LAS ARCILLAS

INTRODUCCION

La arcilla es un material natural que está compuesto por minerales en forma de granos. Esta puede ser un material muy moldeable al ser combinado con agua, ya que puede dar cualquier forma y luego, se endurece al secar o al ser sometida al calor. Debido a las propiedades que la misma posee, la arcilla suele ser ampliamente utilizada para realizar objetos cerámicos; de hecho, fue la primera cerámica realizada por el hombre y hasta hoy, uno de los materiales más utilizados.

Cabe destacar que la arcilla se habría formado a partir del desgaste de las rocas, especialmente las compuestas por silicato y feldespato, sumando factores como presión tectónica, sismos, erosión, etc. Esta se considera físicamente como un coloide, por su composición de partículas tan pequeñas y de superficie lisa. La arcilla puede encontrarse en diversas coloraciones debido a impurezas minerales, pero es blanca en su estado puro.

Según su clasificación, las arcillas pueden ser primarias y secundarias, según cómo se encuentran en la naturaleza. Las arcillas primarias son las que se encuentran en el mismo lugar en donde se formaron, es decir, no han sido transportadas por el agua o el viento. La única arcilla primaria conocida es el caolín, que tiene un grano más grueso y es menos plástico y en estado puro es casi blanco. El otro grupo es el de las arcillas secundarias, que son las que han sido transportadas del lugar en que se originaron. El agua es el elemento más común que las ha transportado; también el viento y los glaciares lo han hecho. Estos tipos de arcillas son mucho más comunes y se componen de más elementos como mica, hierro, cuarzo y otros minerales procedentes de diferentes fuentes.

La importancia de estas arcillas proviene desde la antigüedad, debido a que estas tienen propiedades que las han hecho sumamente útiles para el ser humano. Una de sus características más importantes es su plasticidad, que es diferente en cada tipo de arcilla. Se produce cuando se agrega una cantidad de agua determinada, con la que se hace moldeable para adquirir casi cualquier forma. También, es característico en la arcilla que al evaporarse el agua en el proceso de secado, la pieza se encoge.

Las arcillas pueden resistir temperaturas altas sin mostrar cambios; es importante saber que cada tipo de arcilla tiene distintas temperaturas de cocción. Además, según el tipo de arcilla, presentan porosidad; a menor temperatura de cocción, mayor porosidad y mayor absorción.

No conforme con ello, las utilidades de las arcillas han sido muchísimas, tanto que en la actualidad son aplicadas en los fluidos de perforación para formar un revoque de filtración impermeable destinado a aislar una formación de la invasión del fluido de perforación. La diferencia estructural entre las arcillas (la esmectita, la caolinita, la clorita, la illita) determina la superficie expuesta a los fluidos de yacimiento o los fluidos de estimulación. Por lo general, la existencia de una superficie más alta indica mayor reactividad. Sin embargo, no toda la arcilla presente en una roca es reactiva. Las arcillas pueden encontrarse en los espacios porosos, como parte de la matriz o como material de cementación de granos. Por otro lado, las arcillas, como materiales de cementación o adherencia de granos pueden reaccionar con el agua o el ácido y desagregar la formación sin no son protegidas por los sobrecrecimientos de cuarzo. Las arcillas más comunes que crean problemas son la caolinita, la esmectita, la illita y la clorita. Estos minerales pueden ser tratados utilizando ácido fluorhídrico.

ARCILLAS

La arcilla es un término amplio que se usa comúnmente para describir los sedimentos, suelos o rocas compuestos de partículas minerales y materia orgánica de granos extremadamente finos. Un buen ejemplo son las arcillas (a veces llamadas arcillas tipo “gumbo” [arcillas plásticas]) encontradas en los jardines o a lo largo de las riberas. Estas arcillas son frecuentemente blandas y plásticas cuando están mojadas, pero se vuelven duras cuando están secas. Esta propiedad física de “blanda cuando se encuentra mojada, dura cuando seca” se puede relacionar con la presencia de ciertos minerales arcillosos.

El término ‘’Arcilla’’ también se utiliza para describir las partículas que tienen un diámetro inferior a 2 micrones, las cuales incluyen la mayoría de los minerales arcillosos. Los minerales arcillosos son minerales de silicato alumínico de granos finos que tienen microestructuras bien definidas.

En la industria de fluidos de perforación, ciertos minerales arcillosos tales como la esmectita, uno de los principales componentes de la bentonita, son usados para proporcionar viscosidad, estructura de gel y control de filtrado. Las arcillas de la formación se incorporan inevitablemente en el sistema de fluido de perforación durante las operaciones de perforación y pueden causar varios problemas. Por lo tanto, los minerales arcillosos pueden ser beneficiosos o dañinos para el sistema de fluido.

Las arcillas se extraen de minas de superficie como depósitos relativamente puros y se utilizan para ladrillos, cerámica, moldes de fundición y en los fluidos de perforación, entre otros usos. Las arcillas, como arcilitas, lutitas y mezcladas con arenas y areniscas, constituyen el mayor porcentaje de minerales perforados en la exploración de petróleo y gas. La bentonita de sodio es un aditivo útil para aumentar la densidad de los lodos de perforación, pero otros tipos de arcilla se consideran contaminantes y deben ser evitados y removidos.

PROPIEDADES DE LAS ARCILLAS

Propiedades físico-químicas.

Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades fisico-químicas. Dichas propiedades derivan, principalmente, de:

• Su extremadamente pequeño tamaño de partícula (inferior a 2 mm).

• Su morfología laminar (filosilicatos).

• Las sustituciones isomórficas, que dan lugar a la aparición de carga en las láminas y a la presencia de cationes débilmente ligados en el espacio interlaminar.

Como consecuencia de estos factores, presentan, por una parte, un valor elevado del área superficial y, a la vez, la presencia de una gran cantidad de superficie activa, con enlaces no saturados. Por ello pueden interaccionar con muy diversas sustancias, en especial compuestos polares, por lo que tienen comportamiento plástico en mezclas arcilla-agua con elevada proporción sólido/líquido y son capaces en algunos casos de hinchar, con el desarrollo de propiedades reológicas en suspensiones acuosas.

Por otra parte, la existencia de carga en las láminas se compensa, como ya se ha citado, con la entrada en

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