Entre os muitos locais turísticos famosos de Roma, há um mausoléu impressionante de 2.000 anos ao longo da Via Appia conhecido como o Tumba de Cecilia Metella, nobre viveu no primeiro século DC. Lord Byron estava entre aqueles que se maravilharam com o Templo, até mesmo referindo-se a ele em seu poema épico A peregrinação do filho Harold (1812-1818). Os cientistas já analisaram amostras de concreto antigo usado para construir a tumba e descreveram suas descobertas em um publicou um artigo em outubro no Journal of the American Ceramic Society.

“A construção deste monumento e marco inovador e muito poderoso na Via Appia Antica indica que [Caecilia Metella] Ele era muito respeitado, ” A co-autora Mary Jackson disse:, geofísico em Universidade de Utah. “A textura do concreto após 2050 anos reflete uma presença forte e resiliente.”

como hoje cimento Portland (componente essencial do concreto moderno), antigo concreto romano Era basicamente uma mistura de lama semilíquida e agregado. O cimento Portland é geralmente feito aquecendo calcário e argila (bem como arenito, cinza, giz e ferro) em um forno. O clínquer resultante é então moído até um pó fino, adicionando apenas um toque de gesso – quanto mais alto, melhor para se obter uma superfície lisa e plana. Mas o agregado usado para fazer o concreto romano eram pedaços de pedra ou tijolos do tamanho de um punho

em sua tese arquitetura (cerca de 30 DC), arquiteto e engenheiro romano Vitruvius Ele escreveu sobre como construir paredes de concreto para estruturas funerárias que poderiam durar muito tempo sem cair em ruínas. Ele recomendou que as paredes tivessem pelo menos 60 centímetros de espessura, feitas de “pedra vermelha quadrada ou de tijolo ou lava dispostos em camadas”. Agregados de tijolos ou rochas ígneas devem ser ligados com uma lama consistindo de cal apagada e fragmentos porosos de vidro e cristais de erupções vulcânicas (conhecidas como tefra vulcânica).

Jackson havia estudado as propriedades incomuns do concreto romano antigo por muitos anos. Por exemplo, ela e muitos colegas analisou A argamassa utilizada no concreto de que é composta Mercados de Trajano, construído entre 100 e 110 DC (provavelmente o centro comercial mais antigo do mundo). Eles estavam particularmente interessados ​​na “cola” usada na fase de ligação do material: hidrato de silicato de cálcio-alumínio (CASH), reforçado com cristais de Stratlingette. Eles descobriram que os cristais de strattlegate impediram a formação e propagação de microfissuras na pasta, o que pode levar a fraturas maiores nas estruturas.

Em 2017, Jackson foi coautor papel Análise da forma de concreto das ruínas de paredões ao longo da costa mediterrânea da Itália, que por dois mil anos resistiram ao severo ambiente marinho. As constantes ondas de água salgada batendo nas paredes há muito tempo transformavam as modernas paredes de concreto em ruínas, mas as muralhas romanas parecem ter ficado mais fortes.

Jackson e seus colegas descobriram que o segredo de sua longevidade era uma receita especial, envolvendo uma mistura de cristais raros e um metal poroso. Especificamente, a exposição à água do mar desencadeou reações químicas dentro do concreto, causando a formação de cristais de tobermorita de alumínio a partir da filipsita, um mineral comum encontrado nas cinzas vulcânicas. Os cristais são fixados na rocha, o que mais uma vez evita a formação e disseminação de fissuras que teriam enfraquecido as estruturas.

Portanto, Jackson ficou naturalmente fascinado pela Caecilia Metella, que é amplamente considerada um dos monumentos mais bem preservados da Via Ápia. Jackson visitou o cemitério em junho de 2006, quando pegou pequenas amostras de argamassa para análise. Embora o dia de sua visita tenha sido muito quente, ela lembra que assim que entrou no corredor do santuário, o ar estava extremamente frio e úmido. “Estava muito calmo, exceto pela vibração do pombo no centro aberto da estrutura circular,” Jackson disse.

Quase nada se sabe sobre Lady Caecilia Metella, a nobre cujos restos mortais foram enterrados no túmulo, exceto que ela era filha de um cônsul romano, Quintus Caecilius Metellus Creticus. casou-se Marcus Licinius Crassus, pai de (do mesmo nome) fazia parte de primeiro trio, com Júlio César E Pompéia a Grande. Provavelmente era o filho dela – também chamado Marcus Licinius Crassus, Por que é fácil para os historiadores rastrear a linhagem da família? – que ordenou a construção do santuário, que provavelmente foi erguido na ocasião entre 30 e 10 AC.

O sarcófago de mármore no Palazzo Farnese supostamente pertence ao túmulo de Caecilia Metella, mas pode não ter sido dos nobres, pois data de entre 180 e 190 DC. Além disso, a cremação era uma das tradições funerárias mais comuns na época da morte da senhora e, portanto, os historiadores acreditam que o túmulo de Silla pode ter contido uma urna funerária, em vez de algum tipo de sarcófago de pedra.

A estrutura da tumba em si é de grande interesse para estudiosos como Jackson e seus colegas. O santuário está localizado no topo de uma colina. Há uma rotunda cilíndrica no topo de uma plataforma quadrada, com um castelo anexado na parte traseira que foi construído em algum momento do século XIV. Na parte externa há uma placa com a inscrição “Para Caecilia Metella, filha de Quintus Creticus [and wife] Crasso “.

A fundação é parcialmente construída sobre ele rocha de tufo (cinza vulcânica que foi comprimida sob pressão) e rochas de lava do fluxo antigo que cobriu a área cerca de 260.000 anos atrás. Tanto a plataforma quanto a rotunda consistem em várias camadas de concreto espesso, cercadas por blocos de calcário como uma estrutura, enquanto as camadas de concreto se formam e se solidificam. As paredes da torre têm 7 metros de espessura. Originalmente, teria havido um monte cônico de barro no topo, mas foi mais tarde substituído por muralhas medievais.

Para dar uma olhada mais de perto na microestrutura da argamassa, Jackson se juntou aos colegas do MIT Linda Seymour e Admir Masek, bem como Nobumichi Tamura do Laboratório Lawrence Berkeley. Tamura analisou amostras em fonte de luz avançada, que os ajudou a identificar e direcionar os diversos minerais presentes nas amostras. A linha de feixe ALS produz raios-X poderosos de tamanho mícron, que podem penetrar em toda a espessura das amostras, em Tamura. A equipe também fotografou as amostras com um microscópio eletrônico de varredura.

Eles descobriram que a argamassa da tumba é semelhante à usada nas paredes da sepultura Mercados de Trajano: Tefra vulcânica de Pozzolane Rosse fluxo de lava, amarra grandes pedaços de tijolo e lava. No entanto, a tefra usada na pasta da tumba contém uma grande quantidade de leucita rica em potássio. Ao longo dos séculos, a água da chuva e da água subterrânea vazou pelas paredes da tumba, dissolvendo a leucita e liberando potássio. Isso seria um desastre no concreto moderno, resultando em microfissuras e séria deterioração estrutural.

Obviamente, isso não aconteceu com o túmulo. mas por que? Jackson e outros. Ele determinou que o potássio na argamassa se dissolvia por sua vez e reconstituía efetivamente a fase de ligação ao CASH. Algumas partes permaneceram intactas mesmo depois de mais de 2.000 anos, enquanto outras pareciam mais suaves e mostravam alguns sinais de clivagem. Na verdade, a estrutura é um tanto semelhante à dos nanocristais.

“Acontece que as camadas intermediárias no concreto romano antigo da necrópole de Caecilia Metella estão em constante evolução por meio de reconstruções de longo prazo,” Mask disse. “Essas reconstruções fortalecem as regiões interfaciais e provavelmente contribuem para melhorar o desempenho mecânico e a resistência à falha de materiais mais antigos.”

Quanto mais os cientistas aprendessem sobre a composição exata dos minerais e compostos usados ​​no concreto romano, mais perto eles estariam de serem capazes de reproduzir essas qualidades no concreto hoje – como encontrar um substituto adequado (como cinza volante de carvão) para o extremamente rochas ígneas raras que os romanos usavam. Isso pode reduzir as emissões de energia da produção de concreto em até 85 por cento e melhorar muito a vida útil das estruturas de concreto modernas.

“O foco no projeto de concreto moderno com camadas intercalares continuamente reforçadas pode nos fornecer outra estratégia para melhorar a durabilidade dos materiais de construção modernos,” Mask disse. “Fazer isso incorporando a comprovada ‘sabedoria romana’ fornece uma estratégia sustentável que irá melhorar a continuidade de nossas soluções modernas em ordens de magnitude.”

DOI: Journal of the American Ceramic Society, 2021. 10.1111 / Jess .18133 (Sobre DOIs)