Composición y Características de los Materiales Arcillosos

Resumen

El texto explica la estructura de los filosilicatos, formados por tetraedros de silicato que dan lugar a capas bilaminares (1:1) o de tipo 2:1 y 2:1:1, y clasifica los principales tipos de arcilla. Después describe las propiedades que derivan de su estructura laminar y pequeño tamaño de partícula, como la absorción de agua, el hinchamiento y la plasticidad.

Puntos clave

Los filosilicatos se forman por tetraedros de silicato (SiO4) que comparten tres de sus cuatro oxígenos.
Según la combinación de capas, las estructuras pueden ser bilaminares (1:1) o de tipo 2:1 y 2:1:1.
Ejemplos de arcillas: caolinita (1:1); illita, vermiculita y esmectita (2:1); clorita (2:1:1); alofán (amorfo).
Un material se considera arcilloso si tiene estructura laminar basada en silicatos y un tamaño menor de dos micras.
El pequeño tamaño de partícula da a las arcillas una gran superficie de contacto, lo que favorece la adsorción y el intercambio iónico.
La absorción de agua separa las láminas, provocando hinchamiento y dotando al material de plasticidad.

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ARCILLAS

2. Estructuras de las Arcillas

Básicamente, la estructura de los filosilicatos está formada por tetraedros de silicato (SiO₄). Estos se unen entre sí, llegando a compartir tres de sus cuatro oxígenos. De esta forma, se forman unas figuras hexagonales que se consideran la unidad básica o fundamental de los filosilicatos.

Entre estas capas de tetraedros aparecen otras capas formadas por los correspondientes cationes, frecuentemente aluminio, al que se unen grupos hidroxilo (–OH). Dependiendo de los tipos de cationes y de las uniones que se den entre los componentes, se formarán estructuras bilaminares (1:1) o bien otras estructuras tipo (2:1, 2:1:1).

Así se encuentran diferentes tipos de filosilicatos que conformarán diferentes tipos de arcillas. Por ejemplo:

Caolinita (1:1)
Illita (2:1)
Vermiculita (2:1)
Esmetita (2:1)
Clorita (2:1:1)
Alofan (amorfo)

En todos estos casos, las láminas pueden deslizarse unas sobre otras, lo cual repercute directamente en la plasticidad de las arcillas.

Esto es solo la estructura básica. Existen muchas posibilidades de iones sustituyentes, de presencia de más de un mineral o incluso de materia orgánica, y todo ello determina también los tipos de arcilla.

En cualquier caso, siempre que un material tenga una estructura laminar basada en los silicatos y un tamaño menor de dos micras, se considera un material arcilloso.

3. Propiedades de las Arcillas

Debido a esta estructura laminar, a la presencia de cargas entre las láminas y a su pequeño tamaño de partícula, las arcillas presentan una serie de propiedades. El tamaño de partícula es muy importante porque hace que tengan una gran superficie de contacto para interactuar con otras sustancias. De ahí sus capacidades de adsorción, de absorción de agua y de intercambio iónico, que son las que más aprovechamiento tienen en estética.

Absorción y Adsorción de Agua

Debido a su pequeño tamaño de partícula, a la enorme superficie de contacto y a su porosidad, las arcillas tienen una gran capacidad para retener agua. La absorción de agua en el espacio entre las láminas provoca que estas se separen y, por tanto, el material se hincha.

Por otra parte, permite un desplazamiento de las láminas (cuando hay agua metida entre ellas) que produce su plasticidad y las hace muy manejables.

Debido precisamente a las cargas que presentan en las láminas y a los cationes que las compensan, las arcillas son capaces de orientar y retener (absorber) moléculas de agua (incluso de otras sustancias disueltas en agua) en proporciones variables. Las arcillas tendrán mayor capacidad de absorción de agua cuanto más hidratables sean esos cationes.

Preguntas frecuentes

¿Qué es un material arcilloso según el texto?

Es un material que tiene una estructura laminar basada en silicatos y un tamaño de partícula menor de dos micras.

¿Por qué las arcillas son plásticas?

Porque el agua absorbida entre sus láminas permite que estas se desplacen unas sobre otras, lo que las hace muy manejables.

¿Qué diferencia hay entre una estructura 1:1 y una 2:1?

La estructura 1:1 es bilaminar, mientras que la 2:1 combina capas de tetraedros y capas de cationes en otra disposición, como ocurre con la illita o la esmectita.