Arcillas

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Arcilla

La arcilla es un suelo o roca sedimentaria constituido por agregados de silicatos de aluminio hidratados, procedentes de la descomposición de rocas que contienen feldespato, como el granito. Presenta diversas coloraciones según las impurezas que contiene, desde el rojo anaranjado hasta el blanco cuando es pura.

Físicamente se considera un coloide, de partículas extremadamente pequeñas y superficie lisa. El diámetro de las partículas de la arcilla es inferior a 0,002 mm. En la fracción textural arcilla puede haber partículas no minerales, los fitolitos. Químicamente es un silicato hidratado de alúmina, cuya fórmula es: Al 2 O 3 · 2SiO2 · 2H2O.

Se caracteriza por adquirir plasticidad al ser mezclada con agua, y también sonoridad y dureza al calentarla por encima de 800 °C. La arcilla endurecida mediante la acción del fuego fue la primera cerámica elaborada por los seres humanos, y aún es uno de los materiales más baratos y de uso más amplio. Ladrillos, utensilios de cocina, objetos de arte e incluso instrumentos musicales como la ocarina son elaborados con arcilla. También se la utiliza en muchos procesos industriales, tales como en la elaboración de papel, producción de cemento y procesos químicos.

Clasificación

Las arcillas se pueden clasificar de acuerdo con varios factores. Así, dependiendo del proceso geológico que las originó y a la ubicación del yacimiento en el que se encuentran, se pueden clasificar en:

Arcilla primaria: se utiliza esta denominación cuando el yacimiento donde se encuentra es el mismo lugar en donde se originó. El caolín es la única arcilla primaria conocida.

Arcillas secundarias: son las que se han desplazado después de su formación, por fuerzas físicas o químicas. Se encuentran entre ellas el caolín secundario, la arcilla refractaria, la arcilla de bola, el barro de superficie y el gres.

Si atendemos a la estructura de sus componentes, se distinguen las arcillas filitenses y las arcillas fibrosas.

También se pueden distinguir las arcillas de acuerdo a su plasticidad. Existen así las arcillas plásticas (como la caolinítica) y las poco plásticas (como la esméctica, que absorbe las grasas).

Por último, hay también las arcillas calcáreas, la arcilla con bloques (arcilla, grava y bloques de piedra de las morrenas), la arcilla de descalcificación y las arcillitas (esquistos arcillosos).

Química y estructura

Estos minerales se constituyen de láminas de tetraedros con una composición química general de Si 2 O 5 en donde cada tetraedro (Si O 4) está unido en sus esquinas a otros tres formando una red hexagonal. Aluminio y hierro pueden parcialmente reemplazar al silicio en la estructura mientras.

Los oxigenos ubicados en el ápice de los tetraedros de estas láminas pueden, al mismo tiempo, también formar parte de otra lámina paralela compuesta de octaedro. Estos octaedros suelen estar coordinados por cationes de Al, Mg, Fe3+ y Fe2+. Más infrecuentemente átomos de Li, V, Cr, Mn, Ni, Cu o Zn ocupan dicho sitio de coordinación.1

Las relativamente grandes superficies de los minerales de la arcilla pueden adsorber iones y moléculas ya están cargadas de electricidad estatica.

Grupos de minerales arcillosos

Los minerales de la arcilla se suelen definir según composiciones químicas idealizadas.1 La cantidad de sílice (Si O 2) en la fórmula es una determinante clave en la clasificación de los minerales de la arcilla.

Grupo de la caolinita: incluye los minerales caolinita, dickita, haloisita y nacrita.

Algunas fuentes incluyen al grupo serpentinas por sus similitudes estructurales.

Grupo de la esmectita: incluye pirofilita, talco, vermiculita, sauconita, saponita, nontronita, montmorillonita.

Grupo de la illita: incluye a las micas arcillosas. La illita es el único mineral.

Grupo de la clorita: incluye una amplia variedad de minerales similares con considerable variación química.

Granulometría

Dentro de la clasificación granulométrica de las partículas del suelo, las arcillas ocupan el siguiente lugar:

Granulometría Partícula Tamaño

Arcillas < 0,0039 mm

Limos 0,0039–0,0625 mm

Arenas 0,0625–2 mm

Gravas 2–64 mm

Cantos rodados 64–256 mm

Bloques >256 mm

No obstante lo anterior, la clasificación USCS que es utilizada habitualmente en ingeniería usa los límites de tamaños máximos de 4,75 mm para las arenas y de 0,075 mm para las arcillas y limos. Minerales de la arcilla

Los minerales de la arcilla son filosilicatos de aluminio hidratados a veces con cantidades variables de hierro, magnesio, metales alcalinos, tierras alcalinas y otros cationes.

Los minerales de la arcilla son en general microscópicos.2 En la naturaleza los minerales de la arcilla son importantes componentes de la lutita y de los suelos.2 Se originan a partir de la meteorización o alteración hidrotermal de feldespatos, piroxenos y micas.2 También se le llama arcilla a algunos materiales plásticos y a partículas de tamaño igual o menor a 2 micrómetros que es el tamaño único o más común de todos los minerales de arcilla.1 Historia

El conocimiento de la naturaleza de la arcilla se hizo mejor hacia los años 1920s y 1930s con la mejora en la tecnología de los microscopios, necesarios para analizar los tamaños infinitesimales de sus partículas.1 4 La estandarización de la terminología durante ese periodo fue buena con especial atención a los términos similares y confusos, como hoja y plano

Arcilla de bola

Se denomina arcilla de bola a una arcilla con mucha plasticidad y poco calcio que se extraía manualmente, a finales del siglo XIX, de los campos del sur de Inglaterra. Su nombre procede de las bolas que hacían los mineros para facilitar su extracción.

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