Algunas cenizas del volcán Turrialba tienen forma de palomita de maíz, según la imagen que se proyecta en el microscopio electrónico de barrido. También resulta que esas partículas son huecas, pero poseen un agujero por donde se cree que ingresa el viento y eso facilita su dispersión.
Estos son resultados preliminares de un estudio que realizan investigadores de las universidades de Costa Rica (UCR) y Nacional (UNA) y el Laboratorio Nacional de Nanotecnología (Lanotec) del Centro Nacional de Alta Tecnología (Cenat-Conare).
Los científicos estudian las nanoestructuras (su tamaño está en lo molecular y lo microscópico) de esas partículas, con el fin de caracterizarlas morfológica y químicamente.
¿Qué han descubierto hasta la fecha? Pues que las partículas son heterogéneas. Algunas se ven como palomitas de maíz; otras, como globos de papel, y también las hay con forma de cristales.
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Según Yendry Corrales, investigadora del Lanotec, la morfología varía según el sitio donde se recolecte la muestra.
En total, se cuenta con siete lugares de muestreo, los cuales van desde el cráter y el mirador hasta fincas cercanas al volcán.
En cuanto a tamaño y peso, la mayoría de las partículas se encuentran en la microescala y no necesariamente en la nanoescala. Según Corrales, estas miden entre 200 micrómetros (un micrómetro equivale a una milésima parte de un milímetro) y 100 nanómetros (un nanómetro equivale a una milmillonésima parte de un metro).
Dependiendo del tamaño y peso de la partícula, esta viajará cerca o lejos del volcán. Esas variables también influyen en cuánto tiempo duran suspendidas en el aire.
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En cuanto a la composición química, esta ceniza contiene silicio, hierro, calcio y aluminio. “El silicio es el componente más abundante”, indicó Reynaldo Pereira, de Lanotec.
Evolución. Los investigadores analizan cenizas antiguas y recientes. Al contar con material recolectado en diferentes momentos, se puede ver –gracias a la ceniza– cómo ha evolucionado la actividad del volcán.
“Hasta el momento, lo que hemos visto es una variación química entre las primeras muestras analizadas y las más recientes. De hecho, el color es diferente y eso ya nos indica que su composición es distinta”, comentó Corrales.
“También hemos observado cambios en la morfología, según la muestra y el día en que se tomó”, agregó la nanotecnóloga.
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En cuanto a los vulcanólogos, esos perfiles temporales pueden asociarse a las distintas etapas del periodo eruptivo.
Por ejemplo, la ceniza de la primera erupción freática del 2010, la que inauguró el actual periodo eruptivo, presentó alteración hidrotermal y apenas el 1% de la muestra presentaba vidrios frescos, por lo que se descartó la presencia de magma.
Según Raúl Mora, vulcanólogo del programa Preventec de la UCR, actualmente la ceniza está compuesta entre 20% y 25% por material juvenil.
“Estos análisis de la ceniza nos permitirán entender los procesos más a largo plazo”, enfatizó Mora.
En la segunda etapa del proyecto, por parte de Lanotec, se estudiarán las propiedades catalíticas de la ceniza en diferentes reacciones químicas.
Utilidad. Conocer la morfología y química de la ceniza es relevante para la salud.
En otros países se ha comprobado que la inhalación de partículas volcánicas desencadena silicosis, una enfermedad respiratoria. “Como la ceniza es cristalina, no se disuelve en agua y, por eso, el organismo la encapsula creando fibromas, y eso puede generar problemas de salud”, explicó Corrales.
En cuanto a la química, los investigadores descartan la presencia de metales pesados. “Los metales pesados pueden catalizar reacciones de oxidación que dañan las células e incluso el ADN”, comentó la nanotecnóloga.
No todo lo relativo a la ceniza es negativo. Según Corrales, ingenieros agrónomos han mostrado interés en conocer más sobre las propiedades fertilizantes de la ceniza, así como su efecto en el suelo y los cultivos.
Asimismo, conocer las nanoestructuras permitirá desarrollar nuevos materiales. Según Corrales, se quiere desarrollar una cera que repela las partículas y así evite la corrosión.
“Como ya sabríamos cómo son y con qué interactúan, entonces, ya podríamos evitarlas. Por eso, es tan importante conocerlas”, dijo la investigadora.
Los principios físicos y químicos de la ceniza del Turrialba podrían también inspirar el diseño de materiales.
Si alguien estuviera interesado en crear un artefacto que se desplace a largas distancias de forma rápida, quizá pueda considerar un diseño en forma de palomita de maíz.