustentou a maior parte dos grandes edifícios. O porto de Herodes em Cesareia, construído a partir de cerca de 22 a.C., foi feito com cinza enviada de Itália. O Panteão, reconstruído no tempo de Adriano entre cerca de 117 e 125 d.C., tem uma cúpula de 43,3 m de diâmetro com uma abertura redonda de cerca de 9 m no topo. As paredes têm cerca de 6 m de espessura, e o agregado passa do pesado travertino das fundações ao tufo e ao tijolo, e à leve pedra-pomes com tufo na parte alta da cúpula. Continua a ser a maior cúpula de betão não armado do mundo.

Depois da queda do Império do Ocidente, a grande construção em betão tornou-se rara e a argamassa de cal voltou sobretudo a ligar alvenarias. O betão moderno, de cimento Portland e muitas vezes armado com aço, ganha presa mais depressa e é mais resistente, mas na água do mar pode fissurar, e o seu aço corroer, em poucas décadas se for mal feito ou mal protegido. Hoje estudam-se as carotes dos portos romanos e os nódulos de cal para obter betões mais duradouros e que emitam menos dióxido de carbono.