O segredob et 365como os monumentosb et 365Roma permanecemb et 365pé:b et 365

O nome Panteão (Pantheon), que combina as palavras gregas relativas a "todos" e "deuses", sugere uma função religiosa, mas alguns historiadores acreditam que o monumento foi construído sobretudo para homenagear os imperadores romanos.

Apesar da ação do tempo, a icônica meia-esfera permanece intacta e ainda é a maior cúpulab et 365concreto não reforçado do mundo.

Quando se tratavab et 365construções grandiosas, os romanos sabiam claramente o que estavam fazendo.

Quase 2.000 anos depoisb et 365terem sido construídas, estas duas estruturas enormes e tecnicamente surpreendentes resistiram a terremotos, inundações e conflitos militares, durando muito mais do que o império que as gerou e se tornando a personificação física da influência duradoura da cultura romanab et 365todo o mundo.

Mas como a Roma antiga foi capazb et 365desenvolver uma arquitetura tão monumental e resistente naquela época?

Engenheiros e cientistasb et 365materiais ainda hoje estudam as estruturas romanas, e dizem que o segredo é a junçãob et 365um projeto engenhoso com uma receita inovadorab et 365concreto, um material extremamente resistente e adaptável que ainda é usadob et 365todo o mundo.

Embora os romanos não tenham inventado o concreto, certamente o colocaramb et 365outro patamar.

Despejar concreto permitiu aos arquitetos romanos alcançar praticamente qualquer forma que pudessem imaginar, limitadas apenas porb et 365capacidadeb et 365construir as formasb et 365madeira necessárias para moldar a pasta rochosa.

Mas os arcos, abóbadas e cúpulas que são a marca registradab et 365construções romanas não eram apenas enfeites. As maiores expressões das construções do Império Romano confrontam os visitantes modernos com uma "abordagemb et 365engenharia", diz Renato Perucchio, engenheiro mecânico da Universidadeb et 365Rochesterb et 365Nova York, nos EUA.

"Os romanos realizaram análises sofisticadas que os levaram a esses projetos, que foram então expressos por meiob et 365um processob et 365construção extremamente cuidadoso."

O concreto que mantinha as estruturasb et 365pé também era único e levado profundamenteb et 365consideração. Ele usava uma receita diferente do concreto moderno, e os pesquisadores que estudam esse material antigo dizem que seus ingredientes parecem conferir uma resistência fenomenal à degradação.

Hoje, a maior parte do concreto é feita a partirb et 365cimento Portland — uma combinaçãob et 365areiab et 365sílica, calcário, argila, giz e outros minerais que é levada ao forno a uma temperaturab et 365cercab et 3652.000°C e trituradab et 365um pó fino — e pedaçosb et 365pedra ou areia chamados agregados.

Misturar os agregados, que variamb et 365tamanho (desde areia e cascalho a pequenos pedaçosb et 365pedra), com o cimento torna o concreto resultante mais resistente e economiza cimento.

Finalmente, adicionar água à misturab et 365concreto desencadeia uma reação química no cimento que une estes elementos.

Na maioria das vezes, os agregados do concreto moderno são cuidadosamente escolhidos para serem o mais quimicamente inertes possível. A ideia é evitar subprodutos indesejados depois que a reação inicial for concluída, uma vez que quaisquer reações adicionais no futuro geralmente racham ou enfraquecem o concreto.

Pra resolver a fragilidade do concreto hoje, o mais comum é o usob et 365concreto armado, como é chamado o concreto reforçado com estruturasb et 365açob et 365seu interior. Mas os romanos não faziam usob et 365reforços internos como os do concreto armado.

O concreto romano é uma mistura mais simplesb et 365cal virgem a partir do cozimento e trituraçãob et 365rochas calcárias e, mais importante, agregadosb et 365rocha vulcânicab et 365vários tipos, abundantes na região ao redorb et 365Roma.

Em comparação com os agregados usados ​​no concreto moderno, estes materiais vulcânicos utilizados ​​pelos romanos são altamente reativos, e o concreto resultante permanece quimicamente ativo por séculos depois que endurece.

"Os cimentos Portland hojeb et 365dia não são destinados a mudar quimicamente e, se mudarem, geralmente isso vai ter um efeito negativo", diz Marie Jackson, geóloga da Universidadeb et 365Utah, nos EUA, que estuda o concreto romano há décadas.

"Os romanos queriam que seu concreto reagisse. Eles escolheram um agregado que continuaria a participar dos processos do concreto ao longo do tempo."

Ao contrário do concreto moderno, esta reatividade contínua permite que o concreto romano se torne mais resistente com o tempo.

Estas reações químicasb et 365longo prazo podem servir para reforçar pequenas rachaduras que costumam se formar entre os pedaçosb et 365agregado e o cimentob et 365ligação e evitar que elas se propaguem.

Essa capacidade regenerativa, viabilizada pelos minerais vulcânicos reativos, é o que confere a extraordinária capacidadeb et 365resistência do concreto romano.

"Claro, podemos produzir concreto com maior resistência à tração hoje, mas e daí?" diz Perucchio. "A construção modernab et 365concreto pode durar 100 anos com manutenção, mas algumas estruturas romanas sobreviveram por mil anos ou mais essencialmente sem supervisão."

Embora os pesquisadores tenham suspeitado por muitos anos que era a adiçãob et 365minerais vulcânicos que oferecia ao concreto romanob et 365resistência, sób et 3652014 que Jackson e outros pesquisadores descobriram a química precisa envolvida.

Em seu estudo, eles testaram uma misturab et 365concreto com base na que foi usada na construção do Mercadob et 365Trajano,b et 365Roma, e observaram o crescimentob et 365cristaisb et 365um mineral chamado estratlingita nas chamadas "zonas interfaciais", entre os pedaçosb et 365rocha vulcânica e o cimento que mantém a mistura unida.

Estes cristais serviram para reforçar essas zonas interfaciais, que são normalmente o elo mais fracob et 365concretos feitos a partir do cimento Portland, tornando o concreto romano mais resistente a rachaduras.

Recentemente, um novo estudob et 365Jackson e outros pesquisadores, publicadob et 3652021, sugere que os cristaisb et 365estratlingita não são o único subproduto da reatividade contínua do concreto antigo que o mantém forte.

A equipe analisou uma amostrab et 365concreto da tumba cilíndricab et 36521mb et 365alturab et 365uma nobre romana chamada Caecilia Metella, construída por voltab et 36530 a.C. pertob et 365uma antiga estrada romana conhecida como Via Ápia.

Este concreto, descobriu-se, havia sido feito com rochas vulcânicas que continham um alto teorb et 365um mineral ricob et 365potássio chamado leucita. Ao longo dos 2.000 anos após a construção da tumba, a chuva e a água subterrânea se infiltraram nas paredes da sepultura e dissolveram a leucita, liberando seu potássio no concreto.

No concreto moderno, a inundação com potássio provocaria a formaçãob et 365um gel expansivo e causaria rachaduras e deterioração.

Mas Jackson e seus colegas descobriram que os minerais vulcânicos reativos no concreto romano promoveram um resultado diferente. O potássio dissolvido acabou reconfigurando a química da "cola" que forma a espinha dorsal do concreto endurecido, que manteve e reforçou a resistência do material, apesarb et 365conter significativamente menos estratlingita do que a equipe observou no concreto do Mercadob et 365Trajano.

Linda Seymour, que trabalhou no estudo enquanto concluía seu doutorado no Institutob et 365Tecnologiab et 365Massachusetts (MIT, na siglab et 365inglês), nos EUA, diz que o motivo da longevidade do concreto romano parecer ter uma explicação ligeiramente diferente nestes dois contextos se deveb et 365parte ao fato "que essas estruturas estavamb et 365ambientes diferentes, o que resultoub et 365diferentes processos químicos".

Segundo ela, as diferenças também podem ser explicadas "pelas composições químicas dos agregados usados ​​pelos romanos — mas o pontob et 365comum é esta reatividade contínua que resultab et 365uma reconfiguração não prejudicial do concreto ao longo do tempo".

A diversidade química do concreto romano provavelmente significa que nem tudo que eles tentaram funcionou igualmente bem, mas no Coliseu e no Panteão temos dois testemunhos irrefutáveis ​​do sucesso do material.

No Coliseu, o concreto não é necessariamente a estrela principal, mas desempenhou um papel fundamental na sobrevivência da arena.

O material mais proeminente no Coliseu é o calcário travertino, mas o concreto é o que mantém os vários arcos icônicos do anfiteatrob et 365pé.

No entanto, talvez a contribuição mais significativab et 365concreto para a longevidade do Coliseu não esteja ao alcance dos olhos.

"Você não pode ver como turista, mas a razão pela qual o Coliseu ainda estáb et 365pé é por causab et 365sua fundaçãob et 365concreto incrivelmente robusta", explica Jackson.

Sua baseb et 365concreto é preenchida com agregadob et 365rochab et 365lava densa e pesada e tem 12 mb et 365espessura, acrescenta ela.

Sem um material tão forte e duradouro emb et 365fundação, o Coliseu teria sido reduzido inteiramente a escombros pelos terremotos da região.

Cúpula do Panteão

Nenhuma visita a Roma estaria completa sem uma visita ao Coliseu, mas para quem busca o ponto alto da construçãob et 365concreto no mundo antigo, Perucchio diz que a cúpula não reforçada do Panteão é obrigatória.

Dentro da redoma do Panteão, a distância do chão até o topo da cúpula é praticamente idêntica ao diâmetrob et 36543 m da cúpula, convidando qualquer pessoa que esteja lá dentro a imaginar a esfera enorme e perfeita que poderia ser alojadab et 365seu interior.

Perucchio afirma que se um arquiteto tentasse construir o Panteão hoje, o projeto seria negado porque sem reforço, como as barrasb et 365aço comumente usadasb et 365estruturasb et 365concreto modernas (que formam o concreto armado), a cúpula violaria o códigob et 365engenharia civil moderna.

"A cúpula cria tensõesb et 365tração muito altas, mas estáb et 365pé há 19 séculos", diz Perucchio.

"A partir disto, você pode tirar duas conclusões: ou a gravidade funcionavab et 365maneira diferente na época romana; ou existe um conhecimento que perdemos", diz brincando.

Fora a química únicab et 365seu concreto, os arquitetos romanos por trás do Panteão empregaram inúmeros truques para alcançar seu objetivo.

Dois destes truques visavam tornar as paredes da cúpula o mais leves possível.

Durante a construção, o concreto que forma o teto semiesférico do monumento teve que ser despejado da base até o topob et 365moldesb et 365madeira que formavam anéis concêntricos sucessivos.

Mas para aliviar as elevadas tensõesb et 365tração mencionadas por Perucchio, os construtores usaram rochas vulcânicas progressivamente mais leves como agregados à medida que se aproximavam do ápice da cúpula, alémb et 365tornar as próprias paredes mais finas.

Na parte mais baixa e mais larga da cúpula, o concreto contém grandes blocosb et 365basalto pesado para conferir maior resistência e tem cercab et 3656 mb et 365espessura.

Em contrapartida, a última camada ao redor do óculo utiliza como agregado pedra-pome porosa, que é tão leve que flutua na água, e tem aproximadamente 2 mb et 365espessura.

O segundo truque pode ser vistob et 365todo interior da cúpula. O interior curvo do teto é coberto por painéis na formab et 365retângulos rebaixados. Estas figuras geométricas são hipnotizantes, mas não estão lá apenas pela estética.

Elas também reduziram a quantidadeb et 365concreto necessário para construir a cúpula, e a tornaram mais leve, o que diminuiu a tensão sobre os materiais.

"O Panteão é um lugar mágico", afirma Perucchio. "Já estive lá inúmeras vezes, mas todas as vezes sinto uma enorme admiração pela arquitetura e engenharia envolvida. Considero uma das estruturas mais extraordinariamente belas já construídas."

No Panteão, o concreto pode ter alcançadob et 365forma mais sublime — um livro sobre a estrutura o declara como o "triunfo do concreto" —, mas Admir Masic, cientistab et 365materiais do MIT e coautor do estudob et 3652021, afirma que no mundo moderno o concreto é "meio do mal", apesarb et 365todas as coisas úteis e bonitas que podem ser feitas com ele.

Isso porque a fabricação do cimento Portland que vai para o concretob et 365hoje é responsável por pelo menos 8% das emissões globaisb et 365carbono.

Masic e Jackson estão estudando o concreto romano com o objetivob et 365tornar o concretob et 365hoje mais ecológico.

A maior vantagem do concreto romano, segundo Masic, é que seu aglutinante à baseb et 365cal só precisa ser aquecido a cercab et 365900 °C, enquanto o cimento Portland precisab et 365uma temperaturab et 365aproximadamente 1.450°C.

Isso por si só significa que o concreto romano tem o potencialb et 365oferecer uma enorme redução na pegadab et 365carbono da produçãob et 365concreto. Mas Masic acrescenta que a longevidade do material também pode nos permitir substituir a infraestrutura com menos frequência.

"Imagine que a gente comece a construir infraestruturas que durem 500 anos,b et 365vezb et 365100 anos, e que adicionemos a propriedadeb et 365autorregeneração do concreto romano a cada projeto que fizermos", afirma Masic.

"Podemos vender menos concreto como resultado, mas esse é exatamente o problemab et 365nosso modo atualb et 365infraestrutura. Fazer as coisas durarem mais é talvez a maneira mais simplesb et 365melhorar a sustentabilidade."

Jackson e seus colaboradores estão trabalhandob et 365um estudo da Agência americanab et 365Projetosb et 365Pesquisa Avançadab et 365Energia (ARPA-E, na siglab et 365inglês) para desenvolver um concreto semelhante ao romano com o objetivob et 365reduzir potencialmenteb et 36585% as emissões associadas à produção e instalação do concreto e quadruplicarb et 365vida útil.

Entre os maiores obstáculos para uma adoção mais ampla da receita romana, estão o longo processob et 365cura — pode levar até seis meses para atingir a resistência total,b et 365comparação com os 28 dias do concreto padrão — e a resistência mais baixa (Perucchio diz que é cercab et 36510 vezes mais fraco que o concreto moderno), o que significa que pode falharb et 365algumas aplicações modernas pesadas.

Mas Masic observa que há maneirasb et 365acelerar a química envolvida no processob et 365cura do concreto romano.

Ele está trabalhandob et 365uma técnica que envolve a injeçãob et 365dióxidob et 365carbono no concreto romano, que pode permitir a cura da misturab et 365questãob et 365dias. "Não precisamos copiar exatamente o que os romanos fizeram", diz ele.

"Mas quando se tratab et 365tornar o concreto mais durável e sustentável, eles claramente têm algumas coisas a nos ensinar."

b et 365 Leia a íntegra desta reportagem b et 365 (em inglês) no site BBC Travel b et 365 .

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