Cemento romano: un materiale a prova di “onda”

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cemento romano

Il cemento romano ha dimostrato di possedere una straordinaria durevolezza e resistenza arrivando fino a noi intatto anche in caso di edifici o strutture costruiti a contatto con l’acqua di mare, elemento che in alcuni decenni, invece, rovina inevitabilmente le strutture moderne.

Che differenze ci sono fra il cemento romano (utilizzato dagli antichi romani) e quello che usiamo ai giorni nostri?

Il calcestruzzo moderno è un composto costituito da una miscela di cemento, acqua e aggregati di varie pezzature che devono rimanere inerti per evitare una reazione alcali-silice che, nel lungo termine, finisce col fratturare il calcestruzzo. Il cemento romano era invece costituito da una malta prodotta mescolando cenere vulcanica con calce viva in cui poi venivano incorporate delle rocce. L’idea di produrlo in questo modo molto probabilmente venne suggerita agli antichi romani dall’osservazione del tufo che deriva da ceneri vulcaniche cementate naturalmente.

Qual è quindi il segreto della millenaria durevolezza del cemento di epoca romana? Se lo sono chiesti la geologa dell’Università dello Utah Marie Jackson ed il suo team di ricerca che hanno effettuato un approfondito studio dei minerali e della struttura a microscala di questo materiale da costruzione. L’interesse della Jackson su questo tema è stato risvegliato da un’osservazione di Plinio il Vecchio nella sua Naturalis Historia del 77 d.C. dove descriveva che le strutture  dei porti romani, continuamente esposte alle onde del mare, diventavano ogni giorno sempre più robuste, come se fossero una singola massa di roccia. Questa osservazione dello studioso romano e l’osservazione diretta di strutture romane, durante il suo anno sabbatico a Roma, hanno fatto nascere nella studiosa americana  il desiderio di voler dare una risposta al quesito “come hanno fatto questi materiali a diventare una singola massa di roccia?”.

Il risultato della ricerca, pubblicato sulla rivista “American Mineralogist”, indica che la soluzione dell’enigma risiederebbe in una reazione chimica che coinvolge i minerali contenuti nel cemento. Un primo dato importante per arrivare a questa scoperta è stato ricavato grazie a carotaggi del cemento di alcuni porti romani effettuati tra il 2002 e il 2009 nell’ambito del progetto ROMACONS. Le analisi infatti hanno rivelato la presenza di tobermorite alluminosa sviluppatosi dalla phillipsite quando l’acqua di mare ha bagnato il cemento rendendolo più alcalino. Si tratta di un evento molto raro sulla Terra, questa cristallizzazione è stata osservata solo in posti come il vulcano Surtsey in Islanda e in laboratorio Jackson e il suo team sono riusciti a ottenerlo solo in quantità limitate. Secondo le conclusioni del team di ricerca l’acqua marina penetrando nei pontili e nei frangiflutti in cemento, dissolveva gli elementi costitutivi della cenere vulcanica e permetteva la crescita di nuovi minerali, tra cui la tobermorite alluminosa e la phillipsite. In particolare la tobermorite alluminosa ha una composizione ricca di silice e forma cristalli simili a quelli delle rocce vulcaniche, la cui forma stratificata rinforza la matrice del cemento. L’interconnessione di questi diversi strati ha come esito finale l’aumento della resistenza del materiale alla frattura.

Questa scoperta, oltre a permetterci di comprendere meglio un aspetto della cultura e della vita romana, può avere ricadute positive anche per la vita moderna in quanto si sta già pensando di utilizzare la miscela romana in costruzioni moderne che dovranno stare a contatto con l’acqua di mare, in modo che possano durare anche loro tanto quanto le strutture antiche dei nostri antenati.

(di Camilla Rinaldi)

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