_ Cum sunt vechii romani și clădirile mayașe încă în picioare? Oamenii de știință își dezvăluie secretele

În încercarea de a construi mai bine pentru viitor, unii caută răspunsuri în trecutul demult.

Constructorii antici în întreaga lume, au creat structuri care rămân în picioare și astăzi, mii de ani mai târziu — de la inginerii romani care au turnat bariere mari de beton groase, la zidari maya care au realizat sculpturi din ipsos pentru zeii lor, până la constructorii chinezi care au ridicat ziduri împotriva invadatorilor.

Totuși, zeci de structuri mai recente își fixează deja datele de expirare: betonul care alcătuiește o mare parte din lumea noastră modernă are o durată de viață de aproximativ 50 până la 100 de ani.

Un număr tot mai mare de oameni de știință au am studiat materiale din epoci demult – cioplind bucăți de clădiri, studiind cu atenție textele istorice, amestecând rețete imitatoare – sperând să descopere cum au rezistat acestea timp de milenii.

Această inginerie inversă a apărut. o listă surprinzătoare de ingrediente care au fost amestecate în clădiri vechi - materiale precum scoarța de copac, cenușa vulcanică, orezul, berea și chiar urina. Aceste suplimente neașteptate ar putea fi cheia unor proprietăți destul de impresionante, cum ar fi capacitatea de a deveni mai puternice în timp și de a „vindeca” fisurile atunci când se formează.

Descoperirea modului de a copia aceste caracteristici ar putea avea un impact real astăzi: În timp ce betonul nostru modern are puterea de a susține zgârie-nori masive și infrastructură grea, nu poate concura cu rezistența acestor materiale antice.

Și odată cu amenințările tot mai mari ale schimbărilor climatice, există un apel tot mai mare la face construcția mai durabilă. Un raport recent al ONU estimează că mediul construit este responsabil pentru mai mult de o treime din emisiile globale de CO2 – iar producția de ciment singură reprezintă mai mult de 7% din aceste emisii.

„Dacă îmbunătățiți proprietățile material utilizând... rețete tradiționale de la poporul maya sau vechii chinezi, puteți produce material care poate fi folosit în construcția modernă într-un mod mult mai durabil”, a declarat Carlos Rodriguez-Navarro, cercetător în domeniul patrimoniului cultural la Universitatea din Granada din Spania.< /p>

Mulți cercetători au apelat la romani pentru inspirație. Începând cu anul 200 î.Hr., arhitecții Imperiului Roman construiau structuri impresionante din beton care au rezistat timpului – de la cupola înaltă a Panteonului până la apeductele robuste care încă transportă apă în prezent.

Chiar și în în porturi, unde apa de mare bate structuri de secole, veți găsi betonul „practic așa cum era când a fost turnat acum 2.000 de ani”, a spus John Oleson, arheolog la Universitatea Victoria din Canada.

Majoritatea betonului modern începe cu cimentul Portland, o pulbere obținută prin încălzirea calcarului și a argilei la temperaturi foarte ridicate și măcinarea lor. Acest ciment este amestecat cu apă pentru a crea o pastă reactivă chimic. Apoi, se adaugă bucăți de material precum roca și pietriș, iar pasta de ciment le leagă într-o masă de beton.

Conform înregistrărilor arhitecților antici precum Vitruvius, procesul roman a fost similar. Constructorii antici au amestecat materiale precum calcarul ars și nisipul vulcanic cu apă și pietriș, creând reacții chimice pentru a lega totul împreună.

Acum, oamenii de știință cred că au găsit un motiv cheie pentru care un anumit beton roman a susținut structurile. de mii de ani: materialul antic are o putere neobișnuită de a se repara singur. Exact cum nu este încă clar, dar oamenii de știință încep să găsească indicii.

Într-un studiu publicat la începutul acestui an, Admir Masic, inginer civil și de mediu la Institutul de Tehnologie din Massachusetts, a propus că această putere vine din bucăți de var care sunt împânzite în materialul roman în loc să fie amestecate uniform. Cercetătorii obișnuiau să creadă că aceste bucăți erau un semn că romanii nu-și amestecau suficient de bine materialele.

În schimb, după ce au analizat mostre de beton de la Privernum — un oraș antic din afara Romei —, oamenii de știință au descoperit că bucățile ar putea alimenta abilitățile de „auto-vindecare” ale materialului. Când se formează fisuri, apa poate pătrunde în beton, a explicat Masic. Acea apă activează buzunarele de var rămase, declanșând noi reacții chimice care pot umple secțiunile deteriorate.

Marie Jackson, geolog la Universitatea din Utah, are o perspectivă diferită. Cercetările ei au descoperit că cheia ar putea fi în materialele vulcanice specifice folosite de romani.

Constructii ar aduna roci vulcanice lăsate în urmă după erupții pentru a se amesteca în betonul lor. Acest material reactiv natural se schimbă în timp pe măsură ce interacționează cu elementele, a spus Jackson, permițându-i să sigileze fisurile care se dezvoltă.

Abilitatea de a continua adaptarea în timp „este cu adevărat geniul materialului”, Jackson Jackson. a spus. „Betonul a fost atât de bine proiectat încât se întreține singur.”

La Copan, un sit Maya din Honduras, sculpturile și templele complicate din var rămân intacte chiar și după mai mult de 1.000 de ani expuse la un mediu cald și umed. Și conform unui studiu publicat la începutul acestui an, secretul longevității acestor structuri ar putea sta în copacii care răsar printre ele.

Cercetătorii de aici au avut o legătură vie cu creatorii structurilor: s-au întâlnit cu localnici. zidarii din Honduras, care și-au urmărit descendența până la constructorii mayași, a explicat Rodriguez-Navarro, care a lucrat la studiu.

Zidarii au sugerat să folosească extracte din arbori de chukum și jiote locali în amestecul de tei. Când cercetătorii au testat rețeta – strângerea scoarței, introducerea bucăților în apă și adăugarea „sucului” de copac rezultat în material – au descoperit că tencuiala rezultată era deosebit de rezistentă împotriva daunelor fizice și chimice.

Când oamenii de știință au testat rețeta. Măriți, au văzut că bucăți de material organic din sucul copacului au fost încorporate în structura moleculară a ipsosului. În acest fel, tencuiala mayașă a reușit să imite structuri naturale robuste, cum ar fi scoici și țepi de arici de mare – și să împrumute o parte din duritatea lor, a spus Rodriguez-Navarro.

Studiile au descoperit tot felul de materiale naturale amestecate în structuri de demult: extracte de fructe, lapte, caș de brânză, bere, chiar și bălegar și urină. Mortarul care ține împreună unele dintre cele mai faimoase structuri ale Chinei, inclusiv Marele Zid și Orașul Interzis, include urme de amidon din orez lipicios.

Unii dintre acești constructori antici ar fi putut să fi avut noroc, a spus Cecilia Pesce , un cercetător al materialelor la Universitatea Sheffield din Anglia. Ar arunca aproape orice în amestecurile lor, atâta timp cât era ieftin și disponibil – iar cele care nu funcționau s-au prăbușit de mult.

„Ar pune tot felul de lucruri în construcție”, a spus Pesce. „Și acum, avem doar clădirile care au supraviețuit. Deci este ca un proces de selecție naturală.”

Dar unele materiale par să dea dovadă de mai multă intenție, cum ar fi în India, unde constructorii au creat amestecuri de materiale locale pentru a produce proprietăți diferite, a spus Thirumalini Selvaraj, inginer civil și profesor la Institutul de Tehnologie Vellore din India.

Conform cercetărilor lui Selvaraj, în zonele umede din India, constructorii au folosit ierburi locale care ajută structurile să facă față umidității. De-a lungul coastei, au adăugat jaggery, un zahăr nerafinat, care poate ajuta la protejarea de deteriorarea sării. Și în zonele cu risc mai mare de cutremur, au folosit „cărămizi plutitoare” super ușoare făcute cu coji de orez.

„Cunosc regiunea, știu starea solului, cunosc clima”, a spus Selvaraj. „Așa că ei creează un material în conformitate cu asta.”

Constructorii de astăzi nu pot doar să copieze rețetele străvechi. Chiar dacă betonul roman a durat mult, nu a putut susține încărcături grele: „Nu ai putea construi un zgârie-nori modern cu beton roman”, a spus Oleson. — S-ar prăbuși când ai ajunge la a treia etajă.

În schimb, cercetătorii încearcă să ia unele dintre specialitățile materialului antic și să le adauge în amestecuri moderne. Masic face parte dintr-un startup care încearcă să construiască noi proiecte folosind beton de inspirație romană, „auto-vindecător”. Iar Jackson lucrează cu Corpul Inginerilor Armatei pentru a proiecta structuri de beton care să reziste bine în apa mării, precum cele din porturile romane, pentru a ajuta la protejarea coastelor de creșterea nivelului mării.

Nu avem nevoie. pentru a face lucrurile să dureze atât de mult cât au făcut romanii pentru a avea un impact, a spus Masic. Dacă adăugăm 50 sau 100 de ani la durata de viață a betonului, „vom avea nevoie de mai puțină demolare, mai puțină întreținere și mai puțin material pe termen lung.”

© 2023 The Associated Press. Toate drepturile rezervate. Acest material nu poate fi publicat, difuzat, rescris sau redistribuit fără permisiune.

(Fluierul)