SEMANA 4: materiales petreos-- rocas

MATERIALES PÉTREOS NATURALES -ROCAS 

LAS ROCAS son agregados naturales (sistemas homogéneos) que se presentan en nuestro planeta en masas de grandes dimensiones. Están formadas por uno o más minerales o mineraloides.

LOS TIPOS DE ROCAS:

Los diferentes tipos de rocas se pueden dividir, según su origen, en tres grandes grupos:

• ÍGNEAS: formadas a partir del enfriamiento de rocas fundidas (magmas). Los magmas pueden enfriar de manera rápida en la superficie de la Tierra mediante la actividad volcánica o cristalizar lentamente en el interior, originando grandes masas de rocas llamadas plutónicas. Cuando cristalizan en grietas de la corteza forman las rocas ígneas filonianas.

Las rocas ígneas se forman por el enfriamiento y la solidificación de materia rocosa fundida, el magma. Según las condiciones bajo las que el magma se enfríe, las rocas que resultan pueden tener granulado grueso o fino. Las rocas ígneas se subdividen en dos grandes grupos: Las rocas plutónicas o intrusivas fueron formadas a partir de un enfriamiento lento y en profundidad del magma. Las rocas se enfriaron muy despacio, permitiendo así el crecimiento de grandes cristales de minerales puros.  Ejemplos: granito y sienita, diorita. Las rocas volcánicas o extrusivas  se forman por el enfriamiento rápido y en superficie, o cerca de ella, del magma. se formaron al ascender magma fundido desde las profundidades llenando grietas próximas a la superficie, o al emerger magma a través de los volcanes. El enfriamiento y la solidificación posteriores fueron muy rápidas, dando como resultado la formación de minerales con grano fino o de rocas parecidas al vidrio.  Ejemplos: basalto y riolita. Existe una correspondencia mineralógica entre las rocas plutónicas y volcánicas, de forma que la riolita y el granito tienen la misma composición, así como el gabro y el basalto. Sin embargo, la textura y el aspecto de las rocas plutónicas y volcánicas son diferentes. Las rocas ígneas, compuestas casi en su totalidad por silicatos, pueden clasificarse según su contenido de sílice. Las principales categorías son ácidas o básicas. En el extremo de las rocas ácidas o silíceas están el granito y la riolita, mientras que entre las básicas se encuentran el gabro y el basalto. Son de tipo intermedio las dioritas y andesitas.El vidrio volcánico se llama obsidiana. Tiene color oscuro y un brillo vítreo característico.  Los magmas también pueden cristalizar en el interior de grietas o fracturas en las que las presiones y temperaturas no son tan elevadas como las que soportan las rocas plutónicas durante su formación, ni tan bajas como las de las rocas volcánicas. En este caso las rocas resultantes se denominan ROCAS FILONIANAS. Se llaman pórfidos a las rocas que presentan grandes cristales de un mineral envueltos en una "pasta" de pequeños cristales de otros minerales. Las pegmatitas se reconocen fácilmente por presentar grandes cristales de cuarzo, feldespatos y micas. METAMÓRFICAS: formadas a partir de otras rocas que, sin llegar a fundirse, han estado sometidas a grandes presiones y temperaturas y se han transformado. Cualquier roca cuando se somete a intensas presiones y temperaturas sufre cambios en sus minerales y se transforma en un nuevo tipo que llamamos ROCA METAMÓRFICA. El proceso metamórfico se realiza en estado sólido, es decir las transformaciones se producen sin que la roca llegue a fundirse. La mayoría de las rocas metamórficas se caracterizan por un aplastamiento general de sus minerales que hace que se presenten alineados. Esta estructura característica que denominamos foliación se ve muy bien en rocas como las pizarras, los esquistos y los gneises. Las pizarras: son arcillas metamorfizadas. Presentan foliación muy recta, paralela y próxima. Generalmente son oscuras y con frecuencia contienen fósiles. Los esquistos: son rocas que han sufrido un metamorfismo más intenso. Presentan foliación algo deformada y los fósiles que pudiera haber en la roca original desaparecen durante el proceso metamórfico. El Gneis: es una roca que ha sufrido un metamorfismo muy intenso. Sus principales minerales son el cuarzo, los feldespatos y las micas (como el granito) pero se presentan orientados en bandas claras y oscuras. Otras rocas metamórficas muy comunes son: El mármol: se trata de rocas carbonatadas (como las calizas) que han sufrido metamorfismo y presentan un aspecto cristalino característico. La cuarcita:  son areniscas ricas en cuarzo metamorfizadas. El metamorfismo puede ocurrir en diferentes ambientes terrestres, por ejemplo a ciertas profundidades las rocas sufren cambios debidos al peso de los materiales que hay por encima y a las grandes temperaturas. También se produce metamorfismo en los bordes de las placas tectónicas debido fundamentalmente a las grandes presiones que actúan y también en los alrededores de los magmas gracias a las grandes temperaturas reinantes. SEDIMENTARIAS: formadas en zonas superficiales de la corteza terrestre a partir de materiales que se depositan formando capas o estratos. Son detríticas si se originan a partir de trozos de otras rocas. Químicas y orgánicas si se forman a partir de precipitación de compuestos químicos o acumulación de restos de seres vivos. Las rocas originadas a partir de la consolidación de fragmentos de otras rocas, de restos de plantas y animales o de precipitados químicos, se denominan ROCAS SEDIMENTARIAS. ROCAS SEDIMENTARIAS DETRÍTICAS son las formadas a partir de la sedimentación de trozos de otras rocas después de una fase de transporte. La clasificación de estas rocas se basa en los tamaños de los trozos que las componen. Las constituidas por trozos de tamaño grande son los conglomerados, las areniscas poseen granos de tamaño intermedio y los limos y arcillas poseen trozos muy pequeños.  ROCAS SEDIMENTARIAS QUÍMICAS Y ORGÁNICAS son las formadas a partir de la precipitación de determinados compuestos químicos en soluciones acuosas o bien por acumulación de substancias de origen orgánico. Un tipo muy común es la roca caliza, formada en su mayor parte por restos de organismos como corales, algas, etc. aunque también puede originarse por precipitación de cementos calcáreos. Las tobas calcáreas son rocas muy porosas y con abundantes restos vegetales que se originan en los ríos cuando el carbonato de calcio precipita sobre la vegetación. Los carbones y petróleos son rocas sedimentarias orgánicas originadas a partir de la acumulación de restos de materia orgánica. Poseen un enorme interés económico. Principales Minerales Y Yacimientos Del Perú Cobre (Cu) Es el que se exporta en más volumen. El yacimiento mayor es Cuajone y Toquepala, ambos explotados por una empresa Southern Perú Copper Corporation. Otros Cerro verde (Arequipa), Tintaya (Cusco), Quellaveco (Moquegua), Michiquillay (Cajamarca), Toromocho (Junín), Cobriza (Huancavelica), Antamina (Ancash). Oro (Au) Está en acelerada explotación y exportación. El mayor yacimiento es Yanacocha (Cajamarca) propiedad de New Mont y asociada a la empresa nacional Buenaventura, Pierina (Ancash) de propiedad de Barrick Gold. y las reservas auríferas de Chicama y Carabaya. Hierro (Fe) El más explotado es el yacimiento de Marcona (Ica), y Tambo Grande (Piura). Carbón Mineral Cuenca del Río Santa (Ancash), Goyllarisquizga (Pasco), Oyón (Lima), Hatunhuasi (Junín), Cuenca del alto chicama (Cajamarca). Polimetálicos (Plomo, plata, Zinc) San Vicente (Junin), Casapalca (Lima), Huarón (Cerro de Pasco), Atacocha (Pasco), Millpo, Raura (Pasco), San Cristóbal (Junín), Julcani (Huancavelica), Arcata (Arequipa). Petróleo En la Selva (Omagua) ocupa su mayor porcentaje: trompeteros, Pavayacu, San Juan, Capirona, Nueva Esperanza, Yanayacu, Capahuari (Loreto). También se extraecrudo en el Zócalo de Piura y en los tablazos: El Alto, Lobitos, Brea y Pariñas (Piura). Gas Natural En la costa noreste, zócalo y selva norte uso industrial doméstico (gas licuado). El Área de mayor reserva de encuentra en Camisea (Cusco – Ucayali). Fosfatos Bayovar (Piura); se le considera uno de los mayores yacimientos del mundo. PIEDRAS DE CONSTRUCCIÓN: Granito: Es un componente fundamental de la corteza continental y es una roca muy común. Tiene muchas aplicaciones en la construcción debido a su abundancia, firmeza y aspecto atractivo. Se utiliza para adoquines, grava, acabados de piso, fachadas de cocina, baño y chimeneas. Es susceptible a la lluvia ácida y por lo tanto en la actualidad está siendo reemplazado por el mármol para monumentos y edificios públicos. Basalto: Una piedra dura de grano fino que se rompe con dificultad, el basalto se utiliza en la construcción para el afirmado de las vías de tren, construcciones bajo el agua, enladrillados pequeños y en forma de grava para las carreteras. A pesar de su firmeza, la finura de su grano hace que se pulimente naturalmente con el tiempo; con la humedad se pone resbaladizo y por eso no es indicado para adoquinar las calles. Pumita: Comúnmente conocida como piedra pómez, la pumita se forma por el enfriamiento rápido de una lava rica en gases. En zonas volcánicas donde la pumita es abundante, se ha utilizado para cimientos en viviendas tradicionales y para muros construidos para detener la tierra o dividir propiedades; sin embargo en la construcción moderna no se considera apta para cimientos debido a su porosidad. Ahora se utiliza ampliamente en la producción de cemento y hormigones ligeros; también se emplea como roca ornamental y en la sillería. Diorita: La diorita es una piedra suave que se utiliza en la construcción como un agregado. Visualmente, la diorita es parecida al granito; sin embargo tienen composiciones químicas distintas. En la encimera de la cocina a veces la diorita (y otras piedras con una apariencia similar) se vende bajo el nombre de granito. Factores de alteración de las rocas A) Causas externas Desde el momento que extraemos la roca de una cantera y la separamos del conjunto rocoso en el que se formó, la estamos alterando. Las rocas se forman en unas condiciones de presión, temperatura y humedad muy diferentes a las reinantes en la superficie terrestre y al entrar en contacto con la atmósfera, tienden a equilibrarse con ella, experimentando una serie de reacciones que con llevan cambios estructurales y de composición. Además, al alcanzar las rocas la superficie terrestre, quedan expuestas a la acción de los agentes atmosféricos, sufriendo muchos cambios físicos y químicos englobados bajo el término de meteorización. Agua: El agua es el principal agente de alteración, reacciona con el sustrato pétreo disolviendo sus componentes y actúa como vehículo de transporte. La congelación del agua o condensación del vapor de agua aumenta el volumen de la roca, las tensiones provocadas por el hielo sobre paredes internas y capilares de la roca pueden llegar a romperla y los ciclos de hielo- deshielo originan exfoliaciones. Los efectos provocados por el hielo dependen del volumen del mismo y de su lugar de formación. Agentes atmosféricos: Los agentes atmosféricos actúan como catalizadores de las reacciones intensificando la acción química del agua. A partir del siglo XIX, el desarrollo de actividades industriales y el aumento de población han producido la emisión masiva de partículas a la atmósfera. Los principales contaminantes atmosféricos son: los óxidos de nitrógeno, carbono y azufre procedentes de la combustión de hidrocarburos, el gas metano emitido por los fertilizantes y la quema de bosques, y los gases de combustión liberados en la incineración de residuos sólidos (Anguita, 1993) Mal de la piedra:  Si existe un término muy extendido y que despierta gran confusión es el denominado "mal de la piedra". Hablar de un sólo mal de la piedra no es adecuado y en numerosas ocasiones se utilizan términos confusos referentes a un aspecto que presenta la roca, así se habla de la arenitización del granito, el cáncer de las piedras o el mármol sacaroideo, que no es otra cosa que pérdida de material y cuyo origen puede estar en diferentes procesos. El término de "mal de la piedra" como tal sí que se refiere a una patología determinada ocasionada por un proceso en concreto, se trata de una degradación sufrida por las rocas calizas debido a la presencia de partículas atmosféricas contaminantes, formándose unas costras de calcín y sulfín muy perjudiciales. Carbonell de Massy (1993) explica el proceso de formación de estas costras. Costras de calcín: La capacidad de disolución del agua de lluvia aumenta con el CO2, éste acidifica el agua y produce una rápida disolución de las rocas calizas. El ácido carbónico formado a partir del agua con el dióxido de carbono, reacciona con el carbonato cálcico forma bicarbonato cálcico que al ser muy soluble es lavado. Pero esta reacción es reversible, el agua en superficie se evapora y precipita carbonato cálcico, formándose una costra de calcín. CO3H2 + CaCO3 <=> Ca (CO3H2) 2 La formación de esta costra es beneficiosa a corto plazo, ya que endurece la superficie de la roca y es impermeable. Pero a la larga alcanza mayor grado de compacidad que el propio sustrato y retiene la humedad en el interior. Costras de sulfín Su proceso de formación es bastante similar, el ácido sulfuroso formado a partir de la reacción del agua con el dióxido de azufre se oxida bajo la presencia del oxígeno atmosférico, formándose ácido sulfúrico, que ataca especialmente a las rocas calizas. Al reaccionar este ácido sulfúrico con el carbonato cálcico bajo la presencia de agua, se forma sulfato cálcico hidratado y tras evaporarse el agua se forma una costra de sulfín, más dañina que la de calcín porque el sulfúrico es más agresivo que el carbónico y porque retiene más humedad al ser su volumen mayor. En las zonas próximas al mar el sulfato cálcico formado reacciona con el cloruro sódico del agua del mar y se forma sulfato sódico, que es muy corrosivo. Biodeterioro: El biodeterioro es la degradación física y química de la roca provocada por organismos vivos. Los líquenes, hongos y musgos retienen humedad, favorecen la colonización y producen ácidos que modifican el color de la roca. Las bacterias más dañinas son: las autótrofas por desarrollarse con la propia acción de la luz, las sulfobacterias por transformar compuestos silicatados en ácidos y oxidar el azufre a sulfato y las nitrificantes por producir nitritos y nitratos que al reaccionar con el carbonato cálcico de las rocas calcáreas pueden formar nitrato cálcico. Antes de una limpieza se han de eliminar estas sustancias con algún disolvente que abra los poros de la roca y para arrancarlas posteriormente con un bisturí una vez que estén secos o muertos. Insectos y roedores movilizan material y los ácidos presentes en los excrementos de las aves, como el nítrico y el fosfórico, favorecen la degradación química de la piedra. Otros:  Aquí incluimos el viento, de por sí sus efectos apenas son perjudiciales pero bajo la presencia de sales y humedad agrava los procesos de cristalización y alveolización; y los cambios de temperatura, que regulan la humedad del sistema poroso, solubilidad de gases y sales disueltas y la velocidad de las reacciones químicas. B) Causas internas Aunque sus efectos no son comparables con los producidos por causas externas, debemos tener en cuenta este tipo de causas. Esbert et al. (1997), en su Manual de diagnosis y tratamiento de materiales pétreos y cerámicos, consideran las siguientes causas: Antropogénicas: los golpes sufridos por la roca, peso de la construcción que soporta, su tratamiento superficial, labra que presenta, etc. Petrográficas: a mayor tamaño de grano, más disgregable es la roca y viceversa. Tectónicas: durante el ascenso de las rocas hacia la superficie terrestre o por pérdida -de material suprayacente, éstas pierden resistencia a la deformación y aparecen diaclasas, vías de entrada para los agentes erosivos. VIDEO