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INVESTIGACIÓN DE CONCEPTOS BÁSICOS

1. FELDESPATOS1.1. DEFINICIÓN.-

Los feldespatos son un grupo de minerales tectosilicatos y aluminosilicatos que corresponden en volumen a tanto

como el 60% de la corteza terrestre. La composición de feldespatos constituyentes de rocas corresponde a un

sistema ternario compuesto deortoclasa (KAlSi3O8), albita (NaAlSi3O8) y anortita (CaAl2Si2O8). Feldespatos con

una composición química entre anortita y albita se llaman plagioclasas, en cambio los feldespatos con una

composición entre albita y ortoclasa se llaman feldespatos potásicos

El feldespato es un componente esencial de muchas rocas ígneas, sedimentarias y metamórficas de tal modo que

muchas de estas rocas se clasifican según su contenido de feldespato.

La estructura de los feldespatos se puede describir como un armazón de silicio y aluminio con  bases

alcalinos y metales alcalinotérreo en los espacios vacíos.

Diagrama del sistema ternario que muestra las composicionesque suelen tener los feldespatos.

1.2. TIPOS.-

Se dividen en los grupos siguientes:

Feldespatos potásicos, que son monoclínicos, entre los que están: ortosa, hialofano y anortoclasa.

Plagioclasas (feldespatos de calcio o sodio), que son triclínicos, entre los que

están: albita, andesina, anortita, banalsita,bytownita, dmisteinbergita y labradorita.

Otros feldespatos: buddingtonita (feldespato de amonio) y celsiana (feldespato de bario)

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1.2.1. FELDESPATO POTÁSICO

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Cristal de sanidina con bandas de desmezcla Ortosa (blanco) con cuarzo (incoloro)

Cristales de sanidina en macla de Carlsbad Ejemplar de microclima (variedad amazonita), con bandas blancas de

desmezcla de albita

Cristales de microclima en un granito pegmatítico Cristal de sanidina

Microclina. Obsérvese la alternanciade bandas de desmezcla que caracteriza a

los feldespatos potásicos

Feldespato

Feldespato

General

Categoría Minerales tectosilicatos

Clase 9.FA.30 (Strunz)

Fórmula

química

genérica del grupo:

(K,Na,Ca,Ba,NH4)(Si,Al)4O8

Propiedades físicas

1. Color variado.

2. Lustre mata

3. Dureza en la escala

de Mohs 4,5

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2. Filosilicatos2.1. Definición

Los filosilicatos tienen en su gran mayoría un origen secundario, formándose como resultado de la alteración de los minerales primarios o de otros silicatos tanto de mayor como de menor complejidad.

Están formados por láminas tetraédricas de Silicio y láminas octaédricas de Aluminio o de Magnesio. Son las láminas de siloxano, gibsita y brucita respectivamente.

Esquema en planta de la disposición de las láminas

Esquema de la disposición de los cationes y aniones en las láminas

Los minerales más representativos desde el punto de vista agronómico y forestal son el talco, la pirofilita, las micas biotita y moscovita, y las arcillas illita, montmorillonita y vermiculita.

2.2. TIPOS DE FILOSILICATOS RELEVANTES2.2.1. BIOTITA

Filosilicato del grupo de las micas muy abundante en suelos y rocas.

Características

Fórmula química: K(Mg,Fe)3 [AlSi3O10 (OH)2] Clase: Silicato Subclase: FilosilicatoSistema cristalográfico: Monoclínico

Hábito: Escamas, láminas irregulares o más raramente laminar pseudohexagonal o prismático corto.

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2.2.2. MOSCOVITA

La moscovita pertenece a las micas alumínicas. Básicamente es un aluminosilicato de potasio y aluminio, pero puede llevar Mg, Cr y una gran variedad de otros elementos en sus numerosas variedades .

Características

Fórmula química: KAl2 (OH,F)2AlSi3O10Clase: Silicato Subclase: FilosilicatoSistema cristalográfico: MonoclínicoHábito: Masivo compacto o terroso, laminar o tabular pseudohexagonal.

Detalle de las laminillaPropiedades físicas

Color: Incoloro o levemente gris o plateado. Transparente o traslúcido. Algunas variedades pueden tener tonalidades amarillas, pardas, verdes o rojas.

Color de la raya: Blanco. Brillo: Sedoso o perlado.

Dureza: 2-2'5 Densidad: 2'8 g/cm3

Otras: Exfoliable perfectamente en finas láminas elásticas y flexibles. Infusible e insoluble en ácidos.2.2.3. ILLITA

Es una arcilla no expansible, micácea, que parte de la fracción arcillosa del suelo.

Características

Fórmula química: (K,H3O)(Al, Mg, Fe)2[(Al Si,)4O10(OH)2](H2O) Clase: Silicato Subclase: FilosilicatoSistema cristalográfico: Monoclínico

Hábito: Se produce como agregados de pequeños cristales monoclínicos grises a blancos

Propiedades físicasColor: Gris-blanco a plateado-blanco, gris verdoso, u otras tonalidadesColor de la raya: Blanco Brillo: Terroso

Dureza: 1-2 (blando, se raya con punzón de cobre). Densidad: 2'8 g/cm3

ReconocimientoDebido a su pequeño tamaño para su identificación certera se requiere análisis de difracción de rayos X. Se diferencian de las micas por tener menos Si sustituido por Al, contener más agua y tener parte del potasio sustituido por calcio y magnesio.

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Ambiente de formaciónConstituyente principal de muchas pizarras, es un producto de la alteración de la moscovita y los feldespatos en ambientes de pluviometría y temperatura elevadas.

SuelosEs común en sedimentos, suelos, rocas arcillosas sedimentarias, y en rocas metamórficas (imagen 9).

Arcillas ferralíticas ricas en illita (Valle de Viñas, Cuba)

2.2.4. MONTMORILLONITA

La montmorillonita es un hidrosilicato de Mg y Al, con otros posibles elementos (X).CaracterísticasFórmula química: (Al, Mg)2[Si4O10 (OH)2] Xx(H2O)nClase: Silicato Subclase: FilosilicatoSistema cristalográfico: MonoclínicoHábito: Cortezas, masas terrosas, agregados foliares y granulares

Propiedades físicasColor: Gris-blanco, amarillo, marrón, rosa, azuladoColor de la raya: Blanca Brillo: Terroso, mate

Dureza: 1-2 Densidad: 1.7-2 g/cm3

Otros: Al contacto con el agua se gelatiniza e hinchaReconocimientoSe caracteriza por una composición química inconstante. Es soluble en ácidos y se expande al contacto con agua.Ambiente de formación

Se origina en ambiente sedimentario de clima tropical por alteración de los feldespatos y en ambiente hidrotermal por alteración de vidrio volcánico y tobas.SuelosLa montmorillonita se forma en suelos bien desarrollados, con la presencia de bastante humedad en por lo menos un período al año y con un drenaje deficiente, circunstancia esta última fundamental para la creación de una solución del suelo que posea alto contenido catiónico.

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3. VISCOSIDAD

Para comprender mejor las complejas propiedades de flujo, consideramos la manera en que fluyen dos materiales comunes. Para asignar valores a las propiedades respectivas, recordemos que valores altos se refieren a una mayor resistencia al flujo. Así si preguntamos: ¿cuál tiene mayor viscosidad: la miel o la mayonesa?, los que responden que la mayonesa, argumentan que esta última no fluye en, por ejemplo, un recipiente invertido, mientras que la miel si lo hace.Aquellos que dicen que la miel, argumentan que es más difícil batir un vaso con miel que uno con mayonesa. Esta no es una paradoja, es simplemente la evidencia de que hay más para discutir en lo relacionado a la viscosidad. Entonces, ¿qué es la viscosidad? Simplemente digamos que es la resistencia a fluír de un material. Para medir y describir precisamente el flujo de un material es necesario confinarlo, hacer que ocurra el flujo por medios mecánicos, medir la fuerza requerida para ello y convertir las fuerzas medidas a valores específicos que puedan ser comparados con otros. El principio involucrado es el siguiente: imaginemos un plato cuadrado, metálico, anclado( para evitar su movimiento) y cubierto con una capa delgada de grasa. Ahora imaginemos otro plato del mismo tamaño que el primero, colocado sobre la superficie opuesta de la capa de grasa a una

distancia h. Para deslizar el plato superior se debe aplicar sobre él una fuerza (refiriéndonos a movimiento paralelo de los platos). Fig1

Una pequeña fuerza es suficiente para mover el plato en una distancia corta a una velocidad baja, pero si queremos moverlo a mayor velocidad se necesitará una fuerza mayor.Por otro lado, se podría observar que es más difícil mover el plato con una capa de grasa delgada que con una gruesa. Así mismo un plato de mayores dimensiones será más difícil de mover para igual velocidad y espesor de grasa.

El asignar valores numéricos a estos fenómenos, nos permite operar matemáticamente sobre estos y el asignar nombres a estas interacciones permite que sean objeto de discusión.

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3.1. ESFUERZO DE CORTE La fuerza F requerida para mover el plato superior se relaciona con el área en contacto con la sustancia y para llegar a una medida específica es necesario dividir la fuerza total necesaria para el movimiento por el área en contacto con la sustancia. A esta relación se le denomina Esfuerzo de Corte (el movimiento entre planos es siempre referido como "corte" o "cizalla", en inglés "shear").

Las unidades usuales para la fuerza son la dina (1000 dinas equivalen al peso de 1 gramo aproximadamente), y para el área, el cmLa fórmula sería:

3.2. VELOCIDAD DE DEFORMACION O CIZALLAMIENTO:

El cizallamiento ejercido sobre el material es relacionado con la velocidad relativa de movimiento y la distancia entre platos (h en nuestro caso). A una velocidad, v, dada, mayor esfuerzo se requiere en una

unidad de material cuando los platos están más cercanos. La medida específica de este trabajo por unidad de material es llamada velocidad o tasa de deformación o corte, y es definida como la velocidad relativa dividida por la distancia entre platos:

3.3. FLUIDOS NEWTONIANOS Recordemos que cuando la viscosidad es constante, para cualquier valor de t, el fluido recibe el nombre de Newtoniano.

La representación gráfica de t vs. Y de un fluido Newtoniano es una recta que pasa por el origen. (Fig. 4).

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3.4. FLUIDOS NO NEWTONIANOS

La complejidad reológica aumenta de a) a c). Además estos grupos son ideales, pues con frecuencia existen fluidos reales complejos que son combinaciones de varios modelos reológicos. En los fluidos no-newtonianos la temperatura tiene una enorme importancia ya que a menudo, pequeñas variaciones de temperatura pueden modificar notablemente el comportamiento reológico de un fluido de este tipo. En los fluidos no-newtonianos no puede utilizarse el concepto de viscosidad por dos causas: a) En general, la consistencia (concepto análogo al de viscosidad, y que relaciona el esfuerzo de corte con la tasa de deformación), depende de la presión tangencial, y, por lo tanto, no es constante sino que puede variar entre amplios límites. En oposición a la viscosidad que es siempre constante (a una temperatura dada).

b) Por otra parte, la consistencia tiene unas dimensiones diferentes de la viscosidad ya que no secumple:

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Por esta razón los fluidos no-newtonianos se caracterizan por los reogramas, que son las representaciones gráficas de sus comportamientos, o bien por sus parámetros reológicos, que son las constantes de las ecuaciones que definen ese comportamiento reológico. Tanto los reogramas como los parámetros reológicos se obtienen a partir de datos experimentales.

En general se traza primero el reograma, buscando un sistema de escalas que permita lalinealización y, a partir de los datos gráficos, se calculan los parámetros reológicos. En muchos casos se utilizan solamente reogramas.

En los fluidos no-newtonianos se ha utilizado con frecuencia el concepto de viscosidad aparente que es

la que tendría un fluido newtoniano cuya recta pasara por el mismo punto del reograma (Fig.5).El fluido no newtoniano tiene en A, una viscosidad aparente:

La viscosidad aparente es un concepto que se presta a muchos errores como puede deducirse de la

figura. No conviene, pues, usar ciertos aparatos para la medición de viscosidades en fluidos no-newtonianos. Otro concepto utilizado es el de viscosidad diferencial que viene dado por el ángulo que forma la tangente a la curva, en un punto dado, con el eje de abscisas.

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