La selenita y su entorno: ¿Qué pudiese ocurrir en Naica? · Instituto de Ciencias de la...
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La selenita y su entorno: ¿Qué pudiese ocurrir en Naica? I.J.A. Carreño-Marquez 1 , J. De Frutos 2 , E. Menendez 3 , I. Castillo-Sandoval 1 , L.E. Fuentes-Cobas 1 , H.E. Esparza-Ponce 1 , M.E. Montero-Cabrera 1 1 Centro de Investigación en Materiales Avanzados S.C. (CIMAV) Miguel de Cervantes 120, Complejo Industrial Chihuahua. Chihuahua, Chih., México. 2 Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (IETcc). Serrano Galvache 4 – 28033 Madrid, España. 3 ETSIT-UPM Ciudad Universitaria s/n – 28040 Madrid, España. TEORIA Y ESTADO DEL ARTE Los cristales gigantes de selenita de Naica son los más grandes del mundo. Se ubican en el sureste del estado de Chihuahua. Los primeros esfuerzos por describir estas estructuras se remontan a principios del siglo XX (Posnjak 1938) hasta nuestros días, dónde algunos esfuerzos multidiciplinarios han tratado de describir estas formaciones con mayor detalle (Forti and Sanna 2010, García Ruiz, Villasuso et al. 2007). Si bien la génesis de estas estructuras se ha descrito con relativa profundidad, no existen estudios que se enfoquen en el futuro de éstas y no solo en su pasado. RESUMEN Se simuló el efecto de distintos tipos de condiciones sobre cristales de yeso similares a los encontrados en la Cueva de los Cristales Gigantes en Naica, Chihuahua. Se comprobó la acción de distintos gases a diferentes temperaturas y por un periodo de 28 días. No se observó la formación de compuestos en las superficie. Solo se confirmó el disolución del material gracias a la humedad. 0 Más información en: https://goo.gl/rXiOxH Entrad a Salida Condiciones Vaso de precipitado Gas OBJETIVOS 1. Caracterizar las propiedades de cristales de selenita 2. Simular diferentes condiciones climáticas en función de los gases más comunes en entornos mineros. 3. Analizar la degradación del material después de un tiempo de exposición de 28 días. JUSTIFICACIÓN Los cristales gigantes de selenita de Naica tienen cerca de un millón de años de edad, mientras que el Homo sapiens sapiens apenas surgió hace 200, 000 años. Es tarea de la sociedad en su conjunto estudiar y preservar estas maravillas naturales de los cambios que su entorno ha sufrido los últimos años. Al final, cuando nosotros ya no estemos, ellos seguirán aquí. INTRODUCCIÓN La selenita es un mineral formado por moléculas de sulfato de calcio dihidratado (CaSO 4 – 2H 2 O), los cuales se organizan en celdas unitarias monoclínicas. Crece en forma de láminas delgadas a través de su plano principal (010). MATERIALES Y METODOLOGÍA •Selenita •Desecadores •Vaso de precipitado •Cristalizador •Manguera flexible •Dióxido de carbono - CO 2 •Óxidos de nitrógeno - NO x •Metano - CH 4 •Aire •Ac. Sulfúrico - H 2 SO 4 •Agua - H 2 O Su uso es amplio, encontrándolo en la industria agroalimentaria, construcción, maquillaje, entre muchos otros. Dependiendo de las condiciones se puede encontrar en forma de hemianhidrita (CaSO 4 – 0.5H 2 O) o anhidra (CaSO 4 ). De manera natural es un cristal diáfano que tiende a tornarse blanco. CONCLUSIONES A los 28 días de tratamiento las muestras ya presentan evidentes signos de disolución y deterioro mecánico, dando como consecuencia una superficie atacada, sin embargo, e independientemente del gas utilizado, las distintas pruebas a las que los cristales fueron sometidos no evidencian la formación de nuevos compuestos superficiales. BIBLIOGRAFÍA •Forti, P., & Sanna, L. (2010). The Naica Project: A multidisciplinary study of the largest gypsum crystals of the world 3. Episodes, 33(1), 23–32. •Garcia-Ruiz, J. M., Villasuso, R., Ayora, C., Canals, A., & Otálora, F. (2007). The Formation of Gypsum Megacrystals. Geology, 35(4), 327–330. •Posnjak, E. (1938). The system CaSO4-H2O. American Journal of Science, 235A, 247–272. Difracción de rayos X Se obtuvieron difractogramas para muestras tratadas y no tratadas. No se observaron cambios visibles en el espectro obtenido, por lo que se asume que no hay presencia de nuevas especies en las muestras. Gypsum, syn Lin (Counts) 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000 15000 2-Theta - Scale 5 10 20 30 40 50 6 Gypsum, syn Lin (Counts) 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 12000 13000 14000 2-Theta - Scale 5 10 20 30 40 50 6 Microscopia óptica Se comparó la morfología de muestras tratadas y no tratadas, observando un claro proceso de deterioro causado por la disolución del material. Microscopia de fuerza atómica (AFM) Al explorar la topografía de muestras tratadas por 28 días se pudo atestiguar la aparición de irregularidades en la superficie. Pérdida de masa de las muestras Muestra % ATE Aire -20.02 ATE Nitrógeno -19.84 POS Aire -19.97 POS Nitrógeno -20.85 HAD Aire -19.98 HAD Nitrógeno -20.39 Análisis térmicos Mediante TGA y DTA se determinaron las perdidas de masa, atribuidas a moléculas de agua, y las temperaturas a las que la transiciones tienen lugar; 117, 154 y 320°C. Desde el punto de vista de los procesos de respiración y combustión… ¡los cristales están a salvo!
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La selenita y su entorno:¿Qué pudiese ocurrir en Naica?
I.J.A. Carreño-Marquez1, J. De Frutos2, E. Menendez3, I. Castillo-Sandoval1, L.E. Fuentes-Cobas1, H.E. Esparza-Ponce1, M.E. Montero-Cabrera1
1 Centro de Investigación en Materiales Avanzados S.C. (CIMAV) Miguel de Cervantes 120, Complejo Industrial Chihuahua. Chihuahua, Chih., México.2 Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja (IETcc). Serrano Galvache 4 – 28033 Madrid, España.
3 ETSIT-UPM Ciudad Universitaria s/n – 28040 Madrid, España.
TEORIA Y ESTADO DEL ARTE
Los cristales gigantes de selenita de Naica son los más grandes del mundo. Se ubican en el sureste delestado de Chihuahua. Los primeros esfuerzos por describir estas estructuras se remontan a principios delsiglo XX (Posnjak 1938) hasta nuestros días, dónde algunos esfuerzos multidiciplinarios han tratado dedescribir estas formaciones con mayor detalle (Forti and Sanna 2010, García Ruiz, Villasuso et al. 2007).Si bien la génesis de estas estructuras se ha descrito con relativa profundidad, no existen estudios que seenfoquen en el futuro de éstas y no solo en su pasado.
RESUMENSe simuló el efecto de distintos tipos de condiciones sobre cristales de yeso similares a los encontrados enla Cueva de los Cristales Gigantes en Naica, Chihuahua. Se comprobó la acción de distintos gases adiferentes temperaturas y por un periodo de 28 días.
No se observó la formación de compuestos en las superficie. Solo se confirmó el disolución del materialgracias a la humedad.
0
Más información en:
https://goo.gl/rXiOxH
Entrada
Salida
Condiciones
Vaso de precipitado Gas
OBJETIVOS
1. Caracterizar las propiedades de cristales de selenita2. Simular diferentes condiciones climáticas en función de los
gases más comunes en entornos mineros.3. Analizar la degradación del material después de un tiempo
de exposición de 28 días.
JUSTIFICACIÓNLos cristales gigantes de selenita de Naica tienen cerca de un
millón de años de edad, mientras que el Homo sapiens sapiensapenas surgió hace 200, 000 años.
Es tarea de la sociedad en su conjunto estudiar y preservar estas maravillas naturales de los cambios que su entorno ha
sufrido los últimos años. Al final, cuando nosotros ya no estemos, ellos seguirán aquí.
INTRODUCCIÓNLa selenita es un mineral formado pormoléculas de sulfato de calcio dihidratado(CaSO4 – 2H2O), los cuales se organizanen celdas unitarias monoclínicas. Crece enforma de láminas delgadas a través de suplano principal (010).
MATERIALES Y METODOLOGÍA
•Selenita•Desecadores•Vaso de precipitado•Cristalizador•Manguera flexible
•Dióxido de carbono - CO2•Óxidos de nitrógeno - NOx•Metano - CH4•Aire•Ac. Sulfúrico - H2SO4•Agua - H2O
Su uso es amplio, encontrándolo en la industria agroalimentaria, construcción,maquillaje, entre muchos otros.
Dependiendo de las condiciones se puede encontrar en forma dehemianhidrita (CaSO4 – 0.5H2O) o anhidra (CaSO4). De manera natural es uncristal diáfano que tiende a tornarse blanco.
CONCLUSIONESA los 28 días de tratamiento las muestras ya presentan evidentes signos dedisolución y deterioro mecánico, dando como consecuencia una superficieatacada, sin embargo, e independientemente del gas utilizado, las distintaspruebas a las que los cristales fueron sometidos no evidencian la formaciónde nuevos compuestos superficiales.
BIBLIOGRAFÍA•Forti, P., & Sanna, L. (2010). The Naica Project: Amultidisciplinary study of the largest gypsumcrystals of the world 3. Episodes, 33(1), 23–32.•Garcia-Ruiz, J. M., Villasuso, R., Ayora, C.,Canals, A., & Otálora, F. (2007). The Formation ofGypsum Megacrystals. Geology, 35(4), 327–330.•Posnjak, E. (1938). The system CaSO4-H2O.American Journal of Science, 235A, 247–272.
Difracción de rayos XSe obtuvieron difractogramas para muestras tratadas y no tratadas. Nose observaron cambios visibles en el espectro obtenido, por lo que seasume que no hay presencia de nuevas especies en las muestras.
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Microscopia ópticaSe comparó la morfología de muestras tratadas y no tratadas,observando un claro proceso de deterioro causado por la disolución delmaterial.
Microscopia de fuerza atómica (AFM)Al explorar la topografía de muestras tratadas por 28 días se pudoatestiguar la aparición de irregularidades en la superficie.
Pérdida de masa de las muestrasMuestra %ATE Aire -20.02
ATE Nitrógeno -19.84POS Aire -19.97
POS Nitrógeno -20.85HAD Aire -19.98
HAD Nitrógeno -20.39
Análisis térmicosMediante TGA y DTA se determinaron las perdidas de masa, atribuidasa moléculas de agua, y las temperaturas a las que la transiciones tienenlugar; 117, 154 y 320°C.
Desde el punto de vista de los procesos de respiracióny combustión… ¡los cristales están a salvo!
