3.2 Composición mineralógica:
La composición mineralógica es importante para determinar tanto la reactividad del SSA
como posible componente cementante como su respuesta al tratamiento térmico
empleado en la producción de cemento y cerámica. El comportamiento de lixiviación y
los impactos ambientales asociados derivados del uso del SSA también están
estrechamente vinculados a la mineralogía. (Enciclopedia de Ciencias Físicas y
Tecnología Tercera Edición, 2003) Asimismo, la composición mineralógica se refiere a
la identificación y proporción de los minerales que constituyen una roca o muestra
geológica. Esta composición está controlada principalmente por la química mayor del
cuerpo matriz, es decir, por los elementos químicos presentes y sus abundancias relativas.
En la corteza terrestre, los minerales están formados mayoritariamente por ocho
elementos: oxígeno (46-47%), silicio (27-28%), aluminio, hierro, calcio, sodio, potasio y
magnesio, que representan más del 98% en peso. Los minerales comunes se agrupan en
varios tipos según su composición química y estructura cristalina, destacándose:
Silicatos: el grupo más abundante y complejo, formados por tetraedros de sílice (SiO4)
combinados con otros metales.
Carbonatos: como la calcita (CaCO3), que es frecuente en rocas sedimentarias como la
caliza.
Óxidos, sulfatos, fosfatos, entre otros: cada uno con composiciones y estructuras
específicas.
La composición mineralógica de una roca ígnea, sedimentaria o metamórfica depende de
la química del magma o sedimentos originales y de las condiciones de formación
(temperatura, presión)6. Por ejemplo, magmas ricos en hierro y magnesio forman
minerales máficos como olivino y piroxenos, mientras que magmas ricos en sílice forman
minerales félsicos como cuarzo y feldespatos.
El análisis mineralógico se realiza con técnicas como la difracción de rayos X, que
permite identificar los minerales presentes y sus proporciones, observándose en estudios
que el cuarzo suele ser el mineral más abundante en muchas rocas, seguido por
feldespatos, calcita y minerales arcillosos como esméctica o caolinita en sedimentos.
3.3 Parámetros químicos y biológicos:
Parámetros químicos y biológicos en la sedimentación
Parámetros químicos; En la sedimentación, los parámetros químicos están relacionados
con la composición del agua y los sedimentos que influyen en la formación y
precipitación de minerales. Por ejemplo:
La precipitación de carbonatos como la calcita depende de la concentración de iones
calcio (Ca²⁺) y bicarbonato (HCO3⁻) en el agua, así como del pH, temperatura y presión.
Un pH alto y temperaturas cálidas favorecen la precipitación de CaCO3, mientras que un
pH bajo favorece su disolución.
Las rocas sedimentarias químicas se forman por la precipitación de minerales disueltos
en el agua, tanto por procesos inorgánicos como por la actividad biológica (bioquímica).
Minerales comunes en estos procesos incluyen calcita, dolomía, yeso y halita, que se
forman a partir de la concentración y precipitación química en ambientes acuáticos.
La composición química de los sedimentos también puede incluir nutrientes (N, P, K),
metales y materia orgánica, que afectan la química del entorno sedimentario y pueden
indicar contaminación o condiciones ambientales específicas.
Parámetros biológicos de la actividad biológica influye en la sedimentación a través de:
La formación de rocas sedimentarias bioquímicas, donde organismos marinos o acuáticos
precipitan minerales, como conchas de carbonato de calcio o sílice biogénica (esqueletos
de organismos microscópicos).
La materia orgánica proveniente de restos biológicos que se deposita junto con los
sedimentos, afectando la química y procesos de diagénesis.
La influencia de organismos en la química del agua, modificando el pH y la concentración
de iones, lo que puede favorecer o inhibir la precipitación mineral.
En resumen, la sedimentación química está controlada por la composición química del
agua y sedimentos, mientras que la sedimentación bioquímica resulta de la interacción
entre procesos químicos y la actividad biológica, dando lugar a diferentes tipos de rocas
sedimentarias y características químicas específicas en los sedimentos. (Marco Bruni,
2018)
Eficiencia de la sedimentación usando coagulantes químicos y naturales. Fuente:
adaptado de CAWST (2011)
4. Procesos para desarrollar la sedimentación:
La sedimentación simple (también conocida como sedimentación simple por gravedad)
es un pretratamiento físico de agua sencillo, de bajo costo, que se realiza antes de la
aplicación de otros métodos de purificación como filtración (por ejemplo, filtración lenta
de arena) y desinfección (cloración). Este proceso sirve para eliminar partículas pequeñas
suspendidas no deseadas (arena, limo y arcilla) y algunos contaminantes biológicos del
agua bajo la influencia de la gravedad. Cuanto más tiempo se almacena el agua o se
mantiene inalterada, más se depositarán los sólidos en suspensión y los patógenos en el
fondo del recipiente. El proceso de sedimentación se puede acelerar agregando
coagulantes. El contenido de esta ficha se enfoca en la sedimentación como un elemento
que forma parte de las plantas potabilizadoras de agua. (Marco Bruni, 2018)
Los procesos para desarrollar la sedimentación forman parte del ciclo sedimentario, un
conjunto de etapas que transforman materiales rocosos en sedimentos y luego en rocas
sedimentarias. Estos procesos incluyen:
Exposición: Las rocas que se encuentran en profundidad son llevadas hacia la superficie
por procesos tectónicos (fracturas, plegamientos, elevaciones), quedando expuestas a la
acción de agentes atmosféricos, hidrológicos, edáficos y biológicos.
Intemperismo (meteorización): Descomposición física, química y biológica de las rocas
expuestas, fragmentándolas y liberando minerales y elementos químicos.
Erosión: Remoción y desprendimiento de fragmentos y partículas de roca por agentes
como agua, viento, hielo o gravedad.
Transporte: Movimiento de los sedimentos erosionados desde su lugar de origen hacia
zonas de depósito, mediante corrientes de agua, viento, glaciares o gravedad.
Sedimentación o depósito: Cuando la energía del medio transportador disminuye, los
sedimentos se depositan en cuencas o superficies, acumulándose en capas sucesivas.
Puede ser sedimentación fluvial, marina, eólica, entre otras.
Acumulación: Acumulación progresiva de sedimentos en el área de depósito, formando
espesores que pueden alcanzar grandes dimensiones.
Compactación: Por el peso de las capas superiores, las partículas sedimentarias se
acercan y los poros se reducen, expulsando agua y aire.
Cementación: Precipitación de minerales cementantes (calcita, sílice, óxidos) que unen
las partículas, consolidando el sedimento en roca sólida.
Diagénesis: Conjunto de cambios físicos, químicos y biológicos que transforman los
sedimentos en roca sedimentaria, sin llegar a condiciones metamórficas (temperaturas
menores a 200 °C).
Además, durante el ciclo sedimentario ocurre una fase biológica donde los minerales
liberados pueden ser absorbidos por organismos vivos (plantas, bacterias, animales),
integrándose en redes tróficas y luego liberados nuevamente al ambiente, influyendo en
la química y composición de los sedimentos.
Este ciclo es un proceso largo que puede durar millones de años y se repite continuamente,
formando la base para la formación y renovación de la corteza terrestre sedimentaria.
Imagen; División de un sedimentador. Fuente: GONZÁLEZ, M. 2015
4.1 Técnicas para desarrollar la sedimentación:
Las técnicas para estudiar y entender la sedimentación abarcan métodos de análisis de
sedimentos, dispositivos para favorecer o controlar la sedimentación y herramientas para
interpretar procesos sedimentarios:
Análisis petrográfico y petrológico: Estudio de la composición mineralógica y textura
de los sedimentos mediante microscopía y análisis modal, que permite reconstruir la
procedencia, historia y condiciones de depósito de los sedimentos.
Dispositivos sedimentadores: En ingeniería ambiental y tratamiento de aguas, se usan
estructuras
como
desarenadores
para
sedimentar
partículas
gruesas
(arena),
sedimentadores o decantadores para eliminar sólidos en suspensión y presas filtrantes
para retener sedimentos en cuencas hidrográficas.
Coagulación y floculación: Técnicas químicas para aumentar el tamaño de las partículas
en suspensión, facilitando su sedimentación en procesos de potabilización y tratamiento
de aguas.
Estudios estratigráficos y sedimentológicos: Uso de la estratificación, estructuras
sedimentarias (laminación, estratificación cruzada, granoselección), y principios como la
superposición y continuidad lateral para interpretar el ambiente y dinámica de
sedimentación.
Modelos y análisis de cuencas sedimentarias: Integración de datos litoestratigráficos,
bioestratigráficos y cronoestratigráficos para comprender la evolución espacial y
temporal de la sedimentación en una cuenca.
Técnicas experimentales de campo y laboratorio: Incluyen mediciones de transporte
sedimentario, análisis granulométrico, y simulaciones de procesos físicos y químicos
implicados en la sedimentación.
Estas técnicas permiten tanto el estudio científico de la sedimentación en ambientes
naturales como el control y optimización de procesos sedimentarios en ingeniería
ambiental y tratamiento de aguas.
4.2 Donde encontramos el desarrollo de la Sedimentación:
El desarrollo de la sedimentación se encuentra en diversos ambientes sedimentarios,
que son zonas de la superficie terrestre caracterizadas por condiciones físicas, químicas y
biológicas específicas que favorecen la acumulación de sedimentos. Estos ambientes se
pueden clasificar en:
Ambientes continentales: donde predominan procesos terrestres, como
Fluviales (ríos y llanuras de inundación),
Lacustres (lagos),
Glaciares (movimiento de masas de hielo con sedimentos),
Desérticos o eólicos (transporte y depósito por viento, formando dunas).
Ambientes de transición: zonas límite entre continente y mar, donde se mezclan aportes
continentales y marinos, como
Deltas (en desembocaduras fluviales),
Playas, lagunas costeras, estuarios y manglares.
Ambientes marinos: donde se acumulan sedimentos en plataformas continentales,
taludes y zonas profundas del océano, incluyendo
Arrecifes coralinos,
Plataformas continentales con arenas y limos,
Taludes y zonas abisales con depósitos de turbiditas y sedimentos finos.
La sedimentación ocurre cuando la capacidad de transporte del medio disminuye y los
materiales se depositan, formando capas que pueden variar desde arenas y gravas hasta
limos, arcillas, carbonatos y materia orgánica. La naturaleza del ambiente sedimentario
determina el tipo de sedimentos, su textura, composición y estructuras sedimentarias
presentes.
En resumen, la sedimentación se desarrolla en ambientes muy variados, desde ríos y
desiertos hasta océanos profundos, cada uno con procesos y características particulares
que controlan la acumulación y transformación de sedimentos.
Bibliografía
Enciclopedia de Ciencias Físicas y Tecnología Tercera Edición, 2. (2003).
SCIENCEDIRECT. Obtenido de Composición mineralógica.
Marco Bruni, R. S. (09 de 08 de 2018). Explorar Perspectivas . Obtenido
de Sedimentacion : https://sswm.info/water-nutrient-cycle/waterpurification/hardwares/semi-centralised-drinking-watertreatments/sedimentation-(centralised)
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1. https://elbibliote.com/resources/Temas/html/1757.php
2. https://www.sgm.gob.mx/Web/MuseoVirtual/Rocas/Rocassedimentarias.html
3. https://usuarios.geofisica.unam.mx/gvazquez/yacimientosELIA/zona
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