História contém muitas referências ao concreto antigo, inclusive nos escritos do famoso estudioso romano Plínio o Ancião, que viveu no século I d.C. e morreu na erupção do Monte Vesúvio em 79 d.C. Plínio escreveu que o melhor concreto marítimo era feito de cinza vulcânica encontrada nas regiões ao redor do Golfo de Nápoles, especialmente das proximidades da cidade moderna de Pozzuoli. As suas virtudes tornaram-se tão conhecidas que cinzas com características minerais semelhantes – não importa onde foi encontrado no mundo – foram apelidadas de pozolana.
Ao analisar os componentes minerais do cimento retirado do quebra-mar da Baía de Pozzuoli no laboratório de Berkeley, bem como instalações na Arábia Saudita e na Alemanha, a equipa internacional de investigadores foi capaz de descobrir o “segredo” da durabilidade do cimento romano. Eles descobriram que os romanos faziam concreto misturando cal e rocha vulcânica para formar uma argamassa. Para construir estruturas subaquáticas, esta argamassa e este tufo vulcânico foram embalados em formas de madeira. A água do mar desencadeou então uma reação química, através da qual moléculas de água hidrataram a cal e reagiram com as cinzas para cimentar tudo junto. A ligação cálcio-alumínio-silicato-hidrato (C-A-S-H) resultante é excepcionalmente forte.
Por comparação, o cimento Portland (a mistura mais comum de betão moderno) carece da combinação cal-volcânica de cinzas, e não se liga bem em comparação com o betão romano. O cimento Portland, em uso há quase dois séculos, tende a desgastar-se particularmente rapidamente na água do mar, com uma vida útil inferior a 50 anos. Além disso, a produção de cimento Portland produz uma quantidade considerável de dióxido de carbono, um dos mais prejudiciais dos chamados gases de efeito estufa. Segundo Paulo Monteiro, professor de engenharia civil e ambiental da Universidade da Califórnia, Berkeley, e o principal pesquisador da equipe que analisa o concreto romano, a produção dos 19 bilhões de toneladas de cimento Portland que usamos a cada ano “é responsável por 7% do dióxido de carbono que a indústria coloca na atmosfera”
Além de ser mais durável que o cimento Portland, argumenta, o concreto romano também parece ser mais sustentável para produzir. Para fabricar cimento Portland, o carbono é emitido pelo combustível utilizado para aquecer uma mistura de calcário e argila a 1.450 graus Celsius (2.642 graus Fahrenheit), bem como pelo próprio calcário aquecido (carbonato de cálcio). Para fazer o seu betão, os romanos usaram muito menos cal, e fizeram-no a partir de calcário cozido a 900 graus Celsius (1.652 graus Fahrenheit) ou menos, um processo que consumiu muito menos combustível.
A análise dos investigadores do betão romano ilumina as misturas de betão modernas existentes que têm sido usadas como substitutos parciais mais amigos do ambiente para o cimento Portland, tais como cinzas vulcânicas ou cinzas volantes de centrais eléctricas a carvão. Monteiro e seus colegas também sugerem que a adoção de materiais e técnicas de produção usados pelos antigos romanos poderia produzir concreto de maior durabilidade que gera menos dióxido de carbono. Monteiro estima que a pozolana, que pode ser encontrada em muitas partes do mundo, poderia potencialmente substituir “40% da demanda mundial de cimento Portland”. Se este for o caso, os construtores romanos antigos podem ser responsáveis por causar um impacto verdadeiramente revolucionário na arquitectura moderna – uma enorme estrutura de betão de cada vez.