Una esmectita (del griego antiguo σμηκτός ( smēktós ) 'lubricado'; de σμηκτρίς ( smēktrís ) 'tierra de caminante, tierra de batán '; lit. ' tierra de frotamiento; tierra que tiene la propiedad de limpiar ' ) [1] es una mezcla mineral de varios silicatos laminares hinchables ( filosilicatos ), que tienen una estructura de tres capas 2:1 (TOT) y pertenecen a los minerales arcillosos. Las esmectitas consisten principalmente en montmorillonita , pero a menudo pueden contener minerales secundarios como cuarzo y calcita . [2]
En la mineralogía de las arcillas, esmectita es sinónimo de montmorillonita (también el nombre de una fase mineral de arcilla pura) para indicar una clase de arcillas hinchables. El término esmectita se utiliza comúnmente en Europa y el Reino Unido, mientras que el término montmorillonita se prefiere en América del Norte, pero ambos términos son equivalentes y se pueden utilizar indistintamente. Para aplicaciones industriales y comerciales, el término bentonita se utiliza principalmente en lugar de esmectita o montmorillonita.
La estructura de capas 2:1 (TOT) consta de dos capas tetraédricas (T) de sílice (SiO 2 ) que están reticuladas electrostáticamente a través de una capa central octaédrica (O) de Al 2 O 3 ( gibbsita ) o de Fe 2 O 3 . Las capas elementales de TOT no están conectadas rígidamente entre sí, sino que están separadas por un espacio libre: la capa intermedia que alberga cationes hidratados y moléculas de agua . La esmectita puede hincharse debido a la incorporación reversible de agua y cationes en el espacio intermedio.
Las capas TOT están cargadas negativamente debido a la sustitución isomórfica de átomos de Si(IV) por átomos de Al(III) en las dos capas tetraédricas externas de sílice y debido al reemplazo de átomos de Al(III) o Fe(III) por cationes Mg2 + o Fe2 + en la capa octaédrica interna de gibbsita. Como las cargas +4 soportadas por Si(IV), y normalmente compensadas por cargas −4 de los átomos de oxígeno circundantes, se convierten en +3 debido a la sustitución de Si(IV) por Al(III), se produce un desequilibrio eléctrico: +3 −4 = −1. El exceso de cargas negativas en la capa TOT tiene que ser compensado por la presencia de cationes positivos en la capa intermedia. El mismo razonamiento también se aplica a la capa central de gibbsita de la unidad elemental TOT cuando un ion Al3 + es reemplazado por un ion Mg2 + en un octaedro de gibbsita. El desequilibrio eléctrico es: +2 −3 = −1.
Los principales cationes en las capas intermedias de esmectita son Na + y Ca2 + . Los cationes sodio son responsables del mayor hinchamiento de la esmectita, mientras que los iones calcio tienen propiedades de hinchamiento menores. La esmectita de calcio tiene una capacidad de hinchamiento significativamente menor que la esmectita de sodio, pero también es menos propensa a encogerse cuando se deseca. [3]
El grado de hidratación de los cationes y sus correspondientes radios hidratados explican el comportamiento de hinchamiento o contracción de los filosilicatos. Otros cationes como los iones Mg 2+ y K + muestran un efecto aún más contrastado: los iones de magnesio altamente hidratados son "hinchadores" como en la vermiculita (capa intermedia totalmente expandida) mientras que los iones de potasio poco hidratados son "colapsadores" como en la ilita (capa intermedia totalmente colapsada).
Como el espacio entre capas de las esmectitas es más abierto y, por lo tanto, más accesible al agua y a los cationes, las esmectitas exhiben la mayor capacidad de intercambio catiónico (CIC) de los minerales arcillosos que se encuentran comúnmente en los suelos. Solo la vermiculita, más expandible , y algunos minerales de aluminosilicato más raros ( zeolitas ) con estructura de canal interno pueden exhibir una CIC más alta que la esmectita.
Las esmectitas se forman a partir de la meteorización del basalto , gabro y vidrio volcánico rico en sílice (por ejemplo, piedra pómez , obsidiana , riolita , dacita ). Muchas esmectitas se forman en sistemas hidrotermales volcánicos (como el sistema de géiseres ) donde el agua caliente que se filtra a través de la matriz porosa o las grietas del depósito de ceniza volcánica ( piedra pómez , puzolana ) disuelve la mayor parte de la sílice amorfa (hasta el 50 % en peso de SiO 2 se puede disolver), dejando la esmectita en su lugar. Este mecanismo es responsable de la formación del depósito de bentonita (Serrata de Nijar ) de Cabo de Gata en la región sureste de Almería en Andalucía ( España ). La bentonita Wyoming MX-80 se formó de manera similar durante el Período Cretácico cuando las cenizas volcánicas caían en un mar interior en el continente americano. Las cenizas volcánicas, muy porosas (con una superficie específica grande y de fácil acceso) y muy reactivas, reaccionaron rápidamente con el agua de mar . Debido a la hidrólisis de la sílice , la mayor parte de la sílice se disolvió en el agua de mar y se eliminó de las cenizas dando lugar a la formación de esmectitas. Las esmectitas que se encuentran en muchos depósitos de arcilla marina a menudo se forman de esta manera, como es el caso de las arcillas de Ypres que se encuentran en Bélgica y son muy ricas en esmectitas.
Las esmectitas se utilizan habitualmente en aplicaciones industriales muy diversas. En obras de ingeniería civil, se utilizan habitualmente como lechada espesa de bentonita al excavar zanjas profundas y estrechas en el suelo para sostener los muros laterales y evitar su derrumbe. También se utilizan como lodo para fluidos de perforación . Las esmectitas, más comúnmente llamadas bentonitas, son candidatas como materiales de amortiguación y relleno para rellenar el espacio alrededor de residuos de alta radiactividad en depósitos geológicos profundos. Las esmectitas también sirven como aditivo en pinturas o como agente espesante para diversas preparaciones.
Tierra que tiene la propiedad de limpiar.
