Innovando en la ingeniería de construcción: Geopolímeros obtenidos a partir de cenizas volcánicas recientes

La ceniza volcánica es uno de los principales productos magmáticos emitidos durante las erupciones por los volcanes explosivos como lo son los volcanes peruanos, esta ceniza se deposita alrededor de los edificios volcánicos y se acumula con cada proceso eruptivo. Si bien es cierto la ceniza puede generar efectos en la calidad de aire, la salud pública, salud de los animales y daños en la agricultura; existen propiedades de este material que pueden ser aprovechadas como insumo para material de construcción.

El Instituto Geológico, Minero y Metalúrgico (Ingemmet) como parte de un proyecto de investigación volcánica, realizó un estudio que permitió analizar la composición química y microestructural de la ceniza de los volcanes Ubinas, Sabancaya y Misti. Este proyecto fue financiado en parte por el Consejo Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (Concytec) y se denominó: “FABRICACIÓN, CARACTERIZACIÓN Y EVALUACIÓN DE GEOPOLÍMEROS OBTENIDOS A PARTIR DE CENIZAS VOLCÁNICAS PARA SU APLICACIÓN EN CONSTRUCCIÓN”, liderado por la Universidad Católica San Pablo de Arequipa, que contó con entidades colaboradoras como la Universidad Carlos III de Madrid. El objetivo del proyecto fue obtener un material de construcción ecoeficiente y económico, alternativo al cemento común.

Los resultados de este proyecto permitieron determinar que la composición de las cenizas de los volcanes Sabancaya, Ubinas y Misti son similares y que cuentan con las mismas propiedades para ser usadas en la fabricación de geopolímeros, los cuales son polímeros sintéticos inorgánicos de aluminosilicatos que proceden de la reacción química conocida como geopolimerización, resultante de la reacción química de un líquido alcalino con el silicio (Si) y el aluminio (Al) en un material fuente de origen geológico.

Como parte de la experimentación se fabricaron adoquines, los cuales han sido testeados a fin de comprobar si cumplen con las condiciones establecidas en el Reglamento Nacional de Edificaciones, obteniendo resultados satisfactorios, por lo cual pueden ser usados en pavimentos de todo tipo, contenedores e incluso para patios industriales. Conjuntamente se evaluó su potencialidad comercial, resultando muy positiva.

Uno de los principales resultados en las propiedades de estos productos es la resistencia mecánica que ha mostrado un buen comportamiento mecánico y una buena resistencia al desgaste. Estas propiedades halladas en los adoquines superan a las del tradicional cemento portland, siendo una alternativa viable para el uso en la construcción.

De esta manera el Ingemmet mediante su observatorio vulcanológico realiza y fomenta la investigación de las materias primas relacionadas a la actividad volcánica reciente del país contribuyendo al desarrollo e innovación de la industria de la construcción. Así mismo la información y datos generados con este proyecto de investigación forma parte de la base de datos geocientífica del Perú, como una herramienta básica para el fomento de la inversión y del desarrollo nacional.

El estudio sobre la obtención de estos materiales geopoliméricos ha sido publicado en el 18th LACCEI International Multi-Conference for Engineering, Education, and Technology bajo el título “Peruvian volcanic ashes as new alternative material in geopolymer preparation: influence of dissolution concentration and wear resistance” (http://laccei.org/LACCEI2020-VirtualEdition/meta/FP5.html