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Cristalografía

Cristalografía Óptica

Historia de la Geología

STENO (S.XVII) FUNDADOR DE LA ESTRATIGRAFIA

> Precursor de la mineralogía, establecio la primera ley de la cristalografía, observando que las caras abyacentes de un mismo mineral, poseen un mismo ángulo.

>Principio de Superposicion del estrato, es decir cuando los sedimentos se depositan en la parte interior son más antiguos que los de la parte exterior.

>Significado cronológico de los estratos ==> tiempo relativo, se compara. no se dicen las edades, solo se ordenan cronológicamente.

>Principio de la horizontalidad inicial , los sedimentos se depositan casi paralelo po paralelo a la superficie de depositación, por los sedimentos inicialemnte siempre tienen una disposicion horizonal.

>Comprueba la existencia de sedimentos marinos y continetales, expuesto anteriormente por Polissy.

>Comprueba las transgreciones y regresiones Marinas. ( secuencia sedimentaria) . diciendo : " si hay capas inclinadas y truncadas pot arriba, recubiertas por capas horizontales, indica que hubo una perturbación(discordancia)".

Cristalografía Optica

Los métodos de Cristalografía óptica aportan una interesante información sobre las estructuras cristalinas que, aunque limitada respecto a las técnicas de rayos X, son muy efectivas y, a veces, un prerequisito deseable para la determinación de una estructura mediante técnicas de rayos X.

La aplicación principal de la Cristalografía óptica es el estudio de minerales, rocas, o sólidos sintéticos en lámina delgada, usando el microscopio polarizante. Se trata de la técnica más importante para la identificación y caracterización de una muestra, requiriéndose una cantidad de material muy pequeña, ya que se trata de observaciones microscópicas.

Los métodos de Cristalografía óptica se aplican a materiales transparentes a la luz, ya que son determinados por transmisión de la luz; sin embargo, los cristales opacos poseen también propiedades ópticas características que se estudian con microscopios de luz reflejada

El comportamiento de la luz al introducirse en un cristal está controlado fundamentalmente por la estructura cristalina. En este sentido la propiedad más importante de un cristal es el índice de refracción (n), que se determina con respecto al del aire.

El índice de refracción del aire (Vv / V) a presión del nivel del mar es 1,00029 indicando que la velocidad de la luz en el aire es débilmente menor que su velocidad en el vacío. Normalmente este valor se iguala a 1 y todos los valores de índices de refracción de los cristales serán superiores a este valor ya que la luz disminuye su velocidad cuando entra en ellos. La mayor parte de los cristales minerales tienen índices de refracción entre 1,32 y 2,40.

La relación entre las trayectorias del rayo incidente y del rayo refractado fueron determinadas por la Ley de Snell:

ni . sen i = nr . sen r

Cristales isótropos/anisótropos a la luz

Los cristales pueden ser agrupados, ópticamente, en dos categorías: cristales isótropos y cristales anisótropos o birrefringentes. Todos los cristales del sistema cúbico son ópticamente isótropos; el índice de refracción es único e independiente de la dirección de incidencia de la luz, y sus características ópticas son similares a las del vidrio. Todos los cristales no cúbicos, es decir, los anisótropos presentan una dependencia respecto a la dirección de su interacción con la luz, de forma que presentan diferentes índices de refracción.

Los cristales anisótropos se dividen a su vez en dos grupos, cristales uniáxicos, que presentan una sección ópticamente isótropa (se incluyen los sistemas cristalinos tetragonal y hexagonal), y los cristales biáxicos, que tienen dos secciones ópticamente isótropas (se incluyen los sistemas triclínico, monoclínico y ortorrómbico).

Un examen óptico preliminar de un cristal mostrará si éste es isótropo, uniáxico o biáxico. La distinción entre los tres sistemas cristalinos biaxiales y la identificación de las principales direcciones de simetría es posible pero depende de lo bien desarrollados que estén estos cristales.

La óptica cristalina se estudia a través de una superficie de referencia "indicatriz óptica" que ayuda a visualizar las relaciones geométricas. Esta superficie de referencia sirve para explicar como varía el índice de refracción de un material tr

ansparente de acuerdo con la dirección de vibración de la onda luminosa en el material. Cada vector se dibuja proporcional al índice de refracción para luz que vibre paralela a esa dirección y, así, la superficie que forman todos los extremos de esos vectores es la indicatriz.

En cristales isótropos, como la velocidad de la luz es independiente de la dirección, los vectores índice de refracción serán exactamente iguales en todas las direcciones posibles. Por ello, la indicatriz óptica será una esfera, que es la envolvente de todos los radios vectores de igual longitud.

La relación entre (nl - nr) es la BIRREFRINGENCIA, cuyo valor máximo es característico para cada naturaleza cristalina (en nuestro caso, mineral). En minerales anisótropos, si la luz viaja a través del eje óptico, el cristal exhibe birrefringencia cero, otras trayectorias muestran la máxima birrefringencia, y, generalmente, se muestran birrefringencias intermedias.
La combinación de longitudes de onda que pasan el analizador produce los colores de interferencia, que dependen del retardo entre el rayo rápido y lento. El color de interferencia producido es dependiente de la longitud de onda de la luz que atraviesa el analizador y de las longitudes de onda que son anuladas. Así se produce un gran rango de colores. Esta tabla de colores se conoce como la Tabla de Michel Levy.

Cristales y la luz

Microscopia Óptica

Neontología

Existen cinco reinos en la naturaleza a nivel biológico:

El reino Mónera
El reino Protista
El reino Fungi o de los hongos
El reino vegetal
El reino Animal

Dentro de cada uno de estos grandes grupos existenotros más pequeños en los cuales se ubucan organismos con características morfofisiológicas similares, así:
Mónera: Conformado por bacterias verdaderasy cianobacterias o bacterias fotosintéticas
Protista: Conformado por las algas, los hongos musilaginosos y los protistos.
Hongos: Conformado por hongos inferiores y superiores.
Vegetal: Conformado por Vegetales inferiores o Briófitas, dentro del que están los músgos y las hepaticas;vegetales superiores o Pteridófitos, como los helechos;y traqueófitos o plantas como pinos, las acacias, etc.
Animal dentro del cual están los vertebrados como peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos; y los invertebrados como los insectos, los arácnidos, las mariposas, etc.


REINO MONERA

Los individuos pertenecientes al reino monera son organismos procariotas unicelulares. Están representados a través de las bacterias y de las algas verdes azuladas. A estos organismos se les encuentra como unicelulares pero conformando colonias (en grupos miceliales). Se caracterizan por el hecho de no poseer membranas nucleares, mitocondrias, plástides ni flagelos avanzados. Generalmente, efectúan su alimentación por medio de la absorción pero algunos especimenes son capaces de realizar procesos fotosintéticos o quimiosintéticos. Principalmente, su tipo de reproducción puede ser asexual, por fisión o por yemas. Otra forma de reproducción se da a través de fenómenos protosexuales. Dentro del reino monera, se puede encontrar a los individuos que son inmóviles y a los que tienen la capacidad de desplazarse. Cuando el organismo puede desplazarse lo hace a través del latido de flagelos simples (ya hemos mencionado que carecen de flagelos avanzados) o por deslizamiento Rama Nyxocera (si carecen de flagelos).


REINO PROTISTA

El Reino Protista está conformado por un grupo de organismos que presentaban un conjunto de características que impedían colocarlos en los reinos ya existentes de una manera plenamente definida. Esto se debe a que algunos protistas pueden parecerse y actuar como individuos del reino plantas, otros protistas pueden parecerse y actuar como organismos del reino animal, pero los organismos del reino protista no son ni animales ni plantas.

Los individuos del reino de los protistas son los que presentan las estructuras biológicas más sencillas entre los eucariotas (ya que su ADN está incluido en el núcleo de la célula), y pueden presentar una estructura unicelular (siendo esta la más común), multicelular o colonial (pero sin llegar a formar tejidos). Los protistas son autótrofos (en su mayoría) y producen un alto porcentaje del oxígeno de la tierra. Sin embargo, es complicado establecer un cuadro de características generales para los organismos del reino protista. Con todo, procuraremos presentar las características más comunes en la mayoría (No están presentes en todos los protistas) de estos organismos a continuación:

1.Son Eucariotas
2.No forman tejidos
3.Son autótrofos (por fotosíntesis), heterótrofos (por absorción) o una combinación de ambos.
4.Generalmente son aerobios pero existen algunas excepciones.
5.Se reproducen sexual (meiosis) o asexualmente (mitosis).
6.Son acuáticos o se desarrollan en ambientes terrestres húmedos
El reino protista se divide en tres grandes filos o superfilos: superfilo algae, superfilo protozoa y superfilo slime molds.



REINO FUNGI

Los hongos son organismos multicelulares, es decir que pueden ser unicelulares o pluricelulares, que se alimenta mediante la absorción, estos vegetales no pueden sintetizar su propios alimentos, viven sobre otros organismos es por ello que se dicen que son saprofitos o parásitos y forman líquenes. Los hongos son organismos sin clorofila, por lo que no pueden realizar la función de fotosíntesis, obtienen sus alimentos en forma directa o indirecta, almacenando sustancias sustancias nutritivas.

Los cuerpos de los hongos están formados por unos filamentos llamados hifas en la que podemos encontrar la materia orgánica donde crece llamada micelio nutritivo, estos son los llamados hongos parecidos a un paraguas, debido a que levantan en el aire o mecelio reproductivo. Son inmóviles pero con flujo protoplasmático en el micelio (Los micelios son masas de filamentos ramificados llamados hifas que constituyen el hongo). Su ciclo de reproducción es primordialmente sexual y asexual.


Sexual: Todos los hongos con excepción de los hongos imperfectos (Deuteromictos) poseen una reproducción sexual.

Asexual: esta reproducción ocurre solo en hongos inferiores acuáticos (ficomicetos)


Existen hongos perjudiciales, ya que atacan los alimentos, por otro lado también hay hongos de gran utilidad como lo son las levaduras, las cuales son usadas en la fabricación del pan, del vino y de la cerveza entre otros licores. También hay hongos comestibles (champignon). Igualmente, hay hongos utilizados en la medicina como el Penicillium y de otros hongos se extrae la penicilina y otros antibióticos, como también existen hongos que son extremadamente venenosos.


Los hongos se dividen en cuatro grandes clases:


Ascomicetos: son de gran utilidad en la industria y la medicina. A los ascomicetos están repartidos por diversos medios: en el agua, en el suelo, en vegetales y animales en descomposición, en sustancias azucaradas, en el que llevan una vida parasitaria causando serias enfermedades a plantas cultivadas. Este tipo de hongos también pueden ser saprofitos, los cuales tienen muchas aplicaciones de gran valor; son utilizados en la fabricación de queso, para ciertas fermentaciones y los del género Penicillium son los utilizados para producir antibióticos.


Ficomicetos: Son los hongos llamados moho del pan y de las frutas y en algunos casos es parásito del repollo.


Deuteromictos: Son cuando los hongos forman los líquenes, los cuales tienen una gran distribución en la superficie de la tierra, se pueden ver en las selvas, en la corteza de los árboles, en los desiertos y aun sobre las rocas y lugares nevados.


Basidiomicetos: Son los populares hongos de sombrerito y oreja de palo (que son los aparecen en los en los trocos de los árboles). Los hongos de sombrerito son de un gran valor económico, ya que son comestibles, pero existen algunas especies que son altamente venenosos.


REINO PLANTAS

El Reino Plantas (o vegetal) viene a representar el más importante eslabón dentro de toda cadena alimenticia, la mayor parte de ellos tienen clorofila y pueden almacenar la energía que proviene del sol y sintetizar sustancias alimenticias.

Se conoceen más de 260.000 especies, aunque este número es menor que las que conforman las especies animales.

Se ha tratado de clasificar a las plantas de muchas maneras, pero en este caso les presentaremos las más sencilla, ya que en ell no se tomaran en cuenta la de los grupos fósiles. Se realizará el estudio de estas plantas siguiendo su linea evolutiva, comenzando desde las más primitivas, como las representan las Talofitas, hasta las que son más evolucionadas, es decir, las Angiopermas.

Divisiones o Filos:

1.Mixophyta
2.Clorophyta
3.Chrysophyta
4.Phaeophyta
5.Rhodophyta
6.Mycophyta
7.Bryophyta
8.Tracheophyta

REINO ANIMAL

Se calcula que al Reino Animal pueden pertenecen cerca de un millon de especies. Debido a este enorme número se ha hecho una clasificación muy minuciosa de todos estos especímenes. Se han clasificado en: Esponjas, Celenterados, Cteneforos, Plantelmitos, Nematodos, Rotiferos, Moluscos, Anelidos, Artropodos, Equinodermos y Cordados.

Esponjas: Se considera que la evolución de las esponjas ha sido mínima. Por eso se piensa que su apariencia actual bien podría ser la misma que tuvieron hace cientos de miles de años. Estos organismos poseen numerosas cavidades que se comunican a través de redes tubulares que terminan en un gran número de poros. Se han podido contar cerca de 5.000 especies existentes. Uno de los usos que le proporciona el hombre es el de producto de limpieza o artículo de tocador.

Celenterados: Esta especie animal presenta organismos con simetría radial. Digieren alimentos gracias a una cavidad que poseen en su interior. Los Celenterados acostumbran asociarse en grandes colonias a las cuales se les denomina corales. A las especies de los celenterados se les ha dividido en tres clases: Hydrozoa, Scyphozoa y Anthozoa.

Los Cteneforos: La apariencia externa de los cteneforos es muy parecida a la que presentan las medusas de los celenterados, hoy día sólo existen cerca de 100 especies.

Los Platelmitos: La gran mayoría de esta especie son parásitos que habitan ya sea en agua dulce o salada, pero también pueden observarse en tierra húmeda. Una especie de los platelmitos que podemos mencionar son los gusanos planos, también los gusanos parásitos que viven en el hombre y en los animales y las tenias que son parásitos cuyo cuerpo es alargado y con forma de cinta.

Los Nematodos: Esta especie presenta cuerpo cilindrico y alargado, y también presentan una cutícula muy resistente que los protege, y además poseen un aparato digestivo que incluye boca y ano.

Los Rotiferos: Estos animales son microscópicos y pueden vivir tanto en agua dulce como en agua salada, con mucha frecuencia los encontramos en las aguas estancadas.

Los Moluscos: Estos son animales celomados, que presentan un cuerpo blando que aunque tiene cierta simetría bilateral algunas veces presenta una marcada distorsion, generalmente se encuentran protegidos por conchas calcareas en una gran mayoría, pueden vivir en el agua, pero algunas especies son terrestres. Las clases de moluscos que existen son cinco que son: Anphineura, Scaphopoda, Gastropoda, Pelecypoda (calamares, pulpos).

Los Anélidos: Estos animales presentan un cuerpo alargado y suelen habitar el agua dulce o habitar en la tierra. Los más populares son: Las sanguijuelas y las lombrices de tierra. La respiración de estos individuos es cutanéa pero en algunos casos también pueden ser bronquial. En lo que se refiere a aparato digestivo es completo. El tamaño puede variar desde un milimetro hasta dos metros.

Los Artropodos: Estos animales metazoarios existen en gran cantidad siendo una de sus cracterísticas el presentar patas articuladas. Pueden habitar en la tierra, en el agua salada o en el agua dulce, también pueden vivir como parásitos en el hombre o en los animales. Entre los más conocidos tenemos: Las arañas, ciempiés, milpiés, garrapatas, los cangrejos, las langostas e insectos, zacundos, mariposas, saltamontes, moscas, chipos, cucarachas.
Muchos de los artropodos tienen una gran importacia en la economía, otros pueden servir alimento para el hombre y para algunos animales, mientras que otros son perjudiciales, ya que destruyen los sembradios y pueden llegar a transmitir bacterias.

Los Equinodermos: Son animales que poseen un endoesqueletos, su piel es se encuentra cubierta con espinas erizadas (Erizos), suelen vivir en el mar por ejemplo: los pepinos de mar, las estrellas de mar, las arañas de mar.

Los Cordados: Son animales marinos que viven ya sea en el agua dulce, en el agua salada o en la tierra, su estructura dorsal es flexible, son de sexos separados, en su gran mayoría presentan un organo capaz de bombear la sangre a través de un sistema circulatorio cerrado. Existen aproximadamente por encima de las 45.000 especies distintas. Su división consiste en cuatro subphylum que comprenden a los animales pequeños, y otras siete clases, en donde se encontra la clase Mammalia los cuales son vertebrados ya evolucionados. Este constiye el grupo más util para el hombre ya que existen muchos productos alimenticios que derivan de ellos. Su cuerpo suele estar cubierto de pelos y son mamíferos. Por su parte, los mamiferos pueden ser clasificados en tres subclases y 16 órdenes.

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Zoología

Zookeys

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Zeolitas

Las zeolitas son los soportes catalíticos más empleados en la actualidad. Debido a su estructura porosa presenta unas buenas propiedades para ser empleadas en intercambio iónico, en catálisis y en adsorción. Principalmente se han estudiado aquellas de naturaleza ácida por su importancia ndustrial, pero las ventajas medioambientales que presentan las zeolitas básicas, como la sustitución de procesos que generan gran cantidad de contaminantes (reacciones de alquilación), hace que su estudio se encuentre en pleno desarrollo. La búsqueda de nuevas aplicaciones constituye uno de los objetivos primordiales en el desarrollo de estos materiales (Marcus, 1999).


Las zeolitas son aluminosilicatos cristalinos de fórmula general:


Mex/n(AlO2)x(SiO2)y·mHxO

donde x, m y n son números enteros correspondientes a la celdilla unidad y Me es un catión metálico de valencia n La estructura tiene una relación de oxígeno a metal de 2, con tetraedros de composición neta [SiO2] y [AlO2] y una carga negativa igual al número de átomos de aluminio en posiciones estructurales. La estructura consiste en una red tridimensional de tetraedros SiO4 y AlO4-, con los átomos de silicio o aluminio en el centro (átomos T), y los oxígenos (O) en los vértices . Estos tetraedros (unidad fundamental) se enlazan por sus átomos de oxígeno originando estructuras poliédricas (poliedros simples) que constituyen las estructuras secundarias. Finalmente, estos poliedros se unen formando las estructuras terciarias más o menos complejas. Las diferentes formas de coordinación de los tetraedros, así como la relación silicio/aluminio originan los distintos tipos de zeolitas. En este proceso, se van formando cavidades o canales de distinto tamaño, donde se alojan cationes y moléculas de agua, y que están conectados entre sí por medio de aberturas o poros de dimensiones constantes. Cada átomo de aluminio que sustituye isomórficamente a uno de silicio proporciona una carga negativa, la cual se neutraliza con las cargas positivas que aportan los cationes.

La síntesis hidrotérmica de zeolitas supone la transformación de una mezcla de compuestos de Si y Al, cationes metálicos, moléculas orgánicas y agua en aluminosilicatos cristalinos. El proceso de conversión del gel amorfo en zeolitas se activa térmicamente y tiene lugar en un intervalo de temperaturas que va desde 60ºC hasta 100ºC, salvo en zeolitas con mayor contenido en silicio en las que se necesitan temperaturas mayores, realizándose las síntesis en autoclaves. En estas síntesis hidrotérmicas, el gel se suele mantener cierto tiempo por debajo de la temperatura de cristalización, en lo que se llama periodo de envejecimiento. Durante esta etapa tiene lugar la disolución o despolimerización de la sílice, la cual se produce por las condiciones alcalinas utilizadas en la síntesis, consiguiéndose un aumento de la concentración de sílice en la disolución. Después de la despolimerización de la sílice, los aniones silicatos que se forman condensan, dando
lugar a especies oligoméricas en disolución. En estas disoluciones alcalinas, los silicatos oligoméricos aniónicos reaccionan con el aluminio, que se encuentra como Al(OH)4 -, produciendo la estructura del aluminosilicato. Barrer (Barrer, 1982) propuso que la condensación y la polimerización de estas unidades oligoméricas son esenciales para la nucleación y crecimiento de las zeolitas. El posterior crecimiento de los cristales tiene lugar a partir de los núcleos formados por unión de los precursores, obteniéndose cristales de mayor tamaño. En la actualidad se considera que el crecimiento de los cristales ocurre generalmente en disolución, más específicamente, por condensación de las especies en disolución en la superficie del cristal.

Las condiciones que han de satisfacerse para la síntesis hidrotérmica de
zeolitas puede resumirse en (Dwyer, 1984):

- Materias primas muy reactivas, en forma de geles o sólidos amorfos.

- Elevados valores de pH, mediante la incorporación de un hidróxido alcalino y/o una base orgánica.

- Bajas temperaturas (T<100ºc)>

Las aplicaciones industriales de las zeolitas son consecuencia de sus propiedades físico-químicas. Muchas de estas propiedades resultan tan ventajosas que han motivado la sustitución de otros productos convencionales por zeolitas en numerosos procesos industriales. De estas propiedades, podemos distinguir como más importantes la adsorción, el intercambio iónico y la actividad catalítica.

a) Adsorción: Es característica común de las zeolitas que al ser calentadas a vacío o en corriente de gas (N2, He, aire) pierdan el agua de hidratación que alojan en sus cavidades, sin que se modifique su estructura. En este estado de deshidratación, y dada la gran superficie interna creada (300-800 m2/g), las zeolitas presentan una gran capacidad para la adsorción selectiva de cualquier molécula que pueda penetrar en sus cavidades.

b) Intercambio iónico: La capacidad de las zeolitas para intercambiar sus cationes hace de estas un medio excelente para estudiar los fenómenos de intercambio iónico, pero su importancia radica en que pueden modificar sus propiedades de adsorción (variando el tamaño de poro o la fuerza de interacción con los adsorbatos) y sus propiedades catalíticas.

c) Actividad catalítica: Las zeolitas son los catalizadores más utilizados a nivel mundial, por esa razón son, probablemente, el grupo de catalizadores heterogéneos que ha sido mejor caracterizado. Han recibido una atención especial debido a sus propiedades (estructura microporosa, composición química muy variada y facilidad de intercambio de los cationes compensadores de carga) lo que hace de ellas un grupo de materiales muy extensamente usados en procesos catalíticos como la conversión de hidrocarburos (alquilación, craqueo, hidrocraqueo, isomerización, hidrodeshidrogenación, reformado selectivo, deshidratación, conversión de metanol a gasolina).

REFERENCIA
UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID
FACULTAD DE CC. QUÍMICAS
Departamento de Ingeniería Química

Cristalografía

Cuando escuchamos hablar acerca de "Cristal" pensamos en un juego de vasos o en un elegante diseño de animal puesto en una vitrina. En términos de minerales un cristal es una porción homogénea de materia con una estructura atómica ordenada y definida y con forma externa limitada por superficies planas y uniformes simétricamente dispuestas. Los cristales se producen cuando un líquido forma lentamente un sólido; esta formación puede resultar de la congelación de un líquido, el depósito de materia disuelta o la condensación directa de un gas en un sólido. Los ángulos entre las caras correspondientes de dos cristales de la misma sustancia son siempre idénticos, con independencia del tamaño o de la diferencia de forma superficial.

La mayor parte de la materia sólida muestra una disposición ordenada de átomos y tiene estructura cristalina. Los sólidos sin estructura cristalina, como el vidrio, se denominan amorfos. Debido a su estructura, son más parecidos a un líquido que a un sólido. Se conocen como líquidos superenfriados.

Para comprender la formación de cristales, podemos establecer una secuencia siguiendo un átomo que al unirse con otros dará paso a una molécula, a su vez, un conjunto de moléculas dará paso a la conformación de una celda y un conjunto ordenado de celdas dará lugar a la constitución de un cristal.

Se describen como materiales cristalinos aquellos materiales sólidos cuyos elementos constitutivos se repiten de manera ordenada y paralela y cuya distribución en el espacio muestra ciertas relaciones de simetría. Así, la propiedad característica y definidora del medio cristalino es ser periódico, es decir, que a lo largo de cualquier dirección, y dependiendo de la dirección elegida, la materia que lo forma se halla a distancias específicas y paralelamente orientada. Además de ésta, otras propiedades características son la homogeneidad y la anisotropía.

Por tanto, el cristal está formado por la repetición monótona de agrupaciones atómicas paralelas entre sí y a distancias repetitivas específicas (traslación). La red cristalina es una abstracción del contenido material de este medio cristalino, y el tratarlo únicamente en función de las traslaciones presentes constituye la esencia de la teoría de las redes cristalinas.

Para una apropiada asimilación de lo que significa el orden interno cristalino, se ha de comenzar por la visualización y definición, a través de vectores traslación, del orden interno monodimensional , constituido por las diferentes direcciones de la red que definen, por su periodicidad, filas reticulares donde los nudos están alineados y equidistantes entre sí.

Fila reticular

Se trata de una fila de nudos obtenida por aplicación sucesiva de una traslación definida.

El símbolo de las filas reticulares se denomina como los índices [uvw] que son los componentes del vector traslación que une dos nudos adyacentes de la fila considerada expresados en función de un par primitivo cuyo origen se sitúa sobre uno de estos dos nudos.

Índices de Miller

Se obtienen calculando las intersecciones (H, K, L), o número de traslaciones, con los tres ejes fundamentales del cristal. Posteriormente se invierten y se eliminan denominadores, o bien, se calculan los cocientes entre el producto de las tres intersecciones dividido entre cada una de las intersecciones: (H*K*L= N, N/H= h, N/K=k, N/L=l)

Morfología cristal

Clases cristalinas

Formas cristalinas

Cristalografía más Información

Estudia geología 2010

Universidad de concepcion 2010


Malla geología

universidad de Chile 2010 ( plan común de ingenieria , dos primeros años)

Geología Médica

La Geología Médica se define como la ciencia que trata sobre la relación entre los factores geológicos naturales y la salud humana y animal, entendiendo la influencia de factores ambientales ordinarios en la distribución geográfica de tales problemas de la salud. La Geología Médica es por consiguiente una disciplina amplia y compleja que requiere contribuciones interdisciplinarias de diferentes actores científicos como geólogos, ecólogos, químicos, biólogos, científicos profesionales y ambientales, médicos, veterinarios, toxicólogos, epidemiólogos, patólogos y cualquier otro profesional de la salud, ambiente y de las geociencias.
Mediante un abordaje Geomédico, es posible superponer los datos geoquímicos con datos epidemiológicos que permitan identificar los riesgos de una población a desarrollar algún tipo particular de enfermedad asociada y así apoyar al diagnóstico, prevención y remediación en pos de una mejor calidad vida en el planeta.



En las últimas décadas ha tenido lugar una creciente toma de conciencia de que algunos cambios del ambiente natural ocurren en una escala que afecta las ecologías globales: los sistemas atmosférico, hidrogeológico y de producción de alimentos han sido transformados en todo el mundo de forma que a veces llevan a la aparición (y/o reemergencia) de problemas de salud en humanos y animales. Aunque se ha reconocido que factores geológicos naturales juegan un papel central en una cantidad de situaciones de salud ambiental que afectan el bienestar de miles de millones de personas en todo el mundo, hay una falta general de comprensión acerca de la importancia de tales factores en la salud humana y animal por parte del público general, la comunidad biomédica y de salud pública, y la comunidad de profesionales de las geociencias y el ambiente. La geología médica, la ciencia que trata de los impactos de los materiales y procesos geológicos naturales sobre la salud animal y humana, intenta subsanar esa falta al aumentar la concientización acerca de esos asuntos en las comunidades biomédica y de las geociencias, y estimular una mayor colaboración entre estas disciplinas en sus investigaciones.

Así, la geología médica puede ser considerada como una disciplina complementaria al campo establecido de salud ambiental, enfocada en la manera como el ambiente natural afecta la salud. Sus impactos, tanto perjudiciales como beneficiosos, han sido conocidos durante milenios, pero es apenas en la última década que científicos interesados en estos fenómenos han comenzado a organizar colaboraciones locales, regionales y globales en esta disciplina emergente de la geología médica.

Los geólogos médicos son científicos (geocientíficos, científicos biomédicos y de salud pública, químicos, toxicólogos, epidemiólogos, hidrólogos, geógrafos, etc.) quienes generalmente colaboran en una amplia variedad de problemas de salud ambiental en busca de sus causas y soluciones. Entre estos problemas están los impactos de polvaredas naturales; de elementos que ocurren naturalmente en aguas superficiales, aguas profundas y tierra; de procesos geológicos tales como volcanes, erosiones, terremotos, tsunamis y otros; de la exposición ocupacional a materiales naturales, a la radiación natural, etc. Muchos estudios de la geología médica han estado orientados a los impactos de polvo de variado origen. Las partículas de polvo son un componente de la atmósfera terrestre ampliamente disperso, formando a menudo plumas que derivan de volcanes, tormentas de polvo, episodios de transporte a larga distancia de polvo desértico (el así llamado polvo intercontinental) y de desplazamientos por procesos naturales tales como derrumbes y terremotos. Estos fenómenos ocurren en todos los continentes, incluyendo, por ejemplo, la movilización de polvo sahariano a el sur de Europa y las Américas.

Los geólogos médicos estudian las fuentes, ocurrencia, distribución, concentración, química, cristalinidad y morfología de minerales (tales como asbestos, heroinita, sílica, pirita, etc.) que pueden producir problemas de salud. Tratan de determinar las fuentes, transporte y destino de elementos potencialmente dañinos como el arsénico, fluor, selenio, cobre, etc., así como de establecer los canales de exposición y producir mapas que ilustren los factores geológicos y geoquímicos locales, regionales y/o globales y sus relaciones con problemas de salud existentes o potenciales. Un buen ejemplo de investigación colaborativa es el caso del arsénico en Bangladesh y Bengala Occidental, India. En esta región, geólogos médicos trabajan para determinar la fuente de los altos niveles de arsénico en agua de pozos que pone en riesgo la salud de hasta 100 millones de personas.

Database Papers

Glosario Geomedicina

Medical Geology

más de geología médica

Historia de la geología

Cuvier y Lamarck

Cuvier jugó un papel crucial en el desarrollo de la paleontología. Gracias a su principio de correlación fue capaz de reconstruir los esqueletos completos de animales fósiles.

Partiendo de sus observaciones paleontológicas, Cuvier elaboró una historia de la Tierra fundamentada en el fijismo y el catastrofismo. Así, concibió la historia geológica como una historia puntuada por revoluciones o catástrofes. En tales períodos se habría producido la extinción de las especies hasta entonces existentes y su sustitución por otras. Estas nuevas especies procederían de otras regiones del planeta que se habrían salvado de la catástrofe. Así explicaba Cuvier los vacíos estratigráficos del registro fósil, que no parecían permitir la inferencia de una continuidad de las formas orgánicas.

Desde la perspectiva del catastrofismo, la edad de la Tierra no necesitaba ser excesivamente prolongada. De ahí que Cuvier abogara por sólo 6.000 años de antigüedad, lo que le enfrentó a Charles Lyell, cuyo gradualismo requería millones de años.
Esta defensa de la constancia de las especies y su oposición al gradualismo enfrentaron a Cuvier con la corriente transformista iniciada por Buffon y desarrollada ampliamente por Lamarck.

Lamarck postula dos fuerzas evolutivas cuya combinatoria habría conformado un árbol filogenético ramificado : por un lado, la tendencia intrínseca de la naturaleza hacia el aumento de la complejidad daría cuenta del tronco ascendente que puede trazarse desde los organismos más sencillos hasta los más complejos; por otro, la acomodación de los organismos a las circunstancias externas y la herencia de tales adaptaciones explicaría las desviaciones que ramifican esa gradación regular.
El transformismo de Lamarck suele describirse atendiendo tan sólo a estas dos últimas leyes básicas, formuladas en su Filosofía Zoológica y completadas en la Historia Natural de los Animales sin Vértebras: la ley del uso y desuso de los órganos y la ley de la herencia de los caracteres adquiridos. Así, en una primera fase, el movimiento de los fluidos internos del organismo, desatado por su comportamiento, provocaría el sobredesarrollo o la atrofia de los órganos (ley del uso y desuso de los órganos); en una segunda fase, tales modificaciones se transmitirían a los descendientes por gemación (ley de la herencia de los caracteres adquiridos) .”


Werner, Hutton y Smith

En el siglo XVIII una nueva teoría sobre el origen de las rocas de la superfie terrestre consideró el fondo del océano. Werner ( 1749 - 1817) y la teoría que dominó neptunismo, heredera del diluvianismo, fue muy aceptada. Por un lado contribuyó
al desarrollo de la geología de las rocas sedimentarias originadas en el oceáno, y por otro, representó un retroceso al incluir en el mismo grupo a las rocas volcánicas e intrusivas. Pero fueron precisamente los discípulos de Werner, entre ellos Humboldt, quienes tuvieron la oportunidad de realizar numerosas observaciones en distintas regiones, y a principios del siglo XIX, surgió la escuela contraria, la del plutonismo, que daba mayor importancia, al "fuego interno de la Tierra", como proceso formador de las rocas y los accidentes de la superficie Terrestre. Eran conceptos más avanzados y mejor fundamentados, pero no dejaban de caer en los errores, apreciaciones incorrectas y exageraciones, propios de la época.

El escocés James Hutton (1729-1797) es considerado por muchos el padre de la geología. Expuso los principios básicos de esta ciencia en una conferencia pronunciada en 1785 y publicada en 1795 ( Teoría de la Tierra). Es autor del principio del uniformismo: en tondas las transformaciones de la naturaleza, lo único que permanece sin cambios son las leyes que las rigen. Un concepto avanzado y blasfemo para su época. Negó el catastrofismo: La tierra evoluciona por movimientos lentos y permanentes que crean las montañas, destruidas a su vez por la erosión. Las capas de rocas observadas por el naturalista escocés eran testigos de que antiguos sistemas montañosos habían desaparecido y otros surgido. Esto sólo se podía explicar asegurando que era procesos que llevaban muchos millones de años y que actuaron en el pasado; son los mismos que obsevamos hoy en día. ( Principio del Actualismo). Para Hutton, la tierra tenía un desarrollo cíclico y lento. No negó los conceptos valiosos del neptunismo, sino los enriqueció.
William Smith, en tanto, habló sobre la correlación, determinando el uso de los fósiles para identificar estratos, basandose que para hacer correlación, hay que dirigirse al contenido fosilífero, donde cada estrato se puede identificar por su contenido.



STENO (S.XVII) FUNDADOR DE LA ESTRATIGRAFIA

> Precursor de la mineralogía, establecio la primera ley de la cristalografía, observando que las caras abyacentes de un mismo mineral, poseen un mismo ángulo.


>Principio de Superposicion del estrato, es decir cuando los sedimentos se depositan en la parte interior son más antiguos que los de la parte exterior.

>Significado cronológico de los estratos ==> tiempo relativo, se compara. no se dicen las edades, solo se ordenan cronológicamente.

>Principio de la horizontalidad inicial , los sedimentos se depositan casi paralelo po paralelo a la superficie de depositación, por los sedimentos inicialemnte siempre tienen una disposicion horizonal.

>Comprueba la existencia de sedimentos marinos y continetales, expuesto anteriormente por Polissy.

>Comprueba las transgreciones y regresiones Marinas. ( secuencia sedimentaria) . diciendo : " si hay capas inclinadas y truncadas pot arriba, recubiertas por capas horizontales, indica que hubo una perturbación(discordancia)".

Da Vinci , Agrícola y Owen

Leonardo Da vichi desarrollo dos conceptos en la Geología, el de isostasia, que es una serie de sedimentos que se depositan en forma continua en el mar y los restos orgánicos van siendo cubiertos y unos quedan incorporados en las rocas. Y el otro concepto fuel el de tiempo geológico, señalando que el diluvio universal no basta para explicar la repartición de los fósiles.

Agrícola en tanto, escribio 2 libros "De natura fossilium" (1530) enterrado y De re Metallica (1546) , donde se describe por primera vez los Minerales.

Por su parte, Owen (escocés), reconoce que las mismas series de rocas se suceden regularmente en el mismo orden sobre grandes superficie, siendo este un principio de la Geología.

Estrabón, Filón el Judió y el desarrollo de la geología en Roma.

Estrabón (s.I.a.c) fue el primero en anunciar las causas actuales. Explicó el movimiento relativo de la tierra y el mar, señalando que los cambios del mar y el continente, la causa es el continente, debido a que el mar puede avanzar en algunas partes. Además señala que hay que deducir nuestras explicaciones de las cosas a medida de lo qe sucede diariamente ( retomado el S.XVIII)

Filón el Judío, habla sobre la causa interna que mantiene las montañas(isostasía). relexionó de la siguiente forma: "la lluvia produce erosión, si la lluvia la produce, la montaña esta continuamente erosionando, cómo persiste la montaña?" ... debe existir una fuerza interna que la sostiene.

En Roma Plinio el viejo se encarga de estudiar la erupcion del Vesubio, en Pompella, donde muere, posteriormente la erupción fue descrita por su Sobrino Plinio el jóven, anunciando la liberacion del material volcánico, de ahí que en la vulcanología antigua se haya denominado erupción plínica a la erupción violenta de un volcán con proyección en altura de materiales pulverizados formando un penacho con figura de sombrilla.

Pitágoras , Aristoteles , Teofrasto y Eratóstenes en la geología

Pitágoras (580-500 a. C.) estimaba que el terreno es la gran escuela del geólogo. Sus enseñanzas y los comentarios de sus discípulos abundan en nociones exactas: el planeta es esférico; las corrientes de agua excavan valles, socavan el suelo de las montañas y lo arrastran hasta el mar; existen fuentes inflamables (exudaciones petrolíferas en las llanuras del Irak); los temblores de tierra provocan agotamiento en algunas fuentes y hacen aparecer otras; los ríos cambian de curso; las bocas volcánicas varían, unas se abren y otras se cierran. En toda su obra y en boca de sus personajes, encontramos descripciones y síntesis de fenómenos naturales que recogió en todos los lugares donde le llevó su espíritu viajero y científico.

Aristóteles (384-322 a. C.) era un gran naturalista: «el mar -dice- no deja de abandonar ciertos lugares y de invadir otros» y cita como ejemplo el delta del Nilo; explica el desgaste de los guijarros en las playas por los choques que fracturan y desgastan las partes salientes. Es el precursor del «actualismo» (sólo admitido después de Lyell, en el s. XIX) al escribir: «las revoluciones del globo son tan lentas, en relación con la duración de nuestra existencia, que pasan inadvertidas». Esboza el ciclo hidrogeológico e interpreta los fósiles como indicadores del medio de formación.

Teofrasto (368-284 a. C.), escribe el primer Tratado de Geología, que desgraciadamente se ha perdido; por citas posteriores se sabe que conocía el marfil fósil y diversas clases de carbón de piedra.

Eratóstenes calculó por primera vez, que se sepa, el radio de la Tierra. Partiendo de la idea de que la Tierra tiene forma esférica y que el Sol se encuentra tan alejado de ella que se puede considerar que los rayos solares llegan a la Tierra paralelos


Primer Mapamundi
Anaximandro es el primero en empezar a cartografiar el mundo globalmente: con los ríos y los mares. En este momento apareció el concepto ecumene en el que el mundo habitado era dos veces más grande en eje este-oeste que en norte-sur, evidentemente este mundo centraba su existencia en el mediterráneo.

El filósofo Anaximandro (610 a.C al 545 a.C), veía la Tierra como un cilindro flotante, en cuya superficie vive el hombre. Dice en sus escritos que "las ardientes capas del universo estallan y toman forma de ruedas ígnea que, envueltas en tubos de niebla, giran en torno a la Tierra y el mar. Los cuerpos celestes que vemos son agujeros de los tubos, a través de los cuales brilla el fuego encerrado en éstos; y los eclipses son obturaciones de los agujeros". Esta visión de Anaximandro, fue una enorme conquista, pues por primera vez, alguien pensaba que la Tierra no se apoyaba en nada, sino, que se sostenía por sí misma, flotando en el centro de los anillos celestes, el mundo está suspendido en el espacio, y se sostiene por equidistancia a todas las cosas

Magnetismo (Piedra Imán)

El magnetismo se conoce desde hace muchos siglos, pero es difícil saber cómo y cuándo se descubrió. Son muchas las leyendas que han circulado sobre la llamada "piedra de imán. Una de ellas es la del pastor Magnus, del que se dice que cuando iba con su rebaño por el monte notó una fuerza que atraía su bastón de punta de hierro. La tracción era tan fuerte que el bastón se quedó pegado a la roca y no pudo separarlo. Otra leyenda muy extendida es la de la isla de la montaña de imán que atrae con gran intensidad a todos los barcos que pasan en su proximidad, hasta que los atrapa y los destruye arrancándoles todos los elementos metálicos.
La realidad es que la piedra de imán existe y, hoy en día, la conocemos con el nombre de magnetita. Parece que el termino magnetismo, procede de la región de Asia Menor conocida con el nombre de Magnesia, en donde se cree que fue encontrada por primera vez la piedra de imán. El primero en señalar sus propiedades fue Tales de Mileto (siglo VI a. de C.) Y, ya, Platón (siglo IV a. de C.) conoce que su propiedad puede transmitirse al hierro. También se cree que el primero en encontrar una utilidad práctica para la piedra de imán fue el general chino Huang Ti (siglo IV a. de C.) Que utilizó la piedra magnética directamente para orientarse, pero sólo en Tierra.

GeOloGia PlaNetaRia

Cómo se origino el Sistema Solar ? dos grupos de teorías que intentan explicar su origen. Son las hipótesis de fragmentación y las hipótesis de condensación o teorías nebulares.
Las teorías de fragmentación o hipótesis catastróficas.

Parten casi todas de una catástrofe, el choque o el paso muy cercano de dos estrella. Hoy en día, estas teorías están en total desuso porque se considera que tanto el choque de dos estrellas como un acercamiento importante entre las mismas es altamente improbable.

En el s. XVIII algunos científicos sugirieron que el origen del sistema solar se debía la choque de una estrella con el sol: el desprendimiento de un material que se producía en esta gran colisión originaría los planetas. Otros científicos piensan que nunca llegó a producirse tal choque, sino simplemente un gran acercamiento entre el sol y la estrella. La fuerza de la gravedad sería la encargada de sustraer material, dentro del sol como de la estrella, material que, tras su desplazamiento, no retornó a su ligar de origen, sino que se quedó girando alrededor del sol y originó posteriormente los planetas. El conocimiento de la existencia de estrellas binarias o dobles en el universo hizo pensar a Hoyle, ya en nuestro siglo, que el sol podría haber sido la estrella binaria de otra. Según esta hipótesis, el origen del sistema solar se explicaría por la explosión de esta imaginaria estrella; el material de la misma habría originado los planetas.

Las teorías nebulares.

Comienzan a formularse en el s.XVIII. Kant y Laplace sustentan que el sistema solar se originó a partir de una nube de partículas. Ésta, al comenzar a girar, concentró una parte de la materia en el centro y expulsó el resto hacia el exterior. A partir de esta materia externa se originarían los planetas.

Entre los años 1944 y 1950, los científicos Weizsäzker y Kuiper propusieron la denominada teoría planetesimal, denominada así porque en ellas las partículas de la primitiva nube o nebulosa reciben el nombre de planetésimo o fragmentos de planetas.
Esta teoría relata la formación del sistema solar de la siguiente manera:
Hace unos 5000 millones de años, una nebulosa comenzó a contraerse y a originar concentraciones de materia o glóbulos. Los choques que se produjeron entre los átomos de hidrógeno, en el centro de la nebulosa, dieron lugar a reacciones nucleares, las cuales originaron una enorme cantidad de energía: es el comienzo del Sol.
La radiación del Sol, situado en el centro de la nebulosa, propició la vaporización del resto de ésta.
El giro de la nebulosa formó un disco aplanado. La nebulosa fue enfriándose y condensándose en partículas de pequeño tamaño (planetésimos), y después en planetoides más grandes.
Los elementos ligeros se condensaron en las zonas más frías, que estaban en el exterior del disco y que dieron lugar a los planetas exteriores. Los planetas interiores o terrestres se calentaron debido a los choques de los planetésimos, se fundieron y se diferenciaron por densidades. Así se originaron un núcleo metálico, una envoltura de rocas y una atmósfera. Posteriormente los planetas se enfriaron. En el espacio aún existen planetoides, que chocan con los planetas y producen en ellos innumerables cráteres, o que son capturados gravitacionalemente y se convierten en satélites.
Los planetas que se iban diferenciando por densidades iban creando una atmósfera con los gases liberados, que sólo era retenida en aquellos planetas que tenían una gravedad importante.

La Topografía es una disciplina cuya aplicación está presente en la mayoría de las

actividades humanas que requieren tener conocimiento de la superficie del terreno donde tendrá lugar el desenvolvimiento de esta actividad.

En la realización de obras civiles, tales como acueductos, canales, vías de comunicación, embalses etc, en la elaboración de urbanismos, en el catastro, en el campo militar, así como en la arqueología, y en muchos otros campos, la topografía constituye un elemento indispensable.

Podemos suponer que la Topografía tuvo su inicio desde el mom

ento en que la especie humana dejó de ser nómada para convertirse en sedentaria.

La topografía se define como la ciencia y la técnica de realizar mediciones de ángulos y distancias en extensiones de

terreno lo suficientemente reducidas como para poder despreciar el efecto de la curvatura

terrestre, para después procesarlas y obtener así coordenadas de puntos, direcciones,

elevaciones, áreas o volúmenes, en forma gráfica y/o numérica, según los requerimientos

del trabajo.

Dentro de la Topografía se incluye el estudio de los instrumentos usados por ella, sus

principios de funcionamiento, sus componentes y su operación. También se estudia teoría

de errores, ya que en muchos trabajos topográficos se exigen determinados valores de

exactitud en los resultados, valores que a su vez determinarán los métodos y la precisión de

los instrumentos a utilizar en el proyecto.

1.1.2 División de la Topografía.

Los diversos componentes que integran la top

ografía se agrupan en tres grandes grupos

bien diferenciados:

Teoría de errores y calculo de compensación: constituye la agrupación de los métodos

matemáticos que permiten la minimización de los inevitables errores cometidos en las

mediciones, y que permiten también establecer los métodos y los instrumentos idóneos a

utilizar en los diversos trabajos topográficos, para obtener la máxima calidad en los

mismos.

Instrumentación: en esta división se estudian los diferentes tipos de equipos usados en

topografía para llevar a cabo las mediciones, angulares o de distancias, para establecer sus

principios de funcionamient

o, llevar a cabo su mantenimiento y lograr su óptima

utilización.

Métodos topográficos: es el conjunto de operaciones necesarias para obtener la proyección

horizontal y las cotas de los puntos medidos en el terreno. Generalmente las proyecciones

horizontales se calculan en forma independiente de las cotas de los puntos, diferenciándose

entonces en dos grandes grupos: Métodos planimétricos.

Métodos altimétricos:

La planimetría, que engloba los métodos planimétricos, sólo toma en cuenta la proyección

del terreno sobre un plano horizontal imaginario que se supone es la superficie media de La

Tierra.

La altimetría, que agrupa los métod

os altimétricos, tiene en cuenta las diferencias de nivel

existentes entre los diferentes puntos del terreno [Torres, A., Villate E. 2001.].

Para la elaboración de un plano topográfico, es necesario conocer tanto la planimetría como

la altimetría para poder determinar la posición y elevación de cada punto del terreno que

será representado.

1.1.3 Relación de la Topografía con otras ciencias.

Actualmente, la topografía está englobada dentro de la Geodesia, donde se le conoce también con el nombre de geodesia común [Wahl, 1964]. Dentro de aquella ciencia general, conformada por diversas disciplinas, la topografía interactúa con las mismas, principalmente con:

- Cartografía: para levantamientos topográficos requeridos en la producción y

actualización cartográfica con diferentes

fines.

- Fotogrametría: como base para el control de fotografías y modelos aerofotogramétricos.

- Geodesia: para la densificación de redes geodésicas con fines de control en

levantamientos catastrales, localizaciones petroleras etc.

- Astronomía Geodésica