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Cemento romano: svelato il segreto della sua durevolezza

A differenza dei conglomerati di oggi, in cui sono presenti materiali “inerti”, i cementi utilizzati dai romani erano “attivi” e sviluppavano reazioni chimiche che, grazie al sale dell'acqua di mare, con il passare del tempo erano in grado di rafforzare i manufatti

© J. P. Oleson
© J. P. Oleson
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Il segreto della millenaria durevolezza del cemento di epoca romana risiede in una reazione chimica che avviene in presenza dell’acqua di mare, che, legandosi con le ceneri di origine vulcanica particolarmente diffuse nell’Italia centrale, produce nuovi minerali in grado di rafforzarlo ulteriormente legandone le molecole.

Questa è la conclusione di una ricerca che darà ancora sviluppi, portata avanti dalla geologa Marie Jackson insieme a un gruppo di lavoro costituitosi presso l’Università dello Utah. L’interesse per lo studio di questa tecnica costruttiva e dei suoi materiali arriva alla ricercatrice dopo un anno sabbatico trascorso a Roma, dove ha avuto modo di entrare in contatto con un comportamento osservato già da Plinio il Vecchio nel suo “Naturalis Historia”, dove nota come i conglomerati cementizi, quelli sottomarini soprattutto, sottoposti all’azione costante dell’acqua di mare si rafforzino invece di disgregarsi, diventando blocchi sempre più monolitici.

Mentre il calcestruzzo che oggi conosciamo e utilizziamo da quasi centocinquant’anni è un composto costituto da una miscela di cemento (la tipologia Portland è la più importante e diffusa), acqua e aggregati di varie pezzature che devono rimanere inerti (e così sono chiamati), pena la rottura del conglomerato indurito, quello utilizzato dai romani, pozzolanico, era un mix attivo, e ancora in parte sconosciuto nelle proporzioni, tra un legante costituito da polvere vulcanica, argilla e acqua di mare e pezzi di roccia di origine vulcanica incorporati al suo interno.

È stato utilizzato per l’erezione di strutture terrestri come il Pantheon e la sua enorme cupola e per la realizzazione di opere sottomarine, a protezione dei porti e a servizio delle esigenze di navigazione e commerci, dove invece offre al meglio le sue caratteristiche.

Studi conclusi nel 2009, in cui sono stati analizzati i campioni provenienti da carotaggi effettuati in alcuni pezzi di conglomerati sotto il mare della Toscana (l’antico Portus Cosanus presso Ansedonia), hanno permesso di ricostruire la chimica alla base del processo: grazie all’acqua di mare e all’ambiente alcalino che crea, all’interno dei manufatti si formava infatti un minerale piuttosto raro, l’alluminio tobermorite, che si è dimostrato in grado di aumentare la resistenza alla frattura fragile e la durevolezza complessiva.

Questa scoperta aggiunge un nuovo tassello alla conoscenza delle tecniche costruttive e dei materiali dell’antichità, anche se il suo sfruttamento risulta oggi ancora difficile e richiederà ulteriori studi e ricerche che potrebbero richiedere molti anni (e anche investimenti dal ritorno sul medio periodo).

L’arrivo nel mondo delle costruzioni della sua versione moderna, in cui il conglomerato cementizio è affiancato dalla presenza del ferro che integra la sua resistenza a compressione con quelle a taglio, flessione e torsione, rivoluzionò completamente il modo di costruire, sia nell’architettura che nell’ingegneria. Senza le strutture a telaio teorizzate e realizzate da brevetti come quello di François Hennebique o le sperimentali architetture di Auguste Perret in architettura non ci sarebbe stato il movimento moderno, che dal punto di vista progettuale ha liberato le costruzioni dalle spesse murature che per secoli ne avevano determinato forme, ingombri e distribuzioni interne.

Non ci sarebbero stati nemmeno i cinque punti per una nuova architettura di Le Corbusier, allievo di Perret e autore di edifici che sono recentemente (e finalmente) diventati patrimonio dell’Umanità Unesco: nessuna struttura a telaio né pilotis (di fatto teorizzati già negli anni della prima mondiale nello schema della Maison Dom-ino), nessuna pianta e facciata libera, nessuna finestra a nastro e, con tutta probabilità, nessun tetto giardino, che necessita di coperture piane poco congeniali alle tecniche costruttive dell’architettura storica.

Senza calcestruzzo armato non ci sarebbe stato nemmeno lo stabilimento Fiat del Lingotto, icona dell’architettura contemporanea che nel suo telaio costituito da moduli cubici di 6 m di lato ha utilizzato il brevetto Hennebique di cui l’impresa torinese dell’ingegner Giovanni Porcheddu era licenziataria a scala nazionale.

Passando per le opere di Pier Luigi Nervi, si arriva ai giorni nostri quando, accanto alle architetture sempre più tecnologiche firmate, ad esempio, dallo studio di Zaha Hadid, sembra che il mondo, spinto dalla spasmodica ricerca di una sostenibilità spesso strumentalizzata e molto malintesa, stia cercando di affrancarsi dall’utilizzo del calcestruzzo armato, diventato un materiale troppo poco sostenibile di cui tuttavia non è ancora possibile fare a meno. E, onestamente, nemmeno ce lo si può auspicare. In questa direzione vanno, fra tutte, le ricerche del gruppo Italcementi, che nel suo iconico e griffato i.lab di Bergamo (progettato da Richard Meier) sta lavorando da anni alla costruzione di un nuovo futuro per un materiale le cui evoluzioni lo stanno portando ad essere esteticamente più bello, sostenibile ed ecologico.

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