Minerales y la Escala de Durezas de Mohs

Los minerales, elementos básicos de las rocas son sustancias inorgánicas que poseen una estructura  cristalográfica  bien  definida  así  como  una  composición  química  muy  particular.

Muchos de los rasgos distintivos de las rocas se deben a las características de los minerales que las forman. Algunas de las características físicas que distinguen a los minerales son: el color, la ralladura, la  dureza, el  clivaje  (planos de  falla)  y  la  fractura, la  forma del  cristal,  el  peso específico, el lustre y la habilidad para transmitir la luz. El ingeniero civil casi siempre se basa en análisis de comparación para identificar a los minerales que constituyen las rocas, en problemas de identificación se puede requerir de la ayuda de un especialista en cristalografía. En ocasiones el mismo especialista debe apoyarse en análisis de difracción de rayos x como único medio para distinguir al mineral en cuestión.

Como existen muchas propiedades mecánicas asociadas a la dureza de los minerales, una tabla que resulta muy útil entre los ingenieros es la tabla de la escala de durezas de Mohs, la cual se aplica por comparación, esto es, contando con muestras de los minerales que en ella se indican se puede detectar la dureza de un nuevo mineral si se le compara rayándolo. Los minerales de mayor dureza rayan a los de menor dureza. En la escala de Mohs mostrada en la Tabla 2.1, el talco es el mineral más suave y el diamante es el más duro.

Tabla 2.1. Escala de Durezas de Mohs.

Entre algunos de los minerales que abundan en la corteza terrestre y que en diversos porcentajes constituyen a las rocas tenemos:

Feldespatos

Ortoclasa, de colores rosa, blanco y gris-verdoso, K(Al)Si3O8.

Plagioclasa, de colores gris, verde, blanco y rojo, Na(Al)Si3O8.

Cuarzo, no presenta un color definido pero se distingue por su lustre vítreo, SiO2.

Micas

Muscovita, mica blanca formada por hojas translúcidas, H2KAl3(SiO4)3. Biotita, mica obscura, más sensible al deterioro, H2K(MgFe)3Al(SiO4)3.

Calcita, color blanco o sin color, Ca CO3.

Dolomita, color blanco o multicolor, dureza 3.5-4.0 según Mohs, Ca Mg(CO3)2.

Piroxena  y  Anfíbola,  de  colores  obscuros,  son  silicatos  complejos  de  fierro  y  magnesio

(ferromagnesianos).

De  entre estos minerales, el  cuarzo se  distingue por  ser  el  de  mayor resistencia al deterioro. Los feldespatos son menos resistentes, en particular la ortoclasa es susceptible al deterioro cuando está bajo la acción del agua y del bióxido de carbono, llegando a descomponerse en minerales arcillosos como la muscovita. La mica asociada a rocas en cantidades apreciables casi siempre es motivo de cuidados, la razón principal es que la mica posee un clivaje fácil de inducir y puede resultar en un rápido deterioro de la roca, especialmente si está expuesta a la intemperie. Por otro lado, los carbonatos de calcio presentes tanto en la calcita como en la dolomita son susceptibles de disolverse en agua. Estos aspectos distintivos de los minerales influyen en el comportamiento de las rocas que forman, sin embargo no debe olvidarse que sea cual sea el proceso de deterioro natural de las rocas el tiempo que debe transcurrir es muy grande.