30/9/09

Hallazgos geológicos andinos

Mineral de gaylussita; extraño caso de su hallazgo y descubrimiento.
(Recopilación de Omar Guerrero)

El mineral de gaylussita es un sesquicarbonatos de sodio hidratado (Na2 CA(CO3)2 .5H 2 O, Figs.1 y 2), estudiado originalmente por J.L. Gay-Lussac (1778-1850). Se caracteriza por tener las siguientes propiedades físicas; Raya de color blanco. Brillo vítreo. Color incoloro, gris, blanco gris, blanco amarillento, amarillo. Dureza; 2½. Densidad 1,96 g/cm3. Corresponde al sistema I2/a, siendo a=12;b=8,c=11; α=0º; β= 102º; γ=0º; Z=4. Difracción 3.205, 6.047.2.635. Intensidades 1;0.57;0.54. (Dana, 1984)
Propiedades físicas y sistema cristalográfico de la gaylussita.
Dureza 2½. Densidad 1,96 g/cm3.
Sistema monoclínico: I2/a
a=12 b=8 c=11 α=0° β=102° γ=0° Z=4 Difracción 3.205,6.407,2.635 Intensidades 1,0.57,0.54

Sistema cristalino: monoclinico :
Clase (H-M): 2/m
Número de grupo de espacio: 15
Grupo de espacio: I2/a
Parámetros de la célula (Å)
Z: 4

Analisis estructural por rayos X
6.407(60), 4.505(20), 4.426(10), 3.205(100), 2.726(50), 2.696(10), 2.635(50), 2.510(30)



Errechnet aus dem d-Spacing und Intensität bei 0.1541838 nm (Cu)
Minerales asociados:
Termonatrita Na2CO3·H2O: orthorhombisch: Pca21mm2
Natrón: Na2CO3·10 H2O: monoklin:Ccm
Trona: Na3(CO3)(HCO3)·2H2O: monoklin: C2/c 2/m
Baylissita: K2Mg(CO3)2·4H2O: monoklin: P21/n 2/m
Pirssonita: Na2Ca(CO3)2·2H2O: orthorhombisch: Fdd2 mm2
Gaylussita: Na2Ca(CO3)2·5H2O: monoklin:I2/a 2/m
Calconatronita: Na2Cu(CO3)2·3H2O: monoklin:P21/n2/m
Gaylussita: Na2Ca(CO3)2·5H2O: monoklin: I2/a2/m

Historia de la procedencia del mineral de gaylussita:

Según las revisiones históricas de hombres de ciencias que exploraron las regiones andinas de Venezuela y Colombia durante el siglo XVIII, podemos mencionar la observaciones de Manuel Palacio Fajardo (1784-1819); Jean-Baptiste Boussingault (1802-1887) y Mariano Eduardo de Rivero y Ustariz (1798-1857). Estos tres personajes de las ciencias de la naturaleza tuvieron importancia en el hallazgo y estudio de nuestro primer mineral venezolano y merideño: La Gaylussita.

La siguiente información biográfica fue extraída de GARCIA CHUECOS (1953) y PLAZA (1983), a donde se remite a los lectores que deseen más información. Manuel Palacio Fajardo, Nació en Mijagual, Barinas, hacia 1784. Hijo de Manuel Antonio Palacio y Trinidad Fajardo, oriundos ambos de aquella población. De sus padres recibió elemental instrucción, y luego, en el Real Colegio de San Buenaventura de Mérida, hizo estudios de filosofía. Obtuvo los grados de Doctor en derechos civil y canónico, así como en medicina en la Real y Pontificia Universidad de Santa Fe de Bogotá. Provisto de variada cultura y realizada la pasantía prevista por la ley con los mas distinguidos juristas de la capital del Virreinato, la Real Audiencia de Santa Fe le expidió el título de Abogado. Por 1808 regentaba, en el Real Colegio de Mérida, la Cátedra de Medicina Especulativa. Eran los días en que el Obispo Dr. Santiago Hernández Milanés laboraba para mejorar los estudios en Mérida y se rodeaba para ello de claros y reputados talentos.

De su contribución a las ciencia geológica y geográfica de Venezuela y Colombia conocemos tres artículos sobre ciencias naturales, a saber: (1) sobre la explotación de carbonatos de sodio en la laguna de Urao del estado Mérida (PALACIO, 1816), (2) una descripción del terremoto del 27 de marzo de 1812 del cual fue testigo presencial (PALACIO, 1817a), y (3) una descripción geográfica y humana del valle de Cúcuta (PALACIO, 1817b). A continuación se expone el documento sobre la Gaylussita;

La laguna de Urao (PALACIO, 1816)

El artículo sobre la laguna de Urao fue publicado tanto en francés como en inglés y su contenido fue reseñado en URBANI (1989). Sobre la muestra de urao nos dice (p. 192): "El año pasado (1815) tuve el honor de transmitir al Barón de Humboldt en París, una muestra de Urao por medio del Coronel Durán quién la llevó a Europa. La muestra fue analizada por Gay-Lussac, quién la identificó como natrón (Tabla 2), no diferenciable en ningún respecto con el encontrado en los lagos de Egipto y Fezzan". Por esta razón este artículo tiene la prioridad de ser el primero en presentar la identificación mineralógica del principal carbonato de la laguna de Urao, y no es menos relevante que en ello hayan estado involucrados dos científicos de la talla de Humboldt y Gay-Lussac. Según se desprende de este escrito y dado que Palacio se encontraba fuera de Colombia desde 1812, seguramente no fue él quién colecto la muestra de urao. Por otra parte, como el trabajo trae una buena descripción de los métodos de explotación del mineral, es probable que estos detalles los haya obtenido el propio Palacio entre 1808 y 1809 cuando estuvo residenciado en Mérida, o en los últimos meses de 1812 cuando tuvo que huir a Colombia "por la parte occidental del país".

Tabla 2. Características generales y propiedades físicas del natrón (Trona)
General Categoría
Mineral
Clase Carbonatos
Fórmula química Na2CO3 - 10 H2O


Propiedades físicas
Color Incoloro, blanco o gris
Raya Blanca
Lustre Vítreo a mate
Transparencia Translúcido
Sistema cristalino Monoclínico
Hábito cristalino Pequeños cristales, costras granulares.
Exfoliación [100] Muy Buena
Dureza 1.5
Densidad 1.42 a 1.47 g/cm3
Solubilidad Lenta en agua


Otras características
Al aire libre absorbe humedad.
Colorea la llama de amarillo.

Otros científicos que realizaron importantes observaciones geológicas y geográficas por la región andina y otras localidades de Venezuela y Colombia fueron Jean-Baptiste Boussingault, (siendo su verdadero nombre Joseph-Dieudonné-Jean-Baptiste Boussingault) nació en París en 1802. Recibe una amplia educación en ciencias naturales, minería y química. Por una idea de Bolívar de establecer en Colombia un centro de enseñanzas superiores, Francisco Antonio Zea fue confiado a la misión de reclutar jóvenes franceses. Boussingault fue convencido y el mismo Humboldt lo entrenó en diversas técnicas de observaciones científicas. Arribó a La Guaira en 1822, comenzando sus observaciones científicas, las que continuó por un período de 10 años en Venezuela, Colombia y Ecuador. Dentro de esta época de turbulencia revolucionaria, participó en diversas acciones de guerra y dentro del ejército de Simón Bolívar alcanzó el grado de Coronel.

En Venezuela estudió diversas fuente termales, colectó muestras de rocas y minerales, describe la primera especie mineral nueva para Venezuela: la Gaylussita; realizó además numerosas observaciones barométricas y botánicas. De regreso en París se integra de lleno a las actividades académicas, llegando a ser uno de los más eminentes científicos de la época, convirtiéndose en el fundador de la química agrícola y la agronomía experimental.

De igual manera, Mariano Eduardo de Rivero y Ustariz (1798-1857), nacido en Arequipa, Perú en 1798, y a los 12 años es enviado a Inglaterra y Francia, donde estudia disciplinas científicas en especial la química y la minería. En 1821 publica su primer trabajo de investigación referente al descubrimiento del mineral orgánico humboldtina (oxalato de Fe), lo cual constituye un paso importante en la mineralogía y la química, por encontrar un punto de unión entre lo que antes se consideraban mundos diferentes: el orgánico y el inorgánico.

En 1822 regresa a América, dirigiendo a un grupo de jóvenes contratados para fundar una escuela de minas en Bogotá. Llegan a La Guaira el 23 de noviembre y junto al francés Jean-Baptiste Boussingault permanece en Venezuela por pocos meses continuando su viaje por tierra hasta Bogotá. Como resultado de esta corta estadía en Venezuela publica los siguientes estudios geológicos:

"Fuentes termales de la Cordillera de la Costa (Mariara y El Castaño)".
"Estudio de la minería de los carbonatos de sodio de la laguna de Urao, Mérida", presentando el primer análisis químico cuantitativo de un mineral venezolano, e identifica al urao como el mineral trona.

En Bogotá fundan la primera escuela de minas de la Gran Colombia y queda a su frente por dos años, hasta su retorno al Perú. De regreso en su país natal reestructura la industria minera, introduciendo técnicas modernas para la extracción y beneficio de minerales. Rivero es considerado como el principal científico peruano del siglo XIX.

En su viaje por Venezuela, Rivero y Bousingault realizan la segunda ascensión a la Silla de Caracas, estudian las fuentes termales de Mariara y Onoto hoy en día llamada El Castaño, estado Aragua) (BOUSSINGAULT & RIVERO, 1823b), la secreción del "árbol de la vaca" (BOUSSINGAULT & RIVERO, 1823a) y en la Cordillera de Mérida estudian la explotación de minerales en la laguna de Urao (RIVERO & BOUSSINGAULT, 1824).

En este trabajo sobre el carbonato de sodio de la laguna de Urao, estado Mérida, se describe el proceso de explotación y uso dado a este material para fabricar el chimó. Rivero y Boussingault visitan la laguna de Urao el 20 de abril de 1823, percatándose que hay dos especies minerales distintas en el material, una el urao (Tabla 2) y otros denominados clavos. El urao es analizado químicamente en Bogotá, encontrando que el urao es el mineral previamente conocido como trona (RIVERO & BOUSSINGAULT, 1824, 1825, 1849). En el caso de los clavos, estos son analizados por Boussingault encontrando que es un mineral nuevo para la ciencia y que publica con el nombre de Gaylussita (URBANI, 1989).

La fórmula de la trona según los tratados modernos de mineralogía es: Na3 (CO3)(HCO3).2H2O, lo cual corresponde idealmente a la siguiente composición:

Trona Rivero & Boussingault
Composición ideal % % recalculado sin impurezas
H CO3 +3CO2 (42,9) (39,4) ácido carbónico
3Na2O (41,2) (41,6) sosa
4H2O (16,0) (19,0) agua

Esta comparación ratifica que el urao corresponde a la especie mineral trona. En 1985 el autor de estas notas colectó una muestra de urao, que al analizarla por difracción de rayos X resultó estar constituida tanto por trona como por una pequeña cantidad de halita, así como algunos picos adicionales de algún mineral no identificado.

Antes que Rivero y Boussingault, el conocimiento en el campo de las ciencias geológicas de Venezuela era básicamente el aportado por las obras de Humboldt, donde aparece la identificación de numerosos tipos de rocas, fósiles y minerales, descripciones geomorfológicas y de fuentes termales, de yacimientos minerales, etc., pero siempre en forma descriptiva y cualitativa. La importancia histórica de los trabajos de RIVERO y BOUSSINGAULT, estriban en ser las primeras publicaciones en que se presentan análisis químicos cualitativos y cuantitativos de muestras geológicas venezolanas (aguas termales y minerales). El trabajo sobre el urao consta de la descripción del yacimiento y usos locales, descripción del mineral y su análisis químico e identificación, así como la comparación con la literatura mundial, en otras palabras siguiendo el mismo tipo de información básica que podría tener una descripción mineralógica de nuestros días. Por lo anterior, Mariano de RIVERO y USTARIZ y Jean- Baptiste BOUSSINGAULT, deben considerarse como los iniciadores de la geoquímica y la mineralogía en nuestro país.

Como en este trabajo se quiere resaltar fundamentalmente la figura de Mariano de RIVERO, los lectores interesados sobre los aspectos biográficos y las contribuciones de Jean-Baptiste BOUSSINGAULT, pueden consultar entre otros a ESPINOSA (1991), URBANI (1981, 1989) y al propio BOUSSINGAULT (1896, 1974, 1985). Otro aspecto interesante y poco conocido del viaje por Venezuela y Colombia de estos dos científicos, fue que coleccionaron numerosas muestras de rocas ígneas y metamórficas, que son estudiadas en 1880 por Jovan Zujovic, por las entonces novedosas técnicas petrográficas, lo cual será objeto de otro trabajo.

"Memoria sobre el Urao"

Después de un día de camino al suroeste de la ciudad de Mérida hacia La Grita, se encuentra un pequeño pueblo de Indios llamado Lagunillas, por razón de estar situado a corta distancia de una pequeña laguna, de donde, hace muchos años, extraen los Indios una sal que se llama Urao.

La laguna de Urao puede tener 1.000 m de largo y 250 de ancho, su más grande profundidad no alcanza a 3 m; está situada en un terreno arcilloso que contiene pedazos muy grandes de arenisca secundaria. Por una observación barométrica, hemos calculado su elevación sobre el nivel del mar en 1.013 metros.

Los Indios, para extraer el urao, hacen bajo el agua una excavación de algunos metros, plantan después en este foso una vara de 14 a 16 pies de largo, cuya extremidad superior sale sobre la superficie del agua. Hecho este trabajo preparatorio, un Indio se apoya sobre ella y dirige otra hacia la mina dándole una cierta inclinación; luego otro Indio se zabulle, siguiendo la dirección de la vara inclinada, llega a la mina, esta unos pocos minutos, arranca algunos pedazos de sal y sube a la superficie. Según lo que nos informaron estos buzos, parece que antes de llegar al urao, se encuentra primeramente un metro de limo; después una capa de arcilla en la que se encuentran muchos cristales largos y delgados de carbonato de cal; más abajo, como a otro metro, se halla la capa de urao, cuyo espesor es poco considerable. El agua de la laguna es poco salada y los animales la beben con placer.

Análisis mineralógico y químico

El urao se encuentra cristalizado, pero su cristalización es indeterminable; ésta consiste en agujas largas, prismáticas, divergentes, que parecen salir de un centro común; su brillo es medio vidrioso. Esta sal es poco menos dura que el carbonato de calcio, al aire no se esflorece, su sabor es alcalino y semejante al del carbonato de sodio. 100 partes de agua a la temperatura de 16 grados (term. cent.) han disuelto 13,4; se disuelve con efervescencia en el ácido clorhídrico; el nitrato de bario no enturbia su disolución; por la evaporación se obtienen cristales cúbicos de sal marina; no contiene potasa.

El urao, que se puede seguramente considerar como un carbonato de sodio, fue transformado en nitrato; y este disuelto, el nitrato de plata no produjo ningún precipitado sensible en el licor; se obtuvieron los mismos resultados con el oxalato de amoníaco.
La disolución del urao en el agua precipita con abundancia el nitrato de bario. Durante la precipitación no se observó desprendimiento de ácido carbónico. El precipitado de carbonato de bario se disolvió completamente en el ácido muriático.
400 partes de urao calentadas a un fuego rojo en un crisol de platino perdieron 30,52; se repitió tres veces esta experiencia y los resultados no variaron mas que en centésimos; durante la calcinación no se observó fusión acuosa; cuando se aumentó el fuego hasta el rojo blanco, la sal comenzó a fundirse.

Para saber la cantidad de ácido carbónico, se evaluó la perdida que experimenta el urao después de su disolución en un ácido; el medio de dos experiencias que se acuerdan entre si da 39,0 por 100.

Se determinó la sosa tratando el urao por el ácido sulfúrico; 100 partes de esta sal dieron 76,28 de sulfato sin agua, lo que corresponde a 41,24 de sosa.

Puede ser mejor evaluar la sosa por el residuo de la calcinación del urao. Según los primeros ensayos se puede considerar el urao como un carbonato de sodio puro; por consiguiente 68,48 partes que deja el urao después de su calcinación, no pueden ser sino de carbonato de sodio privado de agua; lo que da 41,20 de sosa y 27,28 de ácido carbónico. Se ve pues que la perdida al fuego no es ciertamente debida al desprendimiento de agua que contiene el urao, sino también en parte al ácido carbónico que se puede encontrar sustrayendo 27,28 de la cantidad de ácido que se encontró directamente, es decir, 39,0; por consiguiente el ácido desprendido por el fuego = 11,72.

Para conocer la cantidad de agua se sustraerá 11,72 de la perdida al fuego; se encontrara pues 18,80. El urao esta compuesto de:

Ácido carbónico 0,3900
Sosa 0,4122
Agua 0,1880
Materias extrañas 0,0098
Pérdida 1,0000

Esta sal contiene más ácido carbónico que el carbonato y menos que el bicarbonato. Klaproth analizó un carbonato de sodio que viene de la provincia de Sukena cerca de Fézzan en África, y tiene mucha analogía con el urao; se llama trona en el país. He aquí su composición (Thompson, t. ll, pág. 454~:

Urao Trona según Klaproth
Ácido 0,3900 0,3900
Carbónico 0,4122 0,3800
Sosa 0,1880 0,2300
Agua 0,0098 0,0000
Pérdida 1,0000 1,0000

La sal de urao se emplea para dar causticidad a un extracto de tabaco que puesto en la boca excita la salivación; esta preparación se llama chimó y moó. Al chimó en Mérida le añaden 4 arrobas de urao por 8 de tabaco; en 8arinas 2 solamente. El moo es más suave y contiene menos urao. Este extracto es de un uso general en las cercanías de Mérida y en la provincia de Barinas. Se observará que en Africa la sal trona se mezcla con el tabaco para darle una mordiente.

Hemos visto que el urao no es otra cosa que un carbonato de sodio, que se encuentra en muchas partes y que no es particular al suelo de Colombia. Se encuentra en México con abundancia. En Africa se dice que las murallas de Cassar, ahora arruinadas, fueron construidas con el trona. En el Egipto, en las lagunas en donde hay natrón en grandes cantidades, también se extrae esta sal en abundancia. Cuando llegó a Egipto la expedición francesa, dice el general Andreosi que estas lagunas se estaban beneficiando. Para el transporte de esta sal se usaban caravanas de 150 camellos y de 500 a 600 burros; se estima que la carga de cada caravana era de 600 gauthars de 48 ogahs, que corresponde poco más o menos a 34.560 kilogramos. El natrón se ponía en los almacenes de Taranch, de donde salían las caravanas; de aquí se envía por el Nilo a Roseta y Alejandría, y después a Europa. El precio del natrón en Egipto es de 90 parahs por un gauthar de 36 ogahs, es decir cerca de 7 centésimos el kilogramo. La conducción por agua se paga por el comprador que costea la pólvora, municiones, y escolta de 60 hombres armados. Por lo regular la exportación del natrón se hace para Venecia, Francia e Inglaterra.

Si el urao se mantiene al precio de hoy día y si su consumo es considerable, no dudamos que los extranjeros introducirán esta sal en la provincia de Mérida, y sino formaran fábricas para hacerlo de la sal común, como se practica hoy día en Europa; y por consiguiente decaerá indubitablemente el precio del urao.

(Esta memoria fue publicada por sus autores en castellano en Bogotá, Imprenta de la República por N.L., año de 1824)".

Conclusiones preliminares:

1. Palacio en 1815 obtiene la muestra de material mineral de la laguna de Urao, la cual es enviada y analizada por Gay-Lussac, que la denomina como natrón (trona). Es bastante probable que debido a la escasez de información y falta de control sobre el origen y obtención de la muestra, el descubrimiento de la Gaylussita, se posterga al menos 8 años entre ambos estudios, y es en el momento que Boussingault y Rivero por pedido del químico Gay-Lussac, le encarga la revisión exhaustiva del sitio de correspondencia de la muestra previamente denominada como natrón y se describe la nueva especie de mineral denominado clavos (por su morfología) que luego recibe el nombre de Gaylussita

2. El estudio químico de los científicos de Boussingault –Rivero logran la determinación del nuevo elemento asociado al natrón y denominado como Gay-lussita, es indudable que la busqueda y el interés por el estudio de estos depósitos muy escasos mundialmente, fue iniciado por el Dr. Palacio en 1815 al denunciar la presencia de este material mineral en la laguna de Lagunillas de Mérida. Por tal motivo, estos investigadores deberían ser considerados por pioneros de este importante hallazgo que acertadamente bautizaron con el nombre del famoso químico Gay-Lussac.

Referencias bibliográficas

BOUSSIINGAULT, J.B. 1849. Viajes d los Andes ecuatoriales o colección de memorias sobre física, química e historia natural de la Nueva Granada, Ecuador y Venezuela, presentadas a la Académica de ciencias de Francia por M. Boussingault, su actual presidente y Miembro del Consejo de estado de la República, y por Roulin: Traducidas con anuencia de los autores por J. Acosta y precedidas de algunas nociones de geología por el mismo. Libreris Castellana. Lasserre Editor. París, XXI: 332p. BN.
LANCINI V., A. R., 1979. "Grandes naturalistas y viajeros en Venezuela (Siglo XIX). Jean Baptiste Boussingault". Natura (Soc. Cienc. Nat. La Salle, Caracas), 66:10-12.
OSORIO JIMENEZ, M. A., Sin fecha. "Las memorias "historicas" de Boussingault". Universidad de Los Andes, Mérida, Public. Dir. Cultura No.52, 19 p. (1956 ?).
SANCHEZ, M. S., 1922. "Las Memorias de Boussingault". Cultura Venezolana, Caracas, tomo XV, año V, No. 44, p. 225-234.
URBANI, F., 1982. Jean-Baptiste BOUSSINGAULT en Vida y Obra de los Iniciadores de la Espeleología Venezolana. Bol. Soc. Venezolana Espel. 10(18): 19-22
URBANI, F. 1990. Manuel Palacio Fajardo y su contribución a las ciencias naturales. Bol. Hist. Geoc. 40. Dic. 1990, Caracas. pp. 24- 36.
URBANI, F. 1992. Mariano Eduardo de Rivero y Ustáriz (1798 – 1857): Pionero de la Mineralogía y Geoquímica de Venezuela. Caracas, Bol. Hist. Geociens. 46: 18-38.
URBANI, F. 1981. Jean-Baptiste Boussingauit (1802-1887) y las fuentes termales de Venezuela, Colombia y Ecuador. Geotermia, (4): 46-67.
URBANI, F. 1989. Notas sobre los carbonatos de calcio y sodio de la laguna de Urao, Mérida. Boletín de Historia de las Geociencias en Venezuela, (36): 1-15. (Contiene una note biográfica sobre Mariano de Rivero, p. 9-10, basada únicamente en NUÑEZ, 1988).

Información sobre datos extensos de estos científicos de las ciencias de la tierra que contribuyeron con la cultura geológica de Venezuela y Colombia, en la página web: www.pdvsa/lexico. En el aparte sobre pioneros en esa misma página.

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