Como o concreto romano resistiu por milênios? Pista foi encontrada em um banheiro de 1.900 anos

• Amostras de um banheiro coletivo de 1.900 anos na Vila de Adriano mostram que, além da reação pozolânica, a carbonatação de longo prazo também contribuiu para a durabilidade
• Quando o dióxido de carbono da atmosfera reage com compostos de cálcio no concreto, forma-se calcita dura, que preenche pequenas fissuras e poros
• A análise microscópica, por raios X e química de amostras coletadas sob os assentos do banheiro, que quase não sofreu restaurações ou modificações, confirmou a calcita como o principal aglomerante
• Se um estudo de 2023 tratou da autorreparação causada pela reação entre a água e os depósitos de cálcio remanescentes da cal virgem, este novo estudo reforça o papel central dos carbonatos
• Aplicar esse princípio de durabilidade à produção de concreto, responsável por cerca de 8% das emissões globais de dióxido de carbono, pode ajudar no desenvolvimento de materiais de construção mais duráveis e com menor impacto ambiental

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Análise de concreto preservado por 1.900 anos

• Na Itália, ainda existem edifícios, estradas e aquedutos de concreto que resistiram por cerca de 2.000 anos, enquanto o concreto moderno geralmente se deteriora em cerca de 100 anos
• Até agora, considerava-se que a reação pozolânica, na qual cinza vulcânica reage com cal e água, era o processo-chave por trás da longa vida útil do concreto romano
• Os pesquisadores investigaram um banheiro coletivo na Vila de Adriano, patrimônio mundial da UNESCO, localizada a cerca de 17 milhas a leste de Roma
  • Como quase não haveria motivo para restaurar um banheiro, o local ofereceu a oportunidade de estudar concreto em seu estado original, sem intervenção moderna
  • Foram coletadas amostras sob os assentos do banheiro e realizadas análises com microscopia de alto desempenho, varredura por raios X e composição química
• Como esperado, as amostras mostraram vestígios da combinação de cinza vulcânica, cal e água, mas a análise detalhada de poros e fissuras revelou que a calcita, composta por cálcio, carbono e oxigênio, era o principal aglomerante
• A carbonatação, processo em que o dióxido de carbono da atmosfera reage com compostos de cálcio no concreto, gera calcita rica em carbonato de cálcio
  • A calcita preenche pequenas fissuras e poros, fortalecendo a estrutura com o passar do tempo e selando áreas danificadas por conta própria
  • Os resultados foram publicados em 8 de julho na revista Science Advances

Princípio de autorreparação e potencial para o concreto moderno

• Um estudo de 2023 destacou os depósitos de cálcio deixados pela reação da cal virgem no processo de fabricação do concreto romano
  • Esses depósitos podem reagir com água, como a da chuva, e recristalizar, preenchendo fendas
• Os novos resultados reforçam a interpretação de que os carbonatos não são um componente secundário, mas um elemento central que atua de forma dinâmica dentro do concreto
• O concreto é um dos materiais mais consumidos do mundo e sua produção emite dióxido de carbono equivalente a cerca de 8% das emissões globais de gases de efeito estufa
• Segundo a ONU, cerca de metade dos edifícios que existirão em 2050 ainda não foi construída, por isso é importante desenvolver materiais de construção com baixa pegada de carbono
• Entender os princípios de carbonatação de longo prazo e vedação de fissuras do concreto romano pode ajudar no desenvolvimento de concretos para infraestrutura moderna com maior durabilidade e menor impacto ambiental

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Opiniões no Hacker News

• Para quem não está familiarizado, o segredo está no ciclo da cal: cal virgem (CaO), cal hidratada (Ca(OH)2) e calcário (CaCO3)
  Normalmente começa-se com cal virgem e, após a aplicação, os três materiais ficam misturados; ao longo de centenas de anos, expostos ao ar e à água da chuva, a maior parte se transforma em calcário. Essa transformação lenta autorregenera a alvenaria e a torna mais resistente com o tempo
  Quando a massa de cal entra em contato com umidade, fica tão alcalina que dificulta o crescimento de mofo, inibindo-o mesmo em ambientes úmidos
  Ao contrário do concreto à base de cimento Portland, a cal em si não é impermeável, mas acredita-se que o concreto romano misturado com cinzas ou cerâmica/olaria triturada adquiria impermeabilidade por meio da reação pozolânica, sendo usado em locais em contato com água
  A cal é encontrada em construções de alvenaria antigas em geral e tem excelente respirabilidade, trabalhabilidade e sustentabilidade, mas perdeu espaço para o cimento Portland por exigir manutenção. Para grandes estruturas, o concreto moderno é excelente, mas espero que a cal volte, ao menos nas áreas de massas e casas pequenas
  https://en.wikipedia.org/wiki/Lime_(material)
  https://en.wikipedia.org/wiki/Roman_concrete
  https://en.wikipedia.org/wiki/Pozzolanic_activity#Reaction

  • Não haveria uma forma de aproveitar essa propriedade e usar massa de cal em vez de rejunte no banheiro?
  • A afirmação de que concreto à base de cimento Portland é impermeável é claramente errada. Se fosse, não precisaríamos de selantes para concreto
  • Outro motivo central para hoje se preferir cimento Portland à cal é a velocidade de cura. A cal leva dias para endurecer, enquanto o cimento endurece mais rápido
  • Casas de tijolo da era vitoriana usam materiais à base de cal em tudo: argamassa entre os tijolos, reboco externo e reboco interno; a nossa casa também tem cerca de 140 anos
    A cal é flexível, então combina bem com essas casas que quase não têm fundação e estão sempre se movendo; também é respirável, reduz a umidade e melhora a qualidade do ar interno. Como leva dias a semanas para secar, em vez de algumas horas, dá mais trabalho, mas no longo prazo é um material muito superior para edifícios pequenos. Só que pode causar queimaduras se entrar em contato com a pele

• O concreto romano é cimento de cal que endurece por carbonatação, com pozolana adicionada para que também endureça na água. Portanto, não surpreende que a carbonatação continue até certo ponto
  No concreto moderno, as armaduras de aço enferrujam e causam fissuras; se quisermos longa vida útil, podemos usar barras de fibra de vidro ou até construir sem armadura, mas isso custa mais e é menos eficiente

  • Armaduras de aço inoxidável são caras, mas aumentam muito a vida útil das estruturas. O estado de Washington passou a exigir seu uso em pontes sobre água salgada e, embora o custo do material seja muito maior, o aumento no custo total da obra fica abaixo de 10%
    As armaduras com revestimento epóxi pareceram promissoras por um tempo, mas a água entra pelas áreas cortadas e pelas juntas, que precisam ser todas reparadas em campo, então elas estão caindo em desuso. A comparação entre um píer com armadura de aço-carbono e outro com armadura inoxidável, construídos lado a lado na década de 1940, é impressionante
    https://worldstainless.org/wp-content/uploads/2025/02/ref19_...
  • O concreto é forte em compressão e fraco em tração, enquanto o aço tem o comportamento oposto; por isso os dois são combinados de modo que a armadura suporte os esforços de tração e o concreto suporte os de compressão. Os dois materiais têm coeficientes de dilatação térmica parecidos, o que também ajuda diante de variações de temperatura
    A fibra de vidro provavelmente poderia ser projetada para ter o mesmo coeficiente de dilatação térmica e resistência à tração suficiente, mas, se fizermos uma viga sem armadura, ela não começaria a fissurar pela parte inferior, que recebe tração?
  • Se um concreto mais durável for economicamente ineficiente, talvez isso explique por que o concreto desaba depois de 100 anos

• As armaduras do concreto moderno são úteis, mas acabam corroendo. Se a vida útil for realmente importante, dá para usar aço inoxidável nas armaduras, mas em geral isso não é feito porque o edifício provavelmente ficará funcionalmente obsoleto e será substituído antes

  • A armadura só corrói quando não está completamente envolvida pelo concreto; o concreto impede a reação. Se qualquer parte ficar exposta, com o tempo ela acaba corroendo e se rompendo
  • Também existem armaduras revestidas e armaduras não metálicas
  • Nem é preciso chegar ao aço inoxidável; também é possível usar ânodos de sacrifício: https://de.wikipedia.org/wiki/Opferanode
  • É preciso esclarecer o que significa ficar funcionalmente obsoleto. A maioria dos edifícios altos tem uma estrutura de concreto armado com vidro pendurado nela; se de qualquer forma a substituição for por uma estrutura parecida, parece razoável manter a estrutura existente pelo maior tempo possível e reformar apenas o interior

• Muitas estruturas de concreto que estão falhando rapidamente agora foram construídas quando a tecnologia do material ainda era nova. Não há garantia de que o concreto polimérico modificado de alto desempenho moderno, bem projetado e bem executado, sofra os mesmos problemas
  Aditivos como a pasta Zypex podem aumentar a impermeabilidade e a capacidade de autorregeneração; também é possível aumentar a densidade da superfície com liners de fôrma permeáveis ou usar endurecedores químicos

  • Pode não ser só porque o material era novo; o projetista também pode ter sido criativo demais: https://edition.cnn.com/2025/05/15/style/432-park-avenue-sky...

• Relaciona-se ao mito do concreto romano abordado por Grady Hillhouse. A química moderna consegue, com diversos aditivos, como superplastificantes de alto desempenho, obter propriedades que os engenheiros romanos nem poderiam imaginar, mas um dos motivos pelos quais o concreto moderno dura menos é a economia.
  Engenheiros estruturais removem do projeto o que não é necessário para atender aos requisitos, e a vida útil é apenas um entre muitos critérios. Raramente é impossível construir no nível romano, mas é fácil ultrapassar o custo que o público aceitaria como razoável. O fato de o concreto romano ter durado tanto também teve como pano de fundo a existência de imperadores narcisistas suficientes, capazes de mobilizar toda a economia para a própria imortalidade.
  https://practical.engineering/blog/2019/3/9/was-roman-concre...

  • É um bom link, mas a Practical Engineering não parece chamar isso especificamente de “mito”. O alto desempenho do concreto romano em si não é mito, então isso faz sentido.
  • Se pagar 10 vezes mais puder aumentar a vida útil em 100 ou 1.000 vezes, não valeria a pena? Mesmo com custo inicial maior, o custo total de propriedade (TCO) cai. Se ainda se gasta bastante dinheiro em engenharia para reduzir deliberadamente a vida útil, no fim isso se aproxima de obsolescência planejada.
  • Também se diz que deixamos de construir arquitetura clássica por causa do custo, mas há muitos contraexemplos, então isso em geral é exagerado. Sob o capitalismo, há uma inclinação para o que for minimamente mais barato; com mudanças de estilo mais rápidas, passamos a aceitar inconscientemente vidas úteis mais curtas; e também há um forte componente de preferência por formas práticas para carros ou grandes estruturas em balanço.

• Hempcrete que usa cal e cal hidráulica natural (NHL), ou o Baumit Trassitplus, uma espécie de cimento romano, são técnicas modernas de construção que aproveitam esses princípios.
  Elas são mais próximas da neutralidade de carbono do que outros métodos, têm bom desempenho térmico e boa respirabilidade das paredes, além de serem fáceis de aplicar por conta própria.

  • Hempcrete é muito mais fraco e menos rígido que o concreto tradicional, então acho que basicamente é tratado como material de preenchimento não estrutural.
    Concreto celular autoclavado também merece menção. Tem isolamento razoável, é relativamente ecológico, leve e fácil de cortar, e pode ser usado como material estrutural de forma limitada.

• O objetivo da engenharia não é simplesmente fazer uma ponte que fique de pé, mas uma ponte que mal satisfaça os requisitos. Uma ponte de 500 anos pode desperdiçar recursos valiosos, então é melhor fazer uma de 100 anos e poupar recursos.
  Daqui a 100 anos, a tecnologia terá avançado muito, tornando muito mais fácil construir uma nova ponte; ao menos é assim em muitos países, como a Índia.

  • Por que uma ponte que dura 500 anos seria ruim? Uma ponte bem construída há 500 anos ainda funciona perfeitamente hoje: https://en.wikipedia.org/wiki/Puente_de_Segovia,_Madrid
  • A afirmação de que, com o avanço da tecnologia, será muito mais fácil reconstruir uma ponte daqui a 100 anos nem sequer foi verdadeira nos últimos 200 anos.
  • Não se demole e reconstrói uma ponte antiga a um custo enorme só porque a tecnologia mudou. Há instalações que não podem ou não serão refeitas, então vale a pena construí-las direito, para durar, desde o começo.
  • O concreto moderno muitas vezes contém fibras plásticas como polipropileno, cinzas volantes que podem ser fonte de arsênio, chumbo e mercúrio, sílica ativa, formaldeído e até PFAS.
    Ao demolir ou reformar esse concreto, ele pode se tornar um risco ambiental e de saúde pública, e isso também não oferece mais flexibilidade para reconstruções ou melhorias futuras.
  • Estruturas como pontes não são testadas com carga mínima de 1,5 vez o critério de projeto? Na nossa área, normalmente aplicamos fator 2 para pressão e resistência de olhais de içamento.

• Teria sido bom se houvesse uma foto de como era esse banheiro.

  • https://www.science.org/cms/10.1126/sciadv.aeb0754/asset/924...
    Fonte: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aeb0754

• Ainda bem que o Pantheon continua de pé, mas será que há mesmo alguma construção moderna que valha a pena preservar por 2.000 anos? Arquitetos há muito tempo buscam originalidade em vez de beleza, e originalidade não envelhece bem.
  Daqui a 2.000 anos, talvez a humanidade se pergunte por que nossa sociedade conseguia fabricar microchips em escala atômica, mas não conseguia criar um edifício digno de preservação.

  • Toda estrutura tem valor de preservação. O objeto deste texto também é uma latrina que os antigos provavelmente não teriam considerado digna de preservação, mas hoje é uma fonte histórica importante.
    A Eiffel Tower também foi inicialmente considerada feia e construída como estrutura temporária, mas hoje se tornou um símbolo de Paris mais famoso que o Paris Pantheon, que está mais próximo dos padrões clássicos de beleza. Ela também tem maior significado histórico por representar melhor a tecnologia e a cultura de sua época. Ainda assim, ambos os edifícios dificilmente sobreviveriam sem manutenção contínua, especialmente a Eiffel Tower.
  • A areia para concreto é finita, e a poluição causada por sua extração também é séria. Portanto, não há motivo para não usá-la com parcimônia e construir edifícios duráveis.
  • Há construções modernas dignas de preservação. A Sagrada Família é um exemplo representativo, e espaços de culto e casas particulares projetadas individualmente tendem a ser mais belos do que moradias padronizadas ou edifícios de escritórios.
    Há muitos edifícios novos feios, e ver a St Paul's de Londres a oeste junto com o cenário feio ao leste é deprimente.
  • A Sydney Opera House me vem à mente como uma construção que ainda poderia despertar interesse daqui a 1.000 anos.
  • Não há motivo para supor que a avaliação de edifícios não vá mudar nos próximos 2.000 anos. É bem possível que construções da era Tudor por toda parte não fossem consideradas especiais há 600 anos.

• Deve haver um formato e uma forma de distribuição melhores do que isso. A marca e o domínio parecem ideologicamente fortes, mas há anúncios a cada duas frases e, mesmo usando bloqueador de anúncios, eles tentam roubar sua atenção o tempo todo
  Acho que o declínio da capacidade cognitiva coletiva vem mais do cotidiano de ser bombardeado por anúncios intersticiais com reprodução automática e banners 720×90 e 300×250 toda vez que se tenta ler algo útil e satisfazer a curiosidade, do que dos vídeos curtos

  • Existem formas melhores. O link leva ao artigo da Scientific American, que é a fonte original, mas exige uma assinatura de US$ 5 por mês
    Em algum lugar do link também deve haver o artigo científico, sem firulas, mas talvez também seja preciso pagar. A divulgação científica passa por vários níveis — artigo acadêmico, reportagem jornalística, revista de ciência popular para adultos, revista de ciência popular para jovens — então é só escolher conforme o gosto
  • Também vale pensar se estamos pagando por conteúdo que sacia nossa curiosidade. A instituição em questão é sem fins lucrativos e até recebe recursos públicos, então fico na dúvida se esse tipo de anúncio é necessário
    Ainda assim, ao ler pelo Brave, não vi nenhum anúncio