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El barón Axel F. Cronstedt (1722-
1765) fue un importante mineralogista y químico sueco que descubrió el níquel en 1751. Fue también uno de los descubridores del tungsteno o wolframio, tarea en la que coincidió con los hermanos españoles Elhuyar. Pero este sueco de la nobleza, dedicado a las ciencias, observó en su laboratorio que al calentar un mineral que estaba ensayando, este desprendía una gran cantidad de agua. Le dio la impresión de que el mineral hervía. Y por ello decidió bautizarlo como zeolita, que por su etimología en griego viene a significar "piedra que hierve".
La magia
Efectivamente, ese mineral, luego se supo, era la estilbita, un alumino-
silicato de calcio y sodio que contiene 28 moléculas de agua en su composición, suficientes como para generar el efecto que llamó la atención del sabio sueco.
Con el tiempo se comprobó que había otros minerales que tenían una reacción parecida y todos ellos eran alumino silicatos hidratados de sodio, calcio y potasio fundamentalmente. La llamativa particularidad era que por más que se los calentara para que pierdan el agua, luego la volvían a recuperar. O sea que el proceso era reversible.
Pero más interesante aún: la estructura cristalina se mantenía sin cambios. Esto ya de por si resultaba extraordinario. Sin embargo, más sorpresas iban a llegar de la mano del conocimiento de la estructura atómica. Al estudiar el edificio interno de los cristales de las distintas zeolitas se descubrió que tenían tubos o canales por los cuales podían circular distintos tipos de fluidos, sea líquidos o gases. Y además que según la especie de zeolita los canales tenían diámetros diferentes. O sea que podían dejar pasar algunas sustancias y a otras no.
Maravillas de la física mineral
Hasta aquí vemos que estamos ante una clase de minerales extrañamente rara. Pero no es para sorprenderse cuando sabemos que la física mineral depara ejemplos increíbles de sustancias formadas por un mismo elemento químico y que tienen durezas extraordinariamente distintas como ocurre con el carbono que forma uno de los minerales más blandos conocidos, el grafito, y en el otro extremo la sustancia mineral ultra dura diamante. O minerales que tienen propiedades radiactivas, eléctricas, magnéticas, ópticas y de otros tipos que asombran por ser obra de la naturaleza y que luego las hemos incorporado en cientos de aplicaciones tecnológicas diarias de la vida moderna. Volviendo a las zeolitas, como dijimos antes, no solo pierden y pueden recuperar su agua de composición con la misma naturalidad y sin que se afecte su estructura cristalina, sino que además están atravesadas por canales que varían en diámetro según las especies y que se pueden usar como mallas o tamices moleculares. Como cuando tomamos una zaranda que deja pasar la arena y retiene la grava o cualquier otra granulometría de acuerdo a la apertura de la malla o tamiz.
Como si esto no fuera ya demasiado, las zeolitas tienen otra interesante propiedad. Pueden intercambiar iones entre el mineral y el medio en que se encuentran. Un caso concreto es el agua. Las aguas duras, son aquellas ricas en calcio y magnesio, que generan sarro en las cañerías y en los recipientes donde se las hierve. Su potabilidad se ve comprometida. Las zeolitas pueden intercambiar iones liberando sodio y captando calcio y de esta manera "ablandan" el agua. Las zeolitas naturales sirven para hacer este trabajo y también se cuenta actualmente con zeolitas artificiales con el mismo fin.
La magia en acción
En la actualidad se conocen unas 50 zeolitas naturales y unas 150 zeolitas artificiales. Las zeolitas naturales más comunes son clinoptilolita, natrolita, analcima, chabazita, estilbita, laumontita, phillipsita, mordenita, erionita, entre muchas otras.
Las aguas sucias, duras o contaminadas, pueden hacerse pasar por lechos de zeolitas para clarificarlas y sacarles elementos nocivos. También las aguas que se utilizan para acuicultura, esto es la crianza de peces, ya que las zeolitas no solamente actúan purificando el agua sino también como un suplemento alimenticio. Los lechos o membranas, también llamados resinas de intercambio iónico, deben cada tanto procesarse para volver a recuperar los poros originales o los canales y sitios activos.
En agricultura se utilizan como agrominerales para favorecer el crecimiento de las plantas y como descontaminación de los suelos entre otros beneficios.
En alimentación de animales tienen un rol importante, tanto como suplemento dietario para aves, y para evitar malos olores del tracto intestinal en la crianza de los cerdos. También en la fabricación de las camas de gatos. Como excipientes (portadores-
liberadores) de principios activos en preparados farmacéuticos.
No obstante, donde adquieren gran importancia es en la industria petroquímica para los fenómenos de catálisis. El gas es "tamizado" con determinadas zeolitas que lo purifican de materias extrañas.
Otro uso muy importante de los "tamices moleculares" de zeolitas es la obtención de materiales zeolíticos muy finos de grado detergente. La industria del detergente es una gran consumidora de zeolitas. Las zeolitas, al igual que los feldespatos, forman parte del grupo de los silicatos y dentro de estos de los tectosilicatos, o sea aquellos minerales cuyos tetraedros de sílice y oxígeno forman armazones tridimensionales. Son minerales blanquecinos, acuosos, blandos y livianos. Para activarlas y usarlas como minerales industriales se las debe secar sometiéndolas a calentamiento. La presencia de agua y su ocurrencia en rocas sedimentarias indica que se trata de minerales formados a baja temperatura, mayormente en la superficie terrestre. A veces se encuentran excelentes ejemplos en oquedades de los basaltos. Los mayores depósitos de zeolitas están relacionados con la caída de cenizas volcánicas en lagos alcalinos donde, luego de millones de años, se transformaron químicamente.
Las reservas argentinas
En Argentina los principales depósitos de zeolitas se encuentran en Patagonia y son del tipo de la clinoptilolita, de las cuales hay tres tipos: sódica, potásica y cálcica. Todas con 20 moléculas de agua. Se utilizan en intercambiadores iónicos en muchos de los usos ya comentados. En viajes de exploración geológica en el Perú descubrí una década atrás un depósito de zeolitas de la variedad heulandita, en Jancuyo, departamento de Puno, unos 150 km al oeste del Lago Titicaca. Las zeolitas no han sido identificadas aún en depósitos comerciales en el norte argentino. Se han mencionado exclusivamente como ocurrencias de especies aisladas de valor científico mineralógico. Sin embargo, en otros lugares del mundo, las zeolitas están muy relacionadas con los depósitos de boratos (especialmente en Turquía), con capas de cenizas volcánicas caídas en ambientes lacustres, con tierras de diatomeas, con distintos tipos de coladas volcánicas, con capas de margas, con ambientes de aguas termales, con rocas alteradas hidrotermalmente, entre muchos otros. De allí que su prospección y hallazgo sea una posibilidad cierta, especialmente en el ambiente de la Puna Argentina.
1765) fue un importante mineralogista y químico sueco que descubrió el níquel en 1751. Fue también uno de los descubridores del tungsteno o wolframio, tarea en la que coincidió con los hermanos españoles Elhuyar. Pero este sueco de la nobleza, dedicado a las ciencias, observó en su laboratorio que al calentar un mineral que estaba ensayando, este desprendía una gran cantidad de agua. Le dio la impresión de que el mineral hervía. Y por ello decidió bautizarlo como zeolita, que por su etimología en griego viene a significar "piedra que hierve".
La magia
Efectivamente, ese mineral, luego se supo, era la estilbita, un alumino-
silicato de calcio y sodio que contiene 28 moléculas de agua en su composición, suficientes como para generar el efecto que llamó la atención del sabio sueco.
Con el tiempo se comprobó que había otros minerales que tenían una reacción parecida y todos ellos eran alumino silicatos hidratados de sodio, calcio y potasio fundamentalmente. La llamativa particularidad era que por más que se los calentara para que pierdan el agua, luego la volvían a recuperar. O sea que el proceso era reversible.
Pero más interesante aún: la estructura cristalina se mantenía sin cambios. Esto ya de por si resultaba extraordinario. Sin embargo, más sorpresas iban a llegar de la mano del conocimiento de la estructura atómica. Al estudiar el edificio interno de los cristales de las distintas zeolitas se descubrió que tenían tubos o canales por los cuales podían circular distintos tipos de fluidos, sea líquidos o gases. Y además que según la especie de zeolita los canales tenían diámetros diferentes. O sea que podían dejar pasar algunas sustancias y a otras no.
Maravillas de la física mineral
Hasta aquí vemos que estamos ante una clase de minerales extrañamente rara. Pero no es para sorprenderse cuando sabemos que la física mineral depara ejemplos increíbles de sustancias formadas por un mismo elemento químico y que tienen durezas extraordinariamente distintas como ocurre con el carbono que forma uno de los minerales más blandos conocidos, el grafito, y en el otro extremo la sustancia mineral ultra dura diamante. O minerales que tienen propiedades radiactivas, eléctricas, magnéticas, ópticas y de otros tipos que asombran por ser obra de la naturaleza y que luego las hemos incorporado en cientos de aplicaciones tecnológicas diarias de la vida moderna. Volviendo a las zeolitas, como dijimos antes, no solo pierden y pueden recuperar su agua de composición con la misma naturalidad y sin que se afecte su estructura cristalina, sino que además están atravesadas por canales que varían en diámetro según las especies y que se pueden usar como mallas o tamices moleculares. Como cuando tomamos una zaranda que deja pasar la arena y retiene la grava o cualquier otra granulometría de acuerdo a la apertura de la malla o tamiz.
Como si esto no fuera ya demasiado, las zeolitas tienen otra interesante propiedad. Pueden intercambiar iones entre el mineral y el medio en que se encuentran. Un caso concreto es el agua. Las aguas duras, son aquellas ricas en calcio y magnesio, que generan sarro en las cañerías y en los recipientes donde se las hierve. Su potabilidad se ve comprometida. Las zeolitas pueden intercambiar iones liberando sodio y captando calcio y de esta manera "ablandan" el agua. Las zeolitas naturales sirven para hacer este trabajo y también se cuenta actualmente con zeolitas artificiales con el mismo fin.
La magia en acción
En la actualidad se conocen unas 50 zeolitas naturales y unas 150 zeolitas artificiales. Las zeolitas naturales más comunes son clinoptilolita, natrolita, analcima, chabazita, estilbita, laumontita, phillipsita, mordenita, erionita, entre muchas otras.
Las aguas sucias, duras o contaminadas, pueden hacerse pasar por lechos de zeolitas para clarificarlas y sacarles elementos nocivos. También las aguas que se utilizan para acuicultura, esto es la crianza de peces, ya que las zeolitas no solamente actúan purificando el agua sino también como un suplemento alimenticio. Los lechos o membranas, también llamados resinas de intercambio iónico, deben cada tanto procesarse para volver a recuperar los poros originales o los canales y sitios activos.
En agricultura se utilizan como agrominerales para favorecer el crecimiento de las plantas y como descontaminación de los suelos entre otros beneficios.
En alimentación de animales tienen un rol importante, tanto como suplemento dietario para aves, y para evitar malos olores del tracto intestinal en la crianza de los cerdos. También en la fabricación de las camas de gatos. Como excipientes (portadores-
liberadores) de principios activos en preparados farmacéuticos.
No obstante, donde adquieren gran importancia es en la industria petroquímica para los fenómenos de catálisis. El gas es "tamizado" con determinadas zeolitas que lo purifican de materias extrañas.
Otro uso muy importante de los "tamices moleculares" de zeolitas es la obtención de materiales zeolíticos muy finos de grado detergente. La industria del detergente es una gran consumidora de zeolitas. Las zeolitas, al igual que los feldespatos, forman parte del grupo de los silicatos y dentro de estos de los tectosilicatos, o sea aquellos minerales cuyos tetraedros de sílice y oxígeno forman armazones tridimensionales. Son minerales blanquecinos, acuosos, blandos y livianos. Para activarlas y usarlas como minerales industriales se las debe secar sometiéndolas a calentamiento. La presencia de agua y su ocurrencia en rocas sedimentarias indica que se trata de minerales formados a baja temperatura, mayormente en la superficie terrestre. A veces se encuentran excelentes ejemplos en oquedades de los basaltos. Los mayores depósitos de zeolitas están relacionados con la caída de cenizas volcánicas en lagos alcalinos donde, luego de millones de años, se transformaron químicamente.
Las reservas argentinas
En Argentina los principales depósitos de zeolitas se encuentran en Patagonia y son del tipo de la clinoptilolita, de las cuales hay tres tipos: sódica, potásica y cálcica. Todas con 20 moléculas de agua. Se utilizan en intercambiadores iónicos en muchos de los usos ya comentados. En viajes de exploración geológica en el Perú descubrí una década atrás un depósito de zeolitas de la variedad heulandita, en Jancuyo, departamento de Puno, unos 150 km al oeste del Lago Titicaca. Las zeolitas no han sido identificadas aún en depósitos comerciales en el norte argentino. Se han mencionado exclusivamente como ocurrencias de especies aisladas de valor científico mineralógico. Sin embargo, en otros lugares del mundo, las zeolitas están muy relacionadas con los depósitos de boratos (especialmente en Turquía), con capas de cenizas volcánicas caídas en ambientes lacustres, con tierras de diatomeas, con distintos tipos de coladas volcánicas, con capas de margas, con ambientes de aguas termales, con rocas alteradas hidrotermalmente, entre muchos otros. De allí que su prospección y hallazgo sea una posibilidad cierta, especialmente en el ambiente de la Puna Argentina.
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