O segredo do betão romano que pode melhorar o cimento moderno

Os antigos romanos destacaram-se como mestres da construção e da engenharia, algo que os aquedutos exemplificam de forma particularmente célebre. Estas obras impressionantes, que em alguns casos continuam funcionais, dependem de um material de construção singular: o betão pozolânico, uma mistura extraordinariamente resistente que conferiu às estruturas romanas uma robustez notável.

Ainda hoje, uma das suas obras-primas - o Panteão de Roma, quase totalmente preservado depois de quase 2.000 anos - mantém o recorde da maior cúpula do mundo em betão não armado.

As propriedades invulgares deste material têm sido habitualmente explicadas pelos seus ingredientes: a pozolana, uma mistura de cinza vulcânica cujo nome deriva da cidade italiana de Pozzuoli, onde existe um importante depósito, e a cal. Em contacto com água, ambos os materiais reagem e formam um betão resistente e duradouro.

Contudo, essa explicação não conta toda a história. Em 2023, uma equipa internacional liderada por cientistas do Massachusetts Institute of Technology (MIT) concluiu que tanto os materiais usados no betão romano como as técnicas de mistura eram ligeiramente diferentes do que se julgava.

Desde essas descobertas de 2023, a análise das matérias-primas e das necessidades energéticas da receita antiga revelou ainda possíveis formas de aperfeiçoar o cimento moderno.

O que torna o betão romano tão resistente

Veja o vídeo abaixo para uma síntese da investigação liderada pelo MIT:

As principais pistas eram pequenos fragmentos brancos de cal presentes num betão que, de resto, parecia bem homogeneizado. Anteriormente, a existência desses fragmentos era atribuída a uma mistura deficiente ou à má qualidade dos ingredientes.

Para Admir Masic, cientista de materiais do MIT, essa interpretação não era convincente.

"Se os romanos investiram tanto esforço na criação de um material de construção excecional, seguindo todas as receitas detalhadas que foram aperfeiçoadas ao longo de muitos séculos, porque haveriam de investir tão pouco esforço em garantir a produção de um produto final bem misturado?", afirmou Masic em janeiro de 2023.

"Tem de haver mais nesta história."

Masic e a equipa, liderada pela engenheira civil do MIT Linda Seymour, examinaram cuidadosamente amostras de betão romano com 2.000 anos, provenientes do sítio arqueológico de Privernum, em Itália.

Para compreender melhor os fragmentos de cal, as amostras foram analisadas por microscopia eletrónica de varrimento de grande área, espetroscopia de raios X por dispersão de energia, difração de raios X em pó e imagiologia Raman confocal.

Uma das questões centrais dizia respeito ao tipo de cal utilizado. O entendimento convencional do betão pozolânico sustenta que este recorre a cal apagada. Primeiro, o calcário é aquecido a temperaturas elevadas para produzir um pó cáustico altamente reativo, designado cal viva, ou óxido de cálcio.

Ao juntar água à cal viva, obtém-se cal apagada, ou hidróxido de cálcio: uma pasta um pouco menos reativa e menos cáustica. Segundo a teoria, era esta cal apagada que os antigos romanos misturavam com a pozolana.

Mistura a quente e autorreparação do betão romano

A análise da equipa indicou que os fragmentos de cal das amostras não eram compatíveis com esse processo. Em vez disso, o betão romano teria sido provavelmente produzido misturando diretamente cal viva, pozolana e água a temperaturas extremamente elevadas - um método a que a equipa chamou «mistura a quente» e que origina os fragmentos de cal.

"As vantagens da mistura a quente são duas", disse Masic.

"Em primeiro lugar, quando o betão no seu todo é aquecido a temperaturas elevadas, torna possíveis reações químicas que não ocorreriam se fosse utilizada apenas cal apagada, produzindo compostos associados a altas temperaturas que, de outro modo, não se formariam. Em segundo lugar, esta temperatura mais elevada reduz significativamente os tempos de cura e de endurecimento, pois todas as reações são aceleradas, permitindo uma construção muito mais rápida."

Há ainda outra vantagem: os fragmentos de cal proporcionam ao betão uma capacidade notável de autorreparação.

Quando surgem fissuras, estas tendem a avançar em direção aos fragmentos de cal, cuja área de superfície é superior à das restantes partículas da matriz. Se a água penetrar numa fissura, reage com a cal e forma uma solução rica em cálcio, que seca e endurece sob a forma de carbonato de cálcio, voltando a unir a fissura e impedindo que se alastre.

Este fenómeno foi observado no betão de outro local com 2.000 anos, o Túmulo de Cecília Metela, onde as fissuras foram preenchidas por calcite. Também poderá explicar porque é que o betão romano de paredões marítimos construídos há 2.000 anos permaneceu intacto durante milénios, apesar do impacto contínuo do oceano.

A equipa realizou ensaios de fissuração em betão pozolânico produzido com receitas de cal viva, tanto antigas como modernas, e num betão de controlo sem cal viva. Como previsto, o betão com cal viva e fissuras reparou-se ao fim de duas semanas, enquanto o betão de controlo continuou fissurado.

Betão romano como alternativa ao cimento moderno

Os investigadores estão a trabalhar na comercialização do seu betão como alternativa mais ecológica às misturas atualmente utilizadas.

"É empolgante pensar na forma como estas formulações de betão mais duradouras poderão não só prolongar a vida útil destes materiais, mas também melhorar a durabilidade das formulações de betão impresso em 3D", afirmou Masic.

Mais recentemente, num estudo de 2025, engenheiros compararam as necessidades de matérias-primas e energia do betão de estilo romano com as do cimento Portland moderno. Concluíram que, embora as misturas de estilo romano exijam mais água e energia inicial, a sua maior longevidade poderá torná-las mais sustentáveis ao longo do tempo.

A investigação foi publicada na revista Science Advances.

Uma versão anterior deste artigo foi publicada em janeiro de 2023.