En el pasado, en diversas partes del mundo, el petróleo emanaba a la superficie de manera natural por filtraciones en el terreno: era un material del paisaje. Las civilizaciones antiguas, cómo no, lo aprovecharon. Conocieron su poder como energía pero, sobre todo, exploraron su potencial como materia: esta sustancia densa, pegajosa, hidrofóbica, y maloliente, estaba llena de utilidades, tanto curativas como constructivas: era un perfecto pegamento e impermeabilizante.
En los asentamientos prehistóricos de Burgos de hace 40.000 años, se encontraron puntas de lanza de piedra unidas a los mangos de madera con brea de petróleo. Su capacidad de impermeabilizar fue aprovechada por todas las culturas para calafatear las embarcaciones de madera, generalmente mezclada con espartos y otras fibras, para evitar su cuarteo, aunque este era inevitable por la degradación del petróleo al sol y por ello el calafateo se repetía cada año.
Los sumerios destacaron por usar el betún como ligante en morteros de construcción. Los mezclaban con fibras, y áridos para hacer morteros de cimientos y unir ladrillos de barro cocido.
[1]Tablilla XI de la Epopeya de Gilgamesh,donde Utnapishtim, el análogo mesopotámico de Noé, detalla por indicación de Ea, el Dios de la Sabiduría, la receta para impermeabilizar el colosal barco que resistirá el Gran Diluvio, precisando de 3 sar de brea, 3 sar de betún y 3 sar de aceite para una capa de 1 grosor.
[2] Pieza arqueológica de Mesopotamia s. IV a. C. Cuenco impermeabilizado con betún de petróleo. El betún es el petróleo crudo después de calentarse a bajas temperaturas (a 100 ºC se ablandaba y a 150ºC se evaporaban sus gases y quedaba listo para su uso).
En la Antigua América, los Olmecas también lo usaban para sus canoas y, yendo un paso más allá, impermeabilizaron con él toda su red de acueductos subterráneos de piedra que se extendían por cientos de kilómetros. Un punto clave en Oriente fue el Mar Muerto, conocido en la antigüedad como Lacus Asphaltites debido a los bloques de betún natural que flotaban en sus aguas. Lo comercializaron llegando al Antiguo Egipto para ser usado en la momificación o a la Antigua Roma, donde se usaba para muchos fines. Sin embargo, para impermeabilizar acueductos o cisternas no empleaban brea: como es conocido, emplearon la cal mediante el mortero Opus Signinum, una mezcla de cal y teja triturada.
El caso de China es singular porque desarrolló un aprovechamiento excepcional del petróleo como energía. Por un lado, consiguieron destilar la brea hace unos 2.000 años en ollas estancas, separando sus componentes de forma similar a la actualidad, obtuvieron un líquido refinado: el aceite de roca. Este se usaba como combustible en lámparas especiales diseñadas para recoger el denso hollín que producían. Pero lo más sorprendente de China es que desarrolló un gasoducto que transportaba gas natural a lo largo de cientos de kilómetros, avanzando en paralelo a un oleoducto que movía salmuera (agua rica en sal). Ambos sistemas estaban hechos enteramente con tuberías de bambú [0] selladas con fibras vegetales, barro y aceite de tung. Tanto el gas natural como la salmuera se extraían mediante perforación, llegando a profundidades de hasta 250 metros hace más de 2000 años.
[3] Fotograma de vídeo de 1930 de documental de la Salmuera y el gas. [XXXXX]
Esta increíble tecnología se desarrolló para obtener sal (ese bien tan apreciado en las zonas de interior de China, usado en la conservación de alimentos). Se obtenía calentando y evaporando el agua con la energía del gas, y fue posible gracias a la evolución de la metalurgia. Gracias al cobre se pudieron fabricar vasijas estancas para alcanzar las temperaturas de 400ºC necesarias con las que destilar el crudo. Gracias al hierro forjado y a aceros primitivos, se pudieron fabricar las barrenas para excavar los pozos y extraer el gas natural. Diseñaron decenas de trémpanos con aleaciones, formas y pesos específicos según la roca. Y esta metalurgia fue posible gracias al carbón mineral, que permitió alcanzar el calor necesario para moldear estos metales. China fue pionera y una excepción en la historia antigua, en la extracción de carbón mineral, lo que explica su avance tecnológico.
El carbón mineral es, como el petróleo, un producto de la "cocción" geológica de millones de años: el petróleo proviene del plancton y las algas; el carbón, de plantas y árboles. Hidrocarburos y carbono son dos maneras en las que el planeta nos ha legado su energía concentrada.
El hierro se extrae mediante la reducción de rocas ricas en óxidos de hierro, un mineral muy abundante en la superficie terrestre. Cuando este mineral se calienta a altas temperaturas en hornos junto al carbón (vegetal o mineral), se transforma en acero. Este metal resultó ser de alta resistencia, superando las limitaciones mecánicas del hierro dulce estructural. Con carbón vegetal de brezo, encina y otras maderas de alto poder calórico, se fabricaron los aceros primitivos de la historia, pero sus complejos procesos de forjado y templado los hacían costosos y, por lo tanto, quedaban reservados a usos muy específicos. De forma paralela, en la antigüedad se realizaron aleaciones de gran calidad basadas en otros metales, como el bronce; tan resistentes como el acero, gracias al perfeccionamiento progresivo de los hornos, pero el estaño con el que se hacía estaba localizado en lugares muy puntuales (por cierto, nuestra Galicia), y la interrupción de sus rutas comerciales de larga distancia impidieron el desarrollo continuo de esta tecnología, obligando a los metalúrgicos a perfeccionar el uso del hierro local.
A medida que se fue extrayendo y usando el carbón mineral, en la antesala de la Revolución Industrial, se fue perfeccionando el acero y se lograron fabricar calderas estancas y piezas capaces de resistir altas temperaturas y presiones . Así se abrió un mundo nuevo; se podían "cocinar" materiales a temperaturas cada vez más altas: el coque del carbón mineral se obtuvo a 1000 ºC. Más tarde se alcanzaron los 1500 ºC para fundir el hierro en los altos hornos y seguir mejorando los aceros.
El clínker (la base del cemento moderno), por su parte, se logró también a 1500 ºC. Se obtuvo calcinando caliza y arcilla hasta su sinterización, añadiendo yeso como aditivo para retardar la tirada. No es casual que el cemento se haga con yeso, cal y arcilla, los tres ligantes minerales tradicionales. Con madera, carbón vegetal o huesos de aceituna, los hornos tradicionales de tiro natural difícilmente superaban los 900 °C - 1000 °C. El yeso deshidrata a temperaturas bajas (incluso tan bajas como 150ºC), la caliza se calcina a partir de los 900 °C, y las arcillas de tejas cuecen entre los 800 °C y 1000 °C. Además de la temperatura, es interesante señalar que la molienda fina es una tecnología fundamental para el desarrollo de los materiales modernos. El invento del primigenio molino rotatorio de bolas, que conseguía pulverizar el cemento, fue posible desde que se comercializaran los primeros motores, algo que no tardó en llegar gracias a la simbiosis del carbón y el metal.
Este primer motor fue la máquina de vapor. Se lograba convertir el calor en fuerza mecánica continua. Esto también fue aprovechado para perforar los primeros pozos de petróleo de Pensilvania, que son el inicio del comercio de petróleo en el mundo. El desarrollo de la humanidad ha sido vertiginoso desde entonces gracias a la aparición del hormigón armado, que cerró el círculo, aportando un material estructural definitivo (o eso se creía), fusionando la resistencia a la compresión del cemento artificial con la elasticidad y resistencia a la tracción de los aceros.
Una vez el petróleo pudo destilarse y separarse en fracciones, se desarrollaron los motores de combustión interna que usaban estos subproductos. Una fracción, la nafta, aproximadamente un 15% de todo el petróleo crudo, se destinó a la petroquímica. Se consiguió operar a nivel molecular: aprendimos a romper moléculas (craquear) y a unir moléculas (polimerizar).
[4] Primeras explotaciones comerciales de petróleo en Pensilvania, EEUU s. XIX()
La nafta se calienta a 800ºC para romperla en monómeros que luego se someten a procesos con diversos aditivos químicos para hacer los distintos tipos polímeros (plásticos) que se entregan a las fábricas en forma de granulado conocido como granza. Unos son rígidos como el cloruro de polivinilo (PVC), otros flexibles como el polietileno reticulado, con ellos hacemos tuberías; otros son maleables como el polipropileno y hacemos fibras y mallas, otros son transparentes como el policarbonato, otros son ligeros como el poliestireno y hacemos aislamientos térmicos, o son esponjosos como el poliuretano y hacemos espumas para rellenar y sellar… Una de las claves del éxito del plástico es la versatilidad para obtener muy distintos productos de una misma substancia, lo que permitió inventar todo tipo de aditivos que se añaden a pinturas, morteros, hormigones, y a prácticamente todos los materiales industriales.
Con la química de los plásticos y el desarrollo de la física cuántica, aprendimos a operar a nivel atómico y subatómico. Así pudimos aprovechar las propiedades de lo que llamamos tierras raras y minerales estratégicos, que son materiales con superpropiedades, que permiten manipular la luz, los electrones y los campos magnéticos con una precisión quirúrgica, lo que ha desarrollado la Era Digital.
Gracias al neodimio, por ejemplo, se ha conseguido reducir el tamaño de los motores eléctricos y miniaturizar la tecnología moderna. Gracias al cerio y lantano, se ha conseguido hacer vidrio por el que no pase el calor del sol, un éxito en el mercado. Gracias al galio se pueden tener semiconductores avanzados y chips aceleradores para la IA. Gracias a 5 tierras raras y 7 minerales estratégicos, se han conseguido hacer máquinas de control numérico por computadora (CNC).
Así, nos plantamos en el siglo XXI rodeados de infraestructuras y edificios que poco se parecen ya al viejo mundo, hecho con materiales sintéticos que ya no tienen mucho que ver con el paisaje natural, y que poco se adaptan a él. Es indudable, el valor del ser humano para innovar y romper barreras tecnológicas. Sin embargo, se han hecho evidentes los daños colaterales de nuestros inventos más modernos, tanto por su escala como el tipo de industria, sin criterios de sostenibilidad, que hemos desarrollado. Ahora sabemos, que la industria globalizada de materiales (y su energía asociada) no solo produce soluciones para retos constructivos, si no también basura, desequilibrio y una complejidad extrema: tiene su lado oscuro. Llevamos años oyendo hablar de crisis ambiental y crisis energética, y en los últimos años, se suma la crisis de materiales, que puede llegar en forma de escasez si por algún motivo (el cierre del Estrecho de Ormuz por ejemplo), se para esta gigantesca cadena de materiales y distribuciones internacionales. Afortunadamente nos esforzamos por encontrar soluciones, y el ecologismo y la sostenibilidad está en todas las agendas. Sin embargo, la complejidad actual del comercio de materiales es tal, que hemos perdido la trazabilidad de lo que especificamos. Un producto arquitectónico estándar es el resultado de una red global tan fragmentada y opaca que resulta imposible descifrar qué montaña ha sido destruida, qué acuífero ha sido contaminado o qué derechos humanos han sido vulnerados para que ese catálogo comercial llegue a nuestras manos, pero lo que parece seguro, es que de una manera o de otra, depende del petróleo.
[5] Wolframio de las famosas Minas de Panasqueira, ubicadas en el distrito de Castelo Branco, Portugal. Foto de Didier Descouens. Para obtener 1 litro de wolframio, se descartan alrededor de 10 toneladas de montaña. Con eso se pueden hacer 20 mil motores de vibración para móviles, mil plaquitas de corte de máquina CNC o 4 proyectiles perforantes para tanques. Al final de los procesos de refinado, lo que se descarta es polvo triturado, inestable y mezclado con reactivos químicos que debe ser encapsulado eternamente (se cubren con arcilla y plásticos).
Advertía Vitruvio en sus Diez libros de Arquitectura que no todos los recursos están al alcance de todos: "No porque los babilonios levantaran sus murallas con ladrillo cocido y betún líquido -recursos que allí abundaban-, se ha de concluir que todas las regiones disponen de las mismas facilidades para construir muros eternos y libres de defectos”. En cada lugar, debieran buscarse sus muros eternos con los materiales de sus paisajes (y se podría añadir, que adaptados a sus climas y sus necesidades). Y estos son, básicamente, los principios de la arquitectura histórica. Quizás en este contexto, no sea una mala idea revisar la tecnología que ha resuelto la vida de todas las civilizaciones anteriores a la era del carbón y el petróleo, los plásticos y los minerales estratégicos, ya que probablemente desde el dominio de ese conocimiento, podamos aportar líneas de investigación que nos ayuden en el gran reto civilizatorio actual.
[6] Horno de cal. artesanal, en Menorca, hecho por el calero Jorge Pons en el 2019, extraído de la Red de Maestros.
[7] La piedra de la montaña, el ladrillo del tejar, la madera de los bosques, la cal de la calera y la arena del río; pero también la teja, el adobe, las fibras, las colas, las gomas, los aceites, las babas, el yeso, el carbón vegetal, las tierras de colores e, incluso, la caca de la vaca. En la imagen, compendio de los Diez libros de Arquitectura de Vitruvio.
La tecnología artesanal, tildada de “menor”, goza de calidad y complejidad, no menos que los complejos procesos industriales que hemos incorporado a lo largo de la modernidad. La diferencia radica en que la manipulación de los materiales sucede desde un prisma sensible, a favor y aprovechándose de los procesos naturales. La madera la fabrica el árbol (en colaboración con el sol, la tierra y el aire). Si esperamos a que fabrique él mismo su microestructura de celulosa pegada con lignina, lo cortamos en el momento preciso en el que sus azúcares están en la raíz y lo dejamos secar tranquilamente, podremos garantizar su durabilidad ante el tiempo. Es otra manera de eficiencia.
Si esperamos unos años a que la pasta de cal envejezca bajo el agua (la cal es el ligante mineral calizo, calcinado e hidratado), conseguimos, solo con paciencia, que billones de “cristales de Portlandita” de tamaño micrométrico y nanométrico se precipiten dentro de cada cm³ de cal, multiplicando sus propiedades y sin ninguna caducidad. Ya hay estudios científicos que demuestran que la baba de cactus mezclada con la cal en el momento de apagarse, acelera este proceso de recristalización a tan solo unas semanas.
Probablemente la mayor ventaja que tenemos hoy en día es que podemos estudiar empírica y científicamente la tecnología artesanal, no solo de un lugar sino de todos los lugares del planeta. Y aprovechar cierta tecnología contemporánea para guiarnos con rigor hacia las soluciones finales, hacia una nueva arquitectura _______ (quién sabe con qué nombre, definida).
[8] Extracto del Artículo ”Crystallization and Colloidal Stabilization of Ca(OH)2 in the Presence of Nopal Juice (Opuntia ficusindica): Implications in Architectural Heritage Conservation”, realizado en colaboración entre institutos de Granada y EEUU.
Lo que es una evidencia, es que la arquitectura precedente es duradera y saludable, y que ofrece soluciones bioclimáticas de primer orden especialmente por sus características de transpirabilidad o inercia térmica (frente a la impermeabilidad del cemento-petróleo), véase la Alhambra, o véase cualquier casa de pueblo en el verano. Un encalado reduce varios grados de temperatura a la vez que absorbe CO2 y purifica el ambiente, sanea las humedades, es elástico así que se adapta a los movimientos del edificio y con cierto mantenimiento, no se degrada, puede ser eterno. Aunque se degrade, es naturalmente afín a nosotros: nuestros huesos están hechos de la misma caliza, es saludable por naturaleza.
[9] Chamota: teja molida (barro, agua, sol y fuego de leña) . Con este residuo de la construcción, se consigue hidraulizar la cal aérea. Es el opus signinum romano (usado en los acueductos, cisternas, aceras, partes bajas de edificios...), el trespol menorquín, o el cocciopesto italiano, el surkhi asiático, el homra árabe, el Chunam de Singapur...
