La tecnología del geopolímero hace posible la reutilización de desechos industriales de metacaolín y otros aluminosilicatos para generar geopolímeros.

En la actualidad, la competencia global intensa y los cambios de oportunidades del mercado obligan continuamente al desarrollo de nuevos materiales con tecnologías limpias que reduzcan el procesamiento de materiales con elevados costos y el desgaste tanto en recursos naturales como en contaminación ambiental. Al enfocar el análisis en los resultados del progreso científico-técnico del siglo XXI y su costo ecológico, se busca satisfacer las necesidades actuales, minimizando los impactos ambientales para cubrir las necesidades sociales presentes sin comprometer los recursos de generaciones futuras.

La tecnología verde se basa en el uso de materiales, procesos o métodos que reducen o eliminan la creación de contaminantes o desechos desde las fuentes que los originan, incluyendo métodos reductores del uso de energía, agua y otros recursos, así como métodos que protegen los recursos naturales, ya sea mediante su prevención, o utilizándolos de manera más eficaz, para así lograr una reducción cuantificable de la contaminación emitida al medio ambiente.¹

polímerose usa frecuentemente para hacer referencia a una extensa molécula orgánica con unidades o secuencias repetidas. No obstante, en 1979, Joseph Davidovits introdujo el término geopolímero para denotar aquellos polímeros de origen inorgánico obtenidos tras la síntesis de una solución alcalina con un sólido constituido fundamentalmente por aluminosilicatos; surge así el concepto de la geopolimerización.² En general, los geopolímeros están constituidos por una red de sialatos compuestos por tetraedros de SiO4 y AlO4, enlazados alternativamente con átomos de oxígeno. Iones con carga positiva, tales como el Na⁺, K⁺ o Ca²⁺, son esenciales para el balance de la carga negativa del Al3+, y se alojan en las cavidades de la estructura. Son numerosas las variables que afectan el proceso de elaboración del geopolímero como: tipo y composición de los materiales de partida, naturaleza y concentración del activador alcalino, temperatura y tiempo de curado, etcétera.^{3, 4} y ⁵

Los geopolímeros son una nueva clase de materiales cerámicos considerados revolucionarios debido a sus ventajas técnicas, como: resistencia mecánica elevada y excelente estabilidad frente a medios agresivos. Además, su producción coadyuva a la utilización de tecnologías verdes, mitigando problemas ambientales como consecuencia del tipo de materias primas utilizadas: minerales naturales tales como el caolín calcinado a 800 ^oC, el metacaolín, procedente de la deshidroxidación del caolín, que es una arcilla blanca muy pura empleada para fabricar cerámica, porcelana y papel producido en los estados de Hidalgo, Zacatecas y Veracruz; de igual manera contribuye a la utilización de subproductos industriales y/o desechos –como cenizas volantes (producidos en termoeléctricas), escorias de alto horno (siderurgia) y residuos industriales de aluminosilicatos, como es la ceniza volante generada en las plantas carboeléctricas–. Sobre el empleo de este tipo de desechos, numerosos estudios se han llevado a cabo.

Los geopolímeros pueden ser sintetizados a partir de diferentes fuentes de materiales como arcillas calcinadas,^6,7 minerales naturales, desechos industriales, rocas volcánicas o mezclas de dos o más materiales;⁶ además, estas tecnologías de procesamiento están asociadas a un bajo consumo energético y de explotación de recursos minerales.² Tales méritos hacen del geopolímero un material ingenieril potencial en aplicaciones estructurales y/o funcionales (figura 1). Hablamos
de productos estructurales tales como reforzamiento para la manufactura de moldes, cementos y re-emplazamiento de concreto en varios ambientes, materiales resistentes al fuego, aislamiento térmico, materiales de construcción de bajo costo, artefactos decorativos, refractarios resistentes al choque térmico, inmovilización tecnológica de residuos tóxicos y radioactivos. Estos materiales también pueden aplicarse en la industria aeroespacial y automovilística, compósitos para interiores de aviones, construcción naval, fundiciones no ferrosas y metalurgia, como por ejemplo en boquillas de tinas de vaciado, ingeniería civil e industria del plástico, entre otras.^{2, 3 y4}

Además, la tecnología del geopolímero hace posible la reutilización de desechos industriales de metacaolín y otros aluminosilicatos para generar geopolímeros.^{2, 4} Los trabajos desarrollados en el Cinvestav, Unidad Querétaro y descritos a continuación, se refieren a propiedades como la mecánica de un concreto base geopolímero, comparada con las de uno a base de cemento pórtland, y también se refieren al estudio de dos de estas variables –temperatura y tiempo de curado–, a fin de determinar la posible relación existente entre ambas sobre las propiedades mecánicas y aplicaciones ingenieriles de éstas (cuadro 1).