Data Analysis Strategy

6.3.1.

El experimento de crecimiento en tubos capilares muestra que los sistemas NaCl- H2O

y Na2SO4-H2O tienen comportamientos diferentes. Así, el crecimiento de halita, en el

caso del sistema NaCl- H2O se produce siempre en la interfase aire-solución-tubo

capilar (Rodr íguez Navarro et al., (1996) y Rodríguez Navarro y Doehne (1999)) (Fig. 6-1a). Otro resultado interesante de este estudio es la evaluación del tipo de nucleación en función de la interacción superficie del tubo capilar y el mineral. Se observa que la halita crece heterogéneamente sobre la superficie del tubo capilar. Aunque el sistema esté saturado en halita, la evaporación produce un aumento diferencial de la concentración en la interfase con respecto al interior de la salmuera. Este pequeño incremento de la concentración es suficiente para que la halita se nuclee en la interfase, donde se produce su formación.

Sin embargo, el crecimiento de la mirabilita en el sistema Na2SO4- H2O no se

produce en la interfase sino en el interior de la disolución (Fig. 6-1b). Además, se observa claramente que el cristal no toca la superficie del capilar, lo que muestra la nucleación homogénea de la mirabilita en este sistema.

Capítulo 6

Por lo tanto, del estudio del crecimiento de halita y mirabilita en tubos capilares se ha obtenido información de la distancia del cristal a la interfase y del tipo de nucleación. El primer resultado fue observado por Rodríguez Navarro et al., (1996) y Rodr íguez Navarro y Doehne (1999) que per mitió entender la formación de eflorescencias y subeflorescencias. El estudio del tipo de nucleación en tubos capilares da una información complementaria muy interesante acerca del tipo de nucleación que ambas minerales van a tener en la roca y, por lo tanto, puede interpretar el mecanis mo de la interacción mineral-salmuera-roca.

6.3.2. Crecimiento Cristalino en Rocas Porosas. a. Localización de la Precipitación Mineral en la Roca.

El crecimiento de minerales a partir de las disoluciones de NaCl y Na2SO4 en el interior

de las rocas presenta, al igual que el experimento de los tubos capilares, un comportamiento diferente. Se observa que los cristales de NaCl crecen en la parte más superficial de la roca produciendo eflorescencias (Fig. 6-2a). Por el contrario, el crecimiento de las fases sulfatadas se produce en interior de la roca, lo que produce subeflorescencias (Fig. 6-2b). Este comportamiento fue también observado por Rodr íguez Navarro et al., (1996) y Rodríguez Navarro y Doehne (1999).

El estudio de la distribución de los minerales en el interior de las rocas se realizó con microscopía electrónica de barrido (SEM). La distribución de la halita en el interior de la roca es similar en todas las muestras. El máximo de concentración se sitúa en la superficie de la roca (Fig. 6-2a). Por otro lado, la distribución de la mirabilita-thenardita en la muestra y su distancia a la superficie dependen de la distribución de tamaños de poros de las diferentes rocas (apartado 4.1). Así, para la biocalcarenita BC-2, que tienen un radio medio pequeño, la máxima concentración de mirabilita está a 3 mm de su superficie. Para la biocalcarenita BC-4, que presenta un valor inter medio de radio medio, el máximo de la distribución se centra a 1.8 mm. En la biocalcirrudita BR-8, que tiene un valor grande de tamaño medio, el máximo de concentración se encuentra a 1.2 mm de la superficie. La forma de la distribución de cantidad relativa de la mirabilita/thenardita en el interior de la roca se muestra en Fig. 6-2b.

La formación de subeflorescencias influye fuertemente en el deterioro por cristalización de sales (Wikler, 1997; Rodríguez y Doehne (1999)). Este hecho se debe a que la presión de cristalización sobre la roca es más efectiva al crecer en su interior.

Influencia del Sistema Poroso en la Secuencia de Precipitación Salina La apariencia visual producida por la acción de cristalización después del ensayo se muestra en Fig. 6-3. El deterioro producido por la cristalización del NaCl es similar en todas las muestras. Las eflorescencias aparecen en las tres rocas porosas (BC-2, BC- 4 y BR-8). Por el contrario, el deter ioro producido por la cristalización de la mirabilita es diferente según el tipo de rocas. Se observa que el crecimiento del sulfato sódico en estas condiciones experimentales produce subeflorescencias. Al comparar el efecto producido en todas las muestras, se deduce que la distribución de tamaños de poros juega un papel importante en su deterioro; ya que en la muestra BC-2 el deterioro es mayor que en la muestra BC-4 y BR-8.

Fig. 6-2. Distribución de minerales en las rocas: halita (a) y mirabilita-thenardita (b).

Si se comprara la apariencia visual, se deduce que el deterioro producido por la mirabilita es mucho mayor que el producido por la halita. Para el entendimiento de la relación entre la formación de eflorescencias-subeflorescencias y la efectividad de la presión de cristalización como mecanis mo de deterioro de las rocas, es necesario saber si las sales crecen dentro de la roca y relacionar la distribución de tamaños de poros de la roca y la distancia de sales a la superficie de la roca.

El papel que juega la distribución de tamaños de poros en el proceso de cristalización y, por lo tanto en la durabilidad de la roca, queda reflejado claramente en dos fenómenos que se dan en la cristalización de las sales: presión de cristalización y

NaCl Co nc . S al Na₂SO₄ Co nc . S al

a

b

a

b

Capítulo 6

distribución espacial de los minerales en el interior de la roca. Así, cuanto más pequeño sea el tamaño de los poros de las rocas, mayor será la presión de cristalización producida y más al interior estará la posición de mirabilita en la roca (formación de subeflorescencias). Por lo tanto, ambos fenómenos contribuyen a un mayor deterioro y, con ello, a una menor durabilidad de la roca ornamental porosa.

Fig. 6-3. Apariencia visual producida por la acción de cristalización de la mirabilita en las rocas BC-2 (a), BC-4 (b) y BR-8 (c); y de la halita en las rocas BC-2 (d), BC-4 (e) y BR-8 (f).

Si se produce una precipitación mineral intensa en la superficie de la roca se puede formar una costra, taponando la comunicación con el exterior de la roca. Este hecho produce una fuerte acumulación de sales cerca de esta costra, deteriorando la roca por la alveolización y/o desplacados (Fitzner et al., 1996; Esbert et al., 1997).

b. Precipitación Salina en la Roca.

Con SEM se observan dos hábitos cristalinos de las sales formadas en diferentes zonas de la roca. Para un estudio detallado se escogen tres zonas de la roca: A, B y C. La zona A está dentro de la roca pero en la esquina, por lo que está cerca de dos superficies; la zona B está más alejada del superficie; y la zona C está en el máximo de precipitación mineral ( Fig. 6-4).