Reutilizar la lava del volcán de La Palma en bioconstrucción

Reutilizar la lava del volcán de La Palma en bioconstrucción

Investigadores del CSIC han identificado la composición de la lava del volcán Cumbre Vieja de La Palma para poder reaprovecharla en materiales de bioconstrucción


Tras 85 días de erupción y más de 159 millones de metros cúbicos de lava expulsada toca investigar qué tipo de uso se le puede dar a la lava expulsada por el volcán de Cumbre Vieja en La Palma.

La erupción del volcán Cumbre Vieja de la Palma expulsó más de 159 millones de metros de cúbicos de lava

Fruto de una colaboración espontánea, surgida como consecuencia de los trabajos de robótica submarina en los que participo, he podido analizar la composición química de este residuo con el objetivo de determinar posibles usos de este material.

Me parecía importante empezar con una caracterización físico química usando las tecnologías del instituto de Micro y Nanotecnología (IMN-CNM-CSIC) como primer paso a un posible reaprovechamiento. Así hemos desarrollado un análisis mediante técnicas de microscopía electrónica y difracción de rayos X para obtener la morfología y composición química de la lava, haciendo una diferenciación de elementos y cuantificando su presencia.

En el Laboratorio de Micro y Nanofabricación la muestra ha sido procesada con dos de las tecnologías más punteras disponibles en el instituto: el microscopio electrónico de barrido FEI Verios 460 (SEM), con el que hemos obtenido los elementos presentes en la muestra y el difractómetro de Rayos X de Bruker D8 Discover (XRD), con el que se han determinado los compuestos predominantes en el material.

Con el SEM conseguimos identificar y cuantificar (de mayor a menor presencia) los elementos químicos (átomos de una misma clase) presentes en la lava.

  • Oxígeno (O) 42%
  • Silicio (Sí) 16%
  • Hierro (Fe) 9%
  • Carbono (C) 7%
  • Calcio (Ca) 7%
  • Aluminio (Al) 7%
  • Sodio (Na) 5%
  • Magnesio (Mg) 3%
  • Titanio (Ti) 2%
  • Potasio (K) 1%

En un segundo análisis, la lava fue triturada para, mediante difracción de rayos X del polvo, obtener información de las fases cristalinas e identificar los compuestos químicos presentes, entre los que de manera preliminar destacan: diópsidos, augitas, forasteritas y perovskitas.

El IMN cuenta con el microscopio electrónico de barrido FEI Verios 460, uno de los más potentes de Europa, utilizado normalmente para el análisis de óxidos, metales y polímeros en escalas micro y nanométricas. En esta ocasión, el análisis de esta roca volcánica ha sido una novedad.

Imágenes de SEM de la lava de menor a mayor aumento, en escalas que van de micras a nanómetros.

Este microscopio es tan avanzado que, pese a ser la muestra aislante, no precisa de ningún tratamiento adicional, lo que nos permite obtener información morfológica a escala micro y nanométrica sin el recubrimiento de oro que hasta ahora se necesitaba depositar en muestras aislantes en microscopios convencionales. Esto ha permitido eliminar los efectos de carga y observar la lava a escala nanométrica.

Estos resultados determinan y contribuyen al posible reaprovechamiento de material volcánico (lava y ceniza) en aplicaciones reales, como es el caso de la empresa Red Verde, dedicada a la fabricación de materiales ecológicos para la bioconstrucción, o TheKSFactory, centrada en la reutilización de residuos minerales, forestales y marinos en la construcción, la industria y la náutica.

También participamos con empresas como Nido Robotics, especializada en drones submarinos fabricados en España y la empresa andaluza Andalú Sea, con la que localizamos, caracterizamos y reciclamos materiales biológicos para su uso en la construcción u otras aplicaciones, como ya hicimos en el caso del alga roja invasora (proyecto ECO2-ALGAE).

Además, el Cabildo Insular de la Palma ya está en colaboración con otros centros del CSIC, como el Instituto Geológico y Minero de España (IGME-CSIC), el Instituto de Geociencias (IGEO-UCM-CSIC) y el Instituto Español de Oceanografía (IEO-CSIC) para buscar posibles usos a la lava volcánica.

Finalizo destacando que estos resultados obtenidos con la caracterización en la micro y nano escala de la lava del volcán de Cumbre Vieja son complementarios a las técnicas de petrografía que usan los geólogos; poniendo así en valor la nanotecnología como eje transversal útil en todos los campos de la ciencia.



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