Tópicos de Investigación en Ciencias de la Tierra y Materiales

Título

mié, 05 oct 2022 00:00:00 -0500

Prólogo

mié, 05 oct 2022 00:00:00 -0500

Prólogo

Comité Editorial

mié, 05 oct 2022 00:00:00 -0500

Reporte de Crioceratites (Gerth, 1925) con la descripción de C. tepehuaense n. sp. en el centro oriente de México y algunas consideraciones bioestratigráficas y paleobiogeográficas

mié, 05 oct 2022 00:00:00 -0500

Se documenta un afloramiento en el centro-oriente de México con un ejemplar de amonite cuyos rasgos morfológicos indican una nueva especie del Género Crioceratites denominada C. tepehuaense. Aunque la morfología de C. andinus Gerth, 1925, es la que mejor coincide con los rasgos del presente ejemplar de entre todos los crioceratítidos conocidos, también presenta suficiente diferencia específica en las costillas y espinas para apoyar la nueva especie. El fósil se asigna al intervalo Berriasiano/Valanginiano con apoyo cronoestratigráfico de reportes previos de los calpionélidos: Tintinnopsella carpathica, T. longa, Calpionellites darderi y Calpionellopsis oblonga; contrastando con reportes de nivel subfamilia que lo limitan desde el Hauteriviano Inferior al Aptiano Superior. El intervalo Berriasiano/Valanginiano es correlacionable con la Formación Taraises en Zacatecas, México y se discute contra el informe de pozos de exploración de la empresa Petróleos Mexicanos / Instituto Mexicano del Petróleo (Pemex/IMP) en la planicie costera del Golfo de México con base en el género Crioceratites, asignados a la Fm. Tamaulipas Inferior. No obstante, la cercanía taxonómica con C. andinus, el hallazgo de C. tepehuaense discrepa en la correlación frente al Hauteriviano Temprano de la costa cretácea pacífica sudamericana por la asignación Valanginiana Inferior de los estratos mexicanos, lo que da lugar a sugerir la dispersión diferencial de la Familia y el Género. Ya que los estratos de la Fm. Taraises transitan cronoestratigráficamente desde el Jurásico (Titoniano) y por tanto aún aguardan delimitación precisa, este hallazgo aporta en la búsqueda de dicho límite en la Sierra Madre Oriental. Más importante aún es que la riqueza de nuevos géneros y especies del intervalo Berriasiano y Valanginiano reportado por Cantú-Chapa (2009), a la que evidentemente se suma el presente taxón, sugiere un alto endemismo con una entera fauna nueva para este intervalo y por lo tanto suscita posibilidades sobre el provincialismo de la Paleoprovincia Caribeña.

Efecto de la temperatura de tratamiento térmico en las propiedades magnéticas, ópticas y fotocatalíticas de NiFe2O4 sintetizada por molienda de alta energía

mié, 05 oct 2022 00:00:00 -0500

En este trabajo se presenta el efecto de la temperatura de tratamiento térmico en la estructura y las propiedades, magnéticas, ópticas y fotocatalíticas de ferrita de níquel (NiFe₂O₄) obtenida por molienda mecánica de alta energía. Mediante difracción de rayos X (DRX) y refinamiento Rietveld se confirmó la formación de NiFe₂O₄ y la presencia de Fe₂O₃a temperaturas inferiores a 1273 K. Por medio de magnetometría de muestra vibrante (MMV) se observó un aumento en los valores de magnetización cuando se incrementa la temperatura de tratamiento, siendo atribuido a la distribución catiónica de los iones magnéticos de Fe³⁺ y Ni²⁺ en la celda unitaria. Por medio de reflectancia difusa se determinaron los valores de banda prohibida, los cuales confirmaron que absorbe luz en el espectro visible. Las muestras muestran una buena eficiencia de degradación, alcanzando valores superiores al 60 %, siendo una buena alternativa como fotocatalizadores empleando el rango de luz visible y recuperables magnéticamente.

Adición de ligandos orgánicos para mejorar la disolución de cobre a partir de calcopirita en el medio acuoso de ácido sulfúrico-peróxido de hidrógeno-etilenglicol

Ángel Ruiz Sánchez, Gretchen L. Lapidus — mié, 05 oct 2022 00:00:00 -0500

Se ha comprobado que la adición de etilenglicol (EG) en una solución de lixiviación de ácido sulfúrico-peróxido de hidrógeno potencializa la disolución de cobre a partir de calcopirita, no obstante, en baja (0.007M) concentración de ácido sulfúrico la reacciones Fenton y tipo Fenton promueven la rápida descomposición de peróxido de hidrógeno, lo cual por un lado limita la disolución de cobre y, por otro lado, mineraliza el etilenglicol. Para evitar este problema, en este trabajo se sustituye el EG por ligandos orgánicos (EDTA o ácido cítrico). Los resultados demostraron que el EDTA es el mejor ligando orgánico para mejorar la disolución de calcopirita debido a que ayuda a retardar en mayor medida la descomposición de peróxido de hidrógeno y presenta una mineralización de alrededor de 4%, en tanto que el ácido oxálico se mineraliza aproximadamente 16% y únicamente mejora el proceso de disolución de calcopirita en un 5% con respecto a la solución 0.007M acido sulfurico-1M peróxido de hidrogeno.

Una perspectiva global de las tierras raras

mié, 05 oct 2022 00:00:00 -0500

Los elementos de tierras raras han sido considerados por diversos países como elementos críticos, debido a su importancia tecnológica que impulsa al mundo moderno, además, aunque las tierras raras pueden encontrarse en la mayor parte del mundo, en la actualidad existe un desabasto a nivel mundial, debido a la cada vez menor cantidad de yacimientos minerales que pueden ser económicamente rentables para su extracción y producción. En este sentido, poco más del 50% de la cantidad de tierras raras que se comercializan a nivel mundial, provienen de China, quien ha creado un monopolio en la producción y exportación de dichos elementos, de igual manera es importante mencionar que aunque ciertos elementos de tierras raras son indispensables para las nuevas tecnologías, sus procesos de extracción generan gases y efluentes peligrosos para el medio ambiente y el ser humano, razón por la cual diversos países han implementado políticas que encarecen el procedimiento de producción de tierras raras, encaminando a buscar alternativas que sean amigables con el ambiente y al mismo tiempo sean económicamente rentables.

Síntesis de nanoestructuras de CuO usando la zeolita tipo X como soporte

mié, 05 oct 2022 00:00:00 -0500

En la actualidad, la creación de nanopartículas metálicas (NPs) ha hecho posible el uso de nuevas tecnologías, ya que tienen propiedades únicas que difieren a las obtenidas a macroescala. Por otra parte, las zeolitas son materiales porosos de aluminosilicatos que han adquirido popularidad debido a que poseen una estructura interna que permite los procesos de intercambio catiónico, dándole un amplio campo de aplicación. En este trabajo se investiga el proceso de intercambio de la zeolita X con cobre y la síntesis de NPs de CuO localizadas en la estructura superficial de zeolita utilizando el método de coprecipitación con NaOH. El proceso de intercambio fue estudiado mediante espectroscopia de plasma (ICP-OES, por sus siglas en inglés) y el producto obtenido del proceso de síntesis se caracterizó mediante difracción de rayos X (DRX).

Efecto del estroncio en los campos de transición magnética de hexaferritas tipo Y

mié, 05 oct 2022 00:00:00 -0500

Las hexaferritas tipo y son materiales cerámicos magnéticos, los cuales poseen una estructura cristalina compleja con grupo espacial R-3m, lo que da origen a que se presenten distintas fases magnéticas en función de la composición química y la temperatura. El aspecto más interesante desde el punto de vista tecnológico es la ferroelectricidad producida mediante spin que poseen algunas de las fases magnéticas de las hexaferritas tipo y, lo cual les confiere propiedades multiferroicas magnetoeléctricas. Con la finalidad de entender el mecanismo que da origen a las fases magnéticas en el presente trabajo se estudia el efecto de la concentración de Sr²⁺ en el campo de transición magnética de hexaferritas tipo y con composición química Ba_1-xSr_xNi₂Fe₁₁AlO₂₂ con x = 1.0, 1.1 y 1.3.

Evaluación del Acuífero Valle de Tulancingo para propósitos de irrigación

mié, 05 oct 2022 00:00:00 -0500

La evaluación del acuífero Valle de Tulancingo ha permitido identificar que las principales facies hidroquímicas en el sistema corresponden a Na-K-HCO₃^- y Ca-Mg-HCO₃^- características de sistemas con tiempos de residencia relativamente cortos. Los parámetros de salinidad como la relación de adsorción de sodio (RAS) se encuentran en el intervalo comprendido entre 0.783 y 1.912; el %Na entre 33.105 y 67.635, el carbonato de sodio residual (CSR) observó valores entre -1.224 y 0.983, en tanto que la salinidad potencial (SP) presentó un valor mínimo de 0.397 y un valor máximo de 2.954. Además, los valores del índice de permeabilidad (IP) se encuentran entre 65.325 y 141.128, variando la relación de Kelly (RK) desde 0.405 hasta 1.686 y el riesgo de magnesio (MH) entre 33.415 y 39.867. De acuerdo con los diferentes criterios de evaluación del agua para propósitos de irrigación, se considera que es apta para ello, siendo su calidad clasificada desde buena hasta excelente.

Aplicación de Tomografías de Resistividad Eléctrica (TRE) para la identificación de tubo-lavas, caso de estudio: El Quebracho, Tulancingo, Hidalgo, México.

mié, 05 oct 2022 00:00:00 -0500

En la localidad de Huajomulco en el municipio de Tulancingo en el estado de Hidalgo se encuentra una cavidad en el subsuelo denominada “El Quebracho”, la cual geológicamente tiene rasgos de tubo de lava o también llamada tubo-lava, generadas debido a derrames de lava viscosa de tipo basálticas. La Tomografía de Resistividad Eléctrica (TRE) es una herramienta mediante la cual se logra caracterizar el subsuelo a través de varias mediciones de potencial eléctrico a lo largo del terreno, teniendo como respuesta los diferentes valores de resistividad respectivos de cada uno de los materiales, en este caso se utilizó para detectar y caracterizar la estructura. Se obtuvieron 5 perfiles de resistividad 2D a lo largo de los cuales se logró identificar el tubo-lava, así como unidades geoeléctricas, morfología, litología y los diversos materiales del subsuelo.

De acuerdo con los resultados de resistividad obtenidos con las TRE se logró obtener resultados favorables para la caracterización 2D del tubo-lava, comprobando la versatilidad que tiene el método al momento de aplicarse. Esta metodología puede ser empleada en posteriores estudios para determinar el contexto geológico del subsuelo y evaluar los riesgos geológicos en la localidad debido a la existencia de un posible sistema de Tubo-lavas

Cinética de lixiviación de calcopirita en medio acuoso de etilenglicol-peróxido de hidrógeno-ácido sulfúrico

Ángel Ruiz Sánchez, Gretchen L. Lapidus — mié, 05 oct 2022 00:00:00 -0500

Se ha comprobado que la adición de etilenglicol (EG) en una solución de lixiviación de ácido sulfúrico-peróxido de hidrógeno potencializa la disolución de cobre a partir de calcopirita. Por lo tanto, en este trabajo se evaluó la cinética de la disolución de cobre a partir de calcopirita en el medio acuoso de 0.7M ácido sulfúrico-1M peróxido de hidrógeno-3.5M EG. La lixiviación de cobre a partir de calcopirita se ajustó a un modelo de partícula decreciente con control por reacción química, bajo una cinética de pseudo-primer orden y una energía de activación de 66.5 kJ/mol. La temperatura tuvo un efecto positivo en la lixiviación de cobre en el intervalo de 10-30°C. No obstante, la lixiviación de cobre se afectó de manera negativa a las temperaturas de 40 y 50°C, debido a la descomposición de peróxido de hidrógeno por efecto térmico.

Caracterización estructural de recubrimientos químicos Ni-P-Al2O3 tratados térmicamente

mié, 05 oct 2022 00:00:00 -0500

En este trabajo se presentan los resultados del estudio de los cambios microestructurales que ocurren en recubrimientos químicos de níquel sobre un sustrato de aluminio, sin partículas y con la adición de partículas de óxido de aluminio, tal como se depositan y posteriores a la aplicación de un tratamiento térmico a 300 °C y 400 °C, durante una hora. La caracterización de los revestimientos obtenidos se realizó mediante microscopía electrónica de barrido, microscopía interferométrica, microdureza, microanálisis y difracción de rayos X. Los recubrimientos experimentan, luego del tratamiento térmico aplicado, un cambio estructural que los lleva, de una condición inicial amorfa a una condición cristalina, acompañado de un proceso de endurecimiento por precipitación que provoca un incremento de la microdureza de los recubrimientos. Se observa, asimismo, que la presencia de las partículas de óxido de aluminio, en la proporción empleada, no tiene efecto relevante en las transformaciones estructurales de los depósitos, respecto al revestimiento sin partículas.

Evaluación del potencial generador de ácido de mina en jales mineros del estado de Zacatecas

Ángel Ruiz Sánchez, Julio Cesar Juárez-Tapia, Gretchen L. Lapidus — mié, 05 oct 2022 00:00:00 -0500

En este trabajo se estudió el potencial generador de drenaje ácido y la concentración de metales base en una muestra de jales mineros proveniente del Estado de Zacatecas. Los resultados mostraron que el jale minero tiene un pH de 7.2, es decir, contiene baja concentración de fases alcalinas capaz de atenuar ácido. Además, la concentración de algunos elementos potencialmente tóxicos (EPT´s) fueron superior a los límites establecidos por la norma SEMARNAT (2004), por lo que la muestra de jale minero se puede catalogar como de riesgo para el medio ambiente. Asimismo, la relación de PN/PA =0.24 confirma que el jale minero tiene alto potencial generador de drenaje ácido y como consecuencia se puede generar abundante disolución de EPT´s; sin embargo, el 3.7% de pirita presente en el jale minero está asociada con los silicatos, razón por la cual no podría oxidarse fácilmente por el oxígeno y humedad, y, por lo tanto, no ocurrirá la producción de ácido.

Huella ambiental de la manufactura de parabrisas en México

mié, 05 oct 2022 00:00:00 -0500

Se presentan resultados del análisis de ciclo de vida para el cálculo de la huella ambiental de la manufactura de un parabrisas en México, considerando diferentes categorías de impacto, comparando su obtención a partir de materias primas extraídas directamente de la naturaleza, a partir de reciclaje de vidrio y con la utilización de materias primas de origen mixto, con un 23.5% de vidrio reciclado. Los datos de inventario analizados utilizando el software Simapro arrojaron una mayor contribución a los impactos ambientales potenciales correspondientes a la etapa de transporte en todos los casos, en calentamiento global y ecotoxicidad terrestre. La materia prima con mayor contribución en impactos es el cloruro de polivinilo, principalmente en el agotamiento de ozono estratosférico y escasez de fuentes fósiles.

Determinación del sistema base para el análisis de recuperación de plata mediante el ion tiosulfato empleando reactivos de alta pureza: nitrato de plata, cloruro de plata y granalla metálica

mié, 05 oct 2022 00:00:00 -0500

Durante las últimas décadas, el estudio del tiosulfato como alternativa al cianuro dentro del proceso de recuperación de metales preciosos ha tomado gran relevancia debido a la sustentabilidad que presenta. En el presente trabajo se analizó el comportamiento de reactivos de alta pureza: granalla metálica, nitrato de plata y cloruro de plata con el objetivo de determinar un sistema base que sirva como punto de partida para futuras investigaciones empleando al tiosulfato como agente complejante. Los reactivos se caracterizaron por Difracción de Rayos X (DRX) y Microscopía Electrónica de Barrido (MEB). Los mejores resultados se obtuvieron utilizando granalla metálica generando un 6.4% de plata recuperada empleando las siguientes condiciones experimentales: volumen de solución = 0.5 L, [S₂O₃^2-] =10 gL^-1, [NaOH] =0.01 molL^-1, [Ag] = 2 gL^-1, velocidad de agitación= 700 min^-1, temperatura = 298 K, pH= 10, Presión Parcial de O₂= 1 atm, tiempo de reacción= 24 h.

Caracterización de una zeolita obtenida por el método de fusión alcalina con caolín silicoso

mié, 05 oct 2022 00:00:00 -0500

El caolín, con relaciones SiO₂ /Al₂O₃ = 1.1785 - 2.6 con el uso de método de fusión alcalina es utilizado como una fuente para la síntesis de zeolitas. En cambio, la arena de caolín es clasificada como material de baja calidad, por su alto contenido en sílice, con una relación SiO₂ /Al₂O₃ > 2.6, por lo que, encontrarle nuevas aplicaciones es de gran interés. Esto ha sido motivo para la inspiración de este trabajo, pues se busca sintetizar una zeolita con arena de caolín que tiene una relación SiO₂ /Al₂O₃ = 3.51, a través del método de fusión alcalina, pero con la diferencia que se omite el envejecimiento para su simplificación, seguido de un proceso hidrotermal. El objetivo de este trabajo es caracterizar por medio de difracción de rayos X (DRX), microscopia electrónica de barrido (MEB) y análisis elemental de espectrometría de dispersión de energía de rayos X (EDS) el producto adquirido por la síntesis, para así verificar el tipo de zeolita de acuerdo a la fase identificada, morfología y tamaño de partícula, nomenclatura y tamaño de cristales por la ecuación de Scherrer.

Análisis de aglomeración de los ácidos húmicos con arsénico en presencia de Fe3+ o Al3+. Impacto en la alimentación

mié, 05 oct 2022 00:00:00 -0500

En esta investigación se evaluó el efecto de interacción que presentan los ácidos húmicos (AHs) con el arsénico trivalente (As III) en la formación de aglomerados en presencia de sales de metales de Fe³⁺ o Al³⁺ (Me) (AHs-Me-As); con la finalidad de eliminar al metaloide junto con la materia orgánica (MO) en sistemas de agua que es destinada al uso de los alimentos.

En el análisis fisicoquímico previo de los AHs en estudio (comercial AH-CH y extraídos en el laboratorio: AH-A, AH-T, AH-To y AH-Hu) presentaron características poliácidas y estables, lo cual se corrobora con su capacidad de coagulación con el metal trivalente por medio de la formación de aglomerados, seguido de un proceso de filtración y obtención de las correspondientes lecturas por el equipo de espectroscopia de plasma de acoplamiento inductivo (ICP). Los datos obtenidos evidenciaron que existe una rápida interacción del ácido húmico, arsénico y el metal trivalente en un tiempo menor a 5 min y sobre todo al incrementar la concentración del metal coagulante a un pH de 5, debido principalmente a la desprotonación de los grupos carboxílicos (-COOH), que bajo estas condiciones pueden coordinarse, permitiendo así que tales complejos se aproximen e interactúen reduciendo la carga neta negativa del AH y llevando a cabo la aglomeración y coagulación.