¿No estará la humanidad transitando por una Era que al cabo del tiempo se reconozca como la Edad de Cemento?. Probablemente sea demasiado pronto para afirmarlo, pero tiene pleno derecho a permanecer la pregunta acerca de una Era, o incluso, de una Edad, marcada por el cemento.
Los egipcios usaban el yeso calcinado para unir las piedras 4 mil años ANE; pero parece que fue en la isla de Creta donde emplearon por primera vez la cal como material cementante, de donde pasaría a Grecia y posteriormente a Roma.
Los romanos construían con rocas calizas y volcánicas (piedra pómez), que contienen sílice activa. Esta combinación dio lugar a lo que se conoce como cemento romano, con el construyeron obras que se mantienen hasta nuestros días. El famoso puente de Alcántara, construido en Extremadura, España, en el primer siglo de Nuestra Era, se ejecutó con ese cemento y en la actualidad conserva su dureza.
El paso trascendental en la evolución del sistema romano de construcción se produjo al descubrir las propiedades de unas tobas del Vesubio, en Pozzuoli cerca de Nápoles, que por sí mismas no eran conglomerantes, pero reaccionaban al unirse con la cal y producían un compuesto con esas características capaces de fraguar bajo el agua, por lo que se les llamó cementos hidráulicos. Treinta años ANE, Vitrubio describió cómo hacer cementos hidráulicos ligando las puzolanas con la cal.
Con la desaparición del Imperio Romano se perdió la técnica de construir con cemento y no fue hasta mediados del siglo XVIII que se le encargó al ingeniero inglés John Smeaton la construcción de un faro en la roca llamada Eddystone (17 kilómetros al S.S.O. de la ciudad de Plymouth), que sobresalía poco del mar y estaba rodeada de 30 brazas de profundidad de agua, por lo que constituía un lugar muy peligroso para las embarcaciones. En junio de 1757 Smeaton se dedicó a investigar el material cementante con que construiría el faro y llegó a la conclusión de que para obtener cemento hidráulico las calizas con alguna proporción de arcillas eran muy superiores a las calizas puras.
James Parker descubrió en 1791 un cemento que patentó en 1796 con el nombre de Cemento Romano, – por una supuesta semejanza con el usado por aquellos –, que tuvo una gran aceptación por sus excelentes cualidades, tanto que al expirar el término de la patente, que en ese época era de 14 años, le siguieron dando por antonomasia el mismo nombre en razón de su probada calidad. La celebridad de la mezcla Parker y la escasez de piedras similares a las que él usaba – recogía ciertos tipos de rocas en los acantilados y en las playas de la isla de Sheppel, en Kent – hizo que químicos e ingenieros la analizaran y llegaran a la conclusión de que usando piedras calizas ligadas con aproximadamente un tercio de arcilla y mezclándole una pequeña cantidad de óxido de hierro, se lograba el cemento romano.
En 1818, el ingeniero francés Louis José Vicat, en su obra Investigaciones experimentales sobre la cal de construcción, el hormigón y los morteros, dió a conocer un método para obtener cal hidráulica de cualquier piedra caliza; el procedimiento consistía en apagar la cal y unirla con arcilla pura y agua, convirtiéndola en una masa pegajosa de la que se forman bolas que, secadas al sol, se introducían en un horno y lograban un material de cualidades completamente diferentes.
Nace el cemento Portland
En Leeds, Condado de Yorkshire, Inglaterra, se estableció en el último cuarto del siglo XVIII el albañil Thomas Aspdin; se conoce que tres de sus cinco hijos siguieron esa profesión: Thomas, John y Joseph. Este último, nacido el 25 de diciembre de 1778, descubrió el cemento – según él reclamaba – en 1811 y el 21 de octubre de 1824 solicitó la Patente nº 5022 para Un perfeccionamiento en el método de producir piedra artificial. La solicitud de patente decía textualmente:
“El barro o polvo de las calles empedradas con piedra calcárea, o, si este material no se puede obtener en suficiente cantidad, la piedra calcárea calcinada, tiene que ser mezclada con una cantidad determinada de arcilla, amasada con agua, por medio de trabajo manual o de una máquina, hasta reducirla a una masa impalpable. La pasta se deja secar, luego se rompe en pedazos y se calienta en un horno de cal, hasta que se haya desarrollado todo el ácido carbónico. El producto se reduce después a polvo con muelas y morteros, quedando listo para el uso”.
Como la ley obligaba a describir y legalizar en el término de 60 días el proceso de producción, el 21 de diciembre presentó el siguiente documento:
“A todos a quienes venga la presente, yo, Joseph Aspdin, de Leeds, en el Condado de York, albañil, saludo, EN VISTA DE QUE su Magestad el Rey Jorge Cuarto por la Patente con el Gran Sello de la Gran Bretaña, fechada en Westminter el 21 de Octubre, el quinto año de su reinado, me concedió a mí, dicho Joseph Aspdin, mis ejecutores, administradores, y sucesores o aquellos a quienes yo, dicho Joseph Aspdin, o mis ejecutores, administradores y sucesores en cualquier tiempo convengamos y no a otros, en cualquier tiempo en el período de años aquí citado legalmente, puedan hacer uso, ejercer y vender dentro de Inglaterra, Gales y el pueblo de Berwick-upon.Tweed mi invención de “UNA MEJORA EN LOS MODOS DE PRODUCIR UNA PIEDRA ARTIFICIAL”, en cuya Patente se contiene una condición, obligándome el dicho Joseph Aspdin por escritura firmada y sellada por mí, describir la naturaleza de mí invención y en manera tiene que ser desempeñada la misma y hacer que la misma sea registrada en la Cancillería del Alto Tribunal de su Majestad dentro de dos meses de calendario próximos e inmediatamente después de la fecha de la citada Patente (según y por la misma) haciéndose a ella referencia... “AHORA SE HACE SABER que cumpliendo con dicha condición, yo, el dicho Joseph Aspdin declaro aquí la naturaleza de dicha Invención y la manera en la cual la misma tiene que ser desempeñada, se describen particularmente en la siguiente descripción (es decir): Mi método de hacer un cemento o piedra artificial para revocar edificios, aguas corrientes, cisternas o cualquier otro objeto a que puede ser aplicable (y que yo llamo cemento Portland) es como sigue: “Yo tomo una cantidad específica de caliza, tal como la generalmente usada para hacer o reparar caminos y la tomo de los caminos después de haber sido reducida a polvo, pero si no puedo obtener suficiente cantidad de la anterior de los caminos, obtengo la caliza misma y causo que sea calcinado el polvo o la caliza. Luego tomo una cantidad específica de tierra arcillosa y la mezclo con agua a un estado que se acerque a la impalpabilidad ya sea por trabajo manual o maquinaria. Después de este procedimiento pongo la mezcla anterior en un recipiente para evaporación, ya sea por el calor del sol o sometiéndolo a la acción del fuego o vapor, llevado en tubos o conductos de bajo o cerca del recipiente hasta que el agua se haya evaporado completamente. Luego parto dicha mezcla en trozos adecuados y los calcino en un horno parecido a un horno de cal hasta que el ácido carbónico sea totalmente expelido. La mezcla así calcinada se debe moler, batir o pisar para hacerla polvo fino, y se halla entonces en estado apropiado para hacer cemento o piedra artificial. Este polvo deber ser mezclado con suficiente cantidad de agua para darle consistencia de mortero y de este modo aplicado a los propósitos que se necesiten. En testimonio de lo cual yo, el Joseph Aspdin, firmo y sello la presente el día 15 de diciembre del año de Nuestro Señor 1824, Joseph (L. S.) Aspdin.
Y téngase en cuenta que el día quince de diciembre del año de Nuestro Señor 1824, el arriba mencionado, Joseph Aspdin, vino ante nuestro dicho Señor el Rey en su Cancillería y reconoció la especificación mencionada y todo y todas las cosas en ellas contenidas y especificadas, en la forma arriba escrita. Y también la especificación arriba mencionada fue sellada de acuerdo con el tenor del Estatuto hecho para dicho objeto. Anotado el día 18 de diciembre en el año de Nuestro Señor 1824".
Aspdin le dio el nombre de Cemento Portland por su semejanza una vez fraguado con la famosa piedra caliza blanco-plateada que se extraía hacía más de tres siglos de unas canteras existentes en la pequeña península de Portland (6,5 kilómetros de largo por 2,5 de ancho), en la costa sur del Condado de Dorset. Poco después de obtener la patente, se asoció con William Beverly y montaron en 1828 una fábrica en Wakefield, cerca de Leeds, con la razón social Aspdin & Beverly Patent Portland Cement Manufacturers. La industria trabajó hasta 1892.
Él no tenía conocimientos químicos ni científicos, sus procedimientos eran totalmente empíricos. La solicitud de patente no detallaba el proceso de fabricación, ni la temperatura de cocción – cosa aceptada entonces – y, por demás, siempre mantuvo un gran secreto sobre el proceso de producción hasta su muerte acaecida en Wakefield el 20 de marzo de 1855, a los 76 años de edad.
En gran medida, la fama que adquirió el cemento Portland se debió a su uso en el túnel de 360 metros de largo, construido en Londres bajo el Támesis por el ingeniero francés Marc I. Brunel. Esta obra había despertado enorme interés en Gran Bretaña y en el extranjero por ser el primer túnel en el mundo que se construía bajo un río navegable. Lo habían comenzado en 1825, usando cemento romano más en cierto momento de la ejecución cedió una parte del techo, y Brunel, que ya en ese momento conocía del cemento de Aspdin, echó toneladas del mismo sobre la grieta y logró sellar debajo del agua la rotura y concluir felizmente la obra.
La principal competencia que tenía Aspdin al inicio, fue una fábrica de Cemento Romano de gran calidad, ubicada en Swanscombe, en Kent, adquirida en 1834 por J. Bazley White & Sons. Al director de esa fábrica, Isaac Charles Johnson, le encargaron en la década del cuarenta que tratara de producir cemento Portland, para lo cual contrató a los mejores químicos de Londres, sin obtener buenos resultados. Un día observó en el patio que una cantidad de material, desechado por estar requemado, había sido aplastado en el suelo por las ruedas de los carros y poco a poco había alcanzado gran dureza. Con nuevos bríos reanudó Johnson sus investigaciones, elevó la temperatura de quema a 1400°, molió muy fino el clinker y logró en 1845, producir un cemento Portland de mucha mayor calidad.
En el año 1843, Grisell & Peto, contratistas de Inglaterra hicieron los primeros análisis comparativos del cemento Portland y el Romano y quedó demostrada la superioridad del primero. Pese a ello, su desarrollo inicial fue muy lento, en 1850 sólo ocho fábricas lo producían en Inglaterra, debido sobre todo a que su calidad era muy variable, lo que hacía dudar de su efectividad; sin embargo, en los años subsiguientes varias plantas lo comenzaron a producir en pequeñas cantidades en Inglaterra.
La primera fábrica con una producción verdaderamente importante fue la de Dupont y Demarle en 1850 en Francia (Boulogne-Sur-Mer). Ese mismo año Vicat y Compañía fundaron otra fábrica en Grenoble, Francia, que fue además la primera por vía seca en hornos cíclicos verticales. Cinco años más tarde, en 1855, el alemán Hermann Bleibtreu montó una planta en Züellchow, cerca de Stettin, con lo cual comenzó a expandirse y popularizarse el uso del cemento Pórtland, por los países europeos.
notas
1
Capítulo del libro TORAYA, Juan de las Cuevas. Un siglo de Cemento en Latinoamérica, Instituto Mexicano del Cemento y el Concreto – IMCYC, Mexico, 1999.
sobre el autor
Juan de las Cuevas Toraya es historiador de la construcción en Cuba, además especializado en materiales de construcción
