Materiales alternativos de construcción, utilizando piedra pómez de Ecuador, para el diseño de geopolímeros.

[ES] La investigación se enfoca en el desarrollo y evaluación de geopolímeros elaborados a partir de piedra pómez ecuatoriana como alternativa sostenible al cemento Portland, con el objetivo de reducir las emisiones de CO2 asociadas a la producción de clínker. La metodología contempló una revisión bibliométrica sobre el impacto ambiental del cemento y el potencial uso de los geopolímeros como materiales de bajo impacto, con énfasis en la valorización de la piedra pómez como recurso aluminosilicato local. Se caracterizó mineralógica y químicamente la piedra pómez de distintos yacimientos del país, evaluando su viabilidad como precursor mediante ensayos de resistencia a la compresión tras su activación alcalina. Con el fin de optimizar el sistema y reducir la molaridad del hidróxido de sodio como activador, se incorporó inicialmente humo de sílice y se evaluó la durabilidad frente a medios ácidos. Posteriormente, en busca de una optimización adicional del sistema, se añadió polvo de ladrillo calcinado, rico en sílice y aluminio, evaluando su desempeño mecánico en elementos prefabricados conforme a la normativa ecuatoriana. Finalmente, se cuantificaron las emisiones de CO2 asociadas a cada mezcla geopolimérica desarrollada mediante la metodología del Intergovernamental Panel on Climate (IPCC), lo que permitió una comparación directa con el cemento Portland tipo general use (GU). Los resultados evidenciaron que la piedra pómez de Cotopaxi presenta la mejor reactividad con adecuada demanda alcalina, destacándose como el precursor más eficiente. La incorporación de humo de sílice y polvo de ladrillo mejoró la microestructura, incrementando la resistencia mecánica y la durabilidad del geopolímero, cumpliendo con los requisitos para mampostería estructural. Además, se verificó una reducción del 11,8% en emisiones de CO2 en comparación con el cemento Portland, validando el potencial ambiental de estos conglomerantes. Se propone como línea futura el estudio de activadores alternativos de menor huella de carbono, el uso de residuos industriales o agrícolas, mejoras en el proceso de curado, modelación del proceso de geopolimerización y validación estructural a escala real, junto con análisis de ciclo de vida y costo-beneficio que respalden su viabilidad técnica, ambiental y económica.

[CA] La investigació se centra en el desenvolupament i l'avaluació de geopolímers elaborats a partir de pedra tosca (pumita) d'origen equatorià com a alternativa sostenible al ciment Portland, amb l'objectiu de reduir les emissions de CO2 associades a la producció de clínquer. La metodologia va incloure una revisió bibliomètrica sobre l'impacte ambiental del ciment i el potencial ús dels geopolímers com a materials de baix impacte, amb èmfasi en la valorització de la pedra tosca com a recurs aluminosilicat local. Es va caracteritzar mineralògicament i químicament la pedra tosca de diversos jaciments del país, avaluant la seua viabilitat com a precursor mitjançant assaigs de resistència a la compressió després de l'activació alcalina. Amb la finalitat d'optimitzar el sistema i reduir la molaritat de l'hidròxid de sodi com a activador, s'incorporà inicialment fum de sílice i s'avaluà la durabilitat en medis àcids. Posteriorment, amb la intenció d'aconseguir una optimització addicional, s'afegí pols de maó calcinat, ric en sílice i alumini, i s'avaluà el seu comportament mecànic en elements prefabricats d'acord amb la normativa equatoriana. Finalment, es quantificaren les emissions de CO2 associades a cada mescla geopolimèrica desenvolupada mitjançant la metodologia de l'IPCC, cosa que permeté una comparació directa amb el ciment Portland tipus GU. Els resultats evidenciaren que la pedra tosca de la zona de Cotopaxi presenta la millor reactivitat amb una demanda alcalina adequada, destacant-se com el precursor més eficient. La incorporació de fum de sílice i de pols de maó millorà la microestructura, incrementant la resistència mecànica i la durabilitat del geopolímer, i complint els requisits per a fàbrica estructural. A més, es constatà una reducció de l'11,8% en les emissions de CO2 en comparació amb el ciment Portland, validant el potencial ambiental d'aquests conglomerants. Com a línia futura, es proposa l'estudi d'activadors alternatius amb menor petjada de carboni, l'ús de residus industrials o agrícoles, millores en el procés de curat, la modelització del procés de geopolimerització i la validació estructural a escala real, juntament amb anàlisis de cicle de vida i de cost-benefici que avalen la seua viabilitat tècnica, ambiental i econòmica.

[EN] The research focuses on the development and evaluation of geopolymers produced from Ecuadorian pumice stone as a sustainable alternative to Portland cement, with the aim of reducing CO2 emissions associated with clinker production. The methodology included a bibliometric review on the environmental impact of cement and the potential use of geopolymers as low-impact materials, with emphasis on the valorization of pumice as a local aluminosilicate resource. The pumice from various deposits in the country was mineralogically and chemically characterized, and its viability as a precursor was assessed through compressive strength tests after alkaline activation. In order to optimize the system and reduce the molarity of sodium hydroxide used as an activator, silica fume was initially incorporated, and durability was evaluated under acidic conditions. Subsequently, in pursuit of further optimization, calcined brick powder rich in silicon and aluminum was added, and its mechanical performance in prefabricated elements was assessed in accordance with Ecuadorian standards. Finally, the CO2 emissions associated with each geopolymer mixture developed were quantified using the IPCC methodology, allowing for a direct comparison with Type GU Portland cement. The results showed that pumice from the Cotopaxi region exhibited the highest reactivity with adequate alkaline demand, standing out as the most efficient precursor. The addition of silica fume and brick powder improved the microstructure, increasing both mechanical strength and durability of the geopolymer, meeting the requirements for structural masonry. Moreover, an 11.8% reduction in CO2 emissions was verified compared to Portland cement, validating the environmental potential of these binders. Future research lines include the study of alternative activators with lower carbon footprints, the use of industrial or agricultural waste, improvements in the curing process, modeling of the geopolymerization process, and full-scale structural validation, along with life cycle and cost-benefit analyses to support their technical, environmental, and economic feasibility.