Il calcestruzzo romano

Il racconto

Una pietra liquida

Immagina di poter costruire un muro, una volta, un arco, versando una poltiglia dentro uno stampo e aspettando che si indurisca fino a diventare duro come pietra. Oggi lo chiamiamo calcestruzzo, o cemento, ed è il materiale più usato nelle costruzioni. I Romani ne impiegarono una versione tutta loro, che chiamavano opus caementicium, cioè «lavoro di pietrisco». Fu uno dei segreti del loro successo.

Non fu un'invenzione improvvisa. Sembra che la tecnica si sia sviluppata con gradualità tra il III e il II secolo avanti Cristo. All'inizio era un materiale povero, usato per riempimenti e costruzioni private, con una malta ancora imperfetta. Ci sono esempi a Pompei che risalirebbero alla metà del III secolo. Poi i costruttori scoprirono come renderlo molto più resistente.

La ricetta dei Romani

La base era la calce. Si ottiene scaldando pietra calcarea in una fornace a una temperatura di circa 900 gradi o meno: il prodotto si chiama calce viva. Quando la si mescola con l'acqua, si «spegne» e diventa una pasta, che serve da legante, cioè da colla. Fare la calce richiede molta meno energia che produrre il moderno cemento Portland.

Il vero segreto, però, era un ingrediente: la pozzolana, una cenere vulcanica. Il nome viene da Pozzuoli, la città vicino a Napoli, sui Campi Flegrei, dove se ne estraeva in abbondanza. Le pozzolane più resistenti venivano proprio dalle zone vulcaniche del golfo di Napoli. Lo scrittore romano Vitruvio descriveva la sabbia di cava in più colori e consigliava la «polvere di Pozzuoli» per le opere in acqua. Mescolata alla calce e all'acqua, la pozzolana reagisce e dà una malta molto più forte e durevole della sola calce.

Alla malta si aggiungevano pietre e frammenti, i caementa, spesso di tufo, una roccia vulcanica tenera. L'impasto veniva gettato dentro casseri di legno, cioè stampi. Le facce esterne dei muri, i paramenti, erano rifinite in modi diversi, che gli archeologi chiamano con il nome di «opera»: l'opera incerta con pietre irregolari, l'opera reticolata con piccole piramidi di pietra disposte come una rete, e l'opera laterizia con tegole e mattoni. Ancora oggi, guardando un muro romano, si possono riconoscere questi disegni.

Fare presa anche sott'acqua

Una caratteristica speciale della miscela con pozzolana è che fa presa anche sott'acqua. L'acqua, invece di rovinare l'impasto, lo aiuta a indurire. Per questo i Romani riuscirono a costruire moli, porti, pile di ponti e fondamenta in mare. Se il materiale non avesse avuto questa proprietà, molte opere portuali sarebbero state impossibili.

Volte, archi e cupole

Il calcestruzzo non serviva solo per i muri. Poteva essere gettato sopra strutture di legno, le centine, per formare archi, volte e cupole. Le prime volte conosciute sono quelle della Porticus Emilia, circa nel 174 a.C. Con questo materiale gli architetti romani poterono coprire grandi spazi interni senza riempire la sala di colonne. Il Pantheon è l'esempio più grandioso: la sua cupola, con un diametro di oltre 43 metri, fu fatta con un calcestruzzo pesante alla base, con scaglie di travertino e tufo, e sempre più leggero verso l'alto, dove si usavano pomice e lapilli vulcanici. Lo spessore della cupola passa da oltre 6 metri alla base a poco più di un metro vicino all'apertura in cima.

Nei secoli, per alleggerire le volte, si inserirono anche anfore vuote, come nel mausoleo di Elena a Roma. È uno dei tanti trucchi dei costruttori romani, che sperimentavano continuamente.

Perché dura così tanto?

Le opere in calcestruzzo romano resistono da quasi duemila anni, anche in luoghi esposti al mare e ai terremoti. Per capire perché, nel 2023 un gruppo di ricercatori guidato da Admir Masic, del Massachusetts Institute of Technology, ha pubblicato uno studio su mura dell'antica città di Privernum, vicino a Roma. Ha notato piccoli frammenti bianchi, finora ritenuti difetti di mescolamento. Secondo gli studiosi derivano invece dall'uso di calce viva, mescolata direttamente agli altri materiali e spenta con l'acqua. Questi frammenti potrebbero aiutare il materiale a ripararsi da solo: quando si forma una crepa, l'acqua scioglie un po' di calce che poi si ricristallizza e chiude la fessura. È un'ipotesi molto interessante, ancora oggetto di ricerca.

Un'ultima curiosità: gli archeologi possono datare alcuni di questi edifici anche studiando la malta, grazie al radiocarbonio, lo stesso metodo usato per datare ossa e legni antichi.