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Ciencia: el inesperado uso que se descubrió para la ceniza volcánica
Un material hecho con los residuos de erupciones mostró capacidad para bloquear la radiación; se abre camino a nuevas aplicaciones, sobre todo, en hospitales
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Una investigación realizada en Filipinas por científicos de la National University y la Ateneo de Manila University reveló que la ceniza volcánica puede ser usada para fabricar un nuevo tipo de material de construcción (mortero geopolimérico) capaz de actuar como aislante térmico y escudo frente a radiación, tanto en hospitales como en instalaciones nucleares o industriales. La novedad radica en que el material desarrollado, elaborado con restos del volcán Taal, demostró tener una capacidad superior de atenuar rayos X y gamma, al tiempo que representa una opción económica y ecológica frente a los convencionales bloques de plomo o de hormigón.
En diálogo con LA NACIÓN, especialistas locales en geología y vulcanología explicaron cómo funciona esta tecnología, qué potencial tiene en la región y cuáles son las limitaciones que aún enfrenta su aplicación industrial en la Argentina.
“Es un tema renovedoso. La clave está en la empaquetadura electrónica, o sea, la forma en que están ordenados los electrones dentro del mineral y sobre todo la cantidad de los mismos. Es por esto que el plomo, de alta densidad, es tan eficiente para frenar radiaciones. Entonces, cenizas como las de las últimas erupciones del volcán Pinatubo, ricas en minerales de hierro –óxidos como la hematita y la magnetita– vienen a satisfacer esta condición”, explicó a este medio el geólogo especializado en vulcanología Iván Alejandro Petrinovic.
El equipo filipino analizó las propiedades principales del nuevo material construido con ceniza volcánica, llamado mortero geopolimérico. Se trata de una mezcla similar al cemento, pero hecha con compuestos químicos distintos y sin necesidad de altas temperaturas para su fabricación. En este caso, se usó la ceniza como materia prima. Los investigadores evaluaron qué tan resistente era este mortero, cómo era su estructura interna y, sobre todo, si podía funcionar como barrera contra distintos tipos de radiación, como los rayos X o gamma, que se utilizan en hospitales o en instalaciones nucleares.
Utilizando un software especializado, comprobaron que este nuevo material tenía una gran capacidad para frenar el paso de la radiación. Esa capacidad se mide con distintos valores técnicos, como la “atenuación” (cuánto disminuye la radiación al atravesar el material), la “densidad electrónica” (la cantidad de electrones disponibles para absorber esa energía) y el “número atómico efectivo” (una medida relacionada con los elementos químicos presentes). Cuanto más altos son esos valores, mejor actúa el material como escudo protector.
Una de las conclusiones más importantes fue que este mortero necesitaba menos espesor para frenar la radiación que la ceniza volcánica sola. Por ejemplo, para reducir a la mitad un haz de rayos X, se requerían 23,48 centímetros de ceniza, mientras que el mortero lograba el mismo efecto con solo 15,82 centímetros. Esto se debe a que la mezcla final era más densa y tenía una mayor proporción de minerales como el hierro y el calcio, que ayudan a detener la radiación de forma más eficiente.
“Mientras más fina es la ceniza, más eficiente es el freno a la radiación. Las cenizas que caen durante una erupción serán gruesas cerca del volcán –menos de 10 kilómetros– y muy finas a la distancia –más de 100 kilómetros–”, añadió Petrinovic, quien remarcó que el agregado de polímeros en la mezcla mejora aún más las propiedades de atenuación del material.
En la Argentina
En cuanto a la viabilidad de aplicar esta tecnología en Argentina, el especialista sostuvo que existen zonas volcánicas con depósitos de ceniza útiles para ser analizados. “Las zonas volcánicas, donde se concentran la mayor cantidad de volcanes en los Andes, esto es, el noroeste y la Patagonia. No obstante, erupciones ocurridas dentro del territorio argentino –como Córdoba y San Luis– hace millones de años, aún conservan gruesas capas de cenizas a ser analizadas”, afirmó.
El estudio realizado en Filipinas no es solo una investigación de laboratorio: lo que descubrieron puede tener usos concretos en la vida real. Por ejemplo, este nuevo material podría servir para encerrar de forma segura los desechos radiactivos, construir paredes que protejan de la radiación en hospitales o reforzar estructuras en lugares como laboratorios o plantas de energía. Además, este mortero es más ecológico que el cemento tradicional (conocido como cemento Portland), porque no necesita grandes hornos ni altas temperaturas para fabricarse, lo que ayuda a reducir el impacto ambiental y el consumo de energía.
El vulcanólogo Gustavo Villarosa, también consultado por este medio, explicó que aunque en la Argentina ya se usó ceniza volcánica en algunas construcciones, hay muchas dificultades para pensar en un uso industrial a gran escala. “Después de las últimas erupciones en la Patagonia, muchos se preguntaron si esa ceniza podía aprovecharse para algo útil. Porque al principio se la ve como un residuo, algo que molesta y que hay que limpiar. Pero el problema aparece cuando tenés que juntar grandes cantidades: una capa de tres o cinco centímetros que cubre un pueblo no es tanta como parece, cuesta mucho recolectarla, se mezcla con basura y tierra, y después hay que transportarla. Todo eso encarece y complica su aprovechamiento”, explicó.
“Minería de cenizas”
Villarosa añadió que pensar en una “minería de cenizas” para su uso industrial presenta varios obstáculos. Uno de ellos es la dispersión geográfica del material, ya que suele estar extendido en capas delgadas sobre grandes superficies. Además, la cantidad disponible por kilómetro cuadrado es baja y su recolección resulta compleja. “La ceniza que cae sobre una localidad suele formar una capa de apenas unos pocos centímetros. Esa cantidad, distribuida en una amplia superficie, es difícil de recolectar, y durante el proceso suele contaminarse con residuos o tierra. A eso se suma el problema del transporte: una vez reunido el material, hay que trasladarlo a un lugar donde pueda procesarse, lo que genera costos logísticos elevados”, explicó.
También advirtió que, en muchos casos, las zonas donde se acumula la mayor cantidad de ceniza volcánica están ubicadas en áreas protegidas, como parques nacionales o provinciales de la cordillera. Esto impone serias restricciones ambientales para cualquier intento de extracción. “Los lugares más cercanos a los volcanes, que son donde se encuentra la mayor concentración de ceniza, suelen coincidir con entornos naturales sensibles, como bosques nativos o reservas. Por ejemplo, sería inviable intentar remover varios metros de suelo en el Parque Nacional Nahuel Huapi, ya que eso implicaría un daño ambiental severo. No se puede intervenir esas zonas con actividades mineras o de explotación sin causar un impacto ecológico considerable”, explicó.
Usos
En la Argentina, el uso de ceniza volcánica no es nuevo, aunque estuvo limitado a funciones más rudimentarias. “El mayor uso que se ha hecho es como pulidor, como la legendaria marca PulOil, que se comercializó luego de la lluvia de cenizas del Quizapu en 1932. La mezcla de cenizas con amoníaco y detergente resultó ser un eficaz limpiador. Otro uso muy común es como bloques para la construcción: escuelas, hospitales y obras públicas fueron levantadas con estos bloques en muchas provincias argentinas. El uso más reciente es como adoquinado y revestimiento decorativo, son los denominados ‘pórfidos patagónicos’ que no son otra cosa que cenizas consolidadas”, contó Petrinovic.
Para Petrinovic, el camino en la Argentina pasa por la articulación entre ciencia, tecnología y sector privado. “El recurso existe en el país. El paso siguiente es evaluarlo tecnológicamente buscando que cumpla las condiciones y sea económico su transporte y comercialización. La combinación ideal es a través de organismos como el Conicet combinado con el INTI [Instituto Nacional de Tecnología Industrial] y la iniciativa privada que se interese en la comercialización del producto final. La Argentina tiene el know how y las posibilidades”, consideró.
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