Activación Alcalina

Los cementos activados alcalinamente han sido objeto de un considerable interés de investigación durante la última década y pueden representar una alternativa viable y más respetuosa con el medio ambiente que el cemento Portland para la estabilización / solidificación de una serie de residuos que contienen metales pesados o residuos radiactivos.

Los materiales activados alcalinamente son el producto de la reacción entre una fuente de aluminosilicato (generalmente, subproductos industriales como escorias de la industria del hierro y el acero, cenizas volantes de la combustión del carbón en las plantas termoeléctricas, entre otros) y un «activador» acuoso que suministra constituyentes alcalinos, generalmente hidróxido de metal alcalino, silicato, carbonato o sulfato. Los materiales activados alcalinamente pueden clasificarse en dos grupos, en sistemas con alto contenido de Ca, como escoria de horno alto activada alcalinamente, donde el producto de reacción principal es un gel de tipo aluminosilicato de calcio hidratado (C-A-S-H) con estructura lineal; y en sistemas de bajo contenido de Ca, como las cenizas volantes activadas alcalinamente, donde el producto de reacción es un gel de tipo aluminosilicato alcalino hidratado (N-A-S-H) con una estructura tridimensional.

Se han considerado los materiales activados alcalinamente como unos candidatos muy atractivos para la solidificación/estabilización (S/S) de residuos, incluidos los residuos radiactivos debido a su alta resistencia química, así como sus propiedades mecánicas y térmicas adecuadas junto a su capacidad para incorporar cationes. Numerosos estudios sobre la solidificación de residuos peligrosos que contienen metales pesados están disponibles en la literatura, como, por ejemplo, en materiales activados alcalinamente donde se utilizó una escoria de horno alto y se inmovilizó el 99.9% de Cd²⁺, Zn², Pb²⁺ y 98.8% de Cr⁶⁺ en un ensayo de lixiviación de tanque [J. Deja Cem. Concr. Res. 32 (2002) 1971-1979]. En los materiales activados alcalinamente basados en metacaolín, por ejemplo, se encontró que el 1% de Pb como nitrato estaba inmovilizado por la matriz de geopolímero [D. Perera et al. J. Am. Ceram. Soc. 88 (2005) 2586-2588]. En los geopolímeros basados en cenizas volantes activados por silicato de sodio, después de la lixiviación estática con H₂SO₄, MgSO₄, Na₂CO₃ y agua desionizada durante 2000 h, se encontró que Cd²⁺ y Pb²⁺ estaban efectivamente inmovilizados [J. Zhang et al. J. Hazard. Mater. 157 (2008) 587-598].

Sin embargo, hay menos estudios sobre el uso de materiales activados alcalinamente para inmovilizar residuos radiactivos, de ahí el interés de estudiar la inmovilización de un residuo sólido orgánicos (RSO), resina procedente de una central nuclear en un material activado alcalinamente.