El ladrillo común es uno de nuestros grandes inventos, una piedra artificial. La fabricación de ladrillos transforma el lodo de baja resistencia en materiales fuertes que pueden resistir durante siglos si se cuidan adecuadamente.
Ladrillos de arcilla
El ingrediente principal de los ladrillos es la arcilla, un grupo de minerales de superficie que surgen de la erosión de las rocas ígneas. Por sí sola, la arcilla no es inútil: hacer ladrillos de arcilla simple y secarlos al sol forma una sólida "piedra" de construcción. Tener un poco de arena en la mezcla ayuda a evitar que estos ladrillos se quiebren.
La arcilla secada es poco diferente de la suave esquisto.
Muchos de los edificios más antiguos de principios del Medio Oriente estaban hechos de ladrillos secados al sol. Estos generalmente duraron aproximadamente una generación antes de que los ladrillos se deterioraran por negligencia, terremotos o el clima. Con los viejos edificios derretidos en montones de arcilla, las antiguas ciudades fueron niveladas periódicamente y se construyeron nuevas ciudades en la parte superior. A lo largo de los siglos, estos montículos de la ciudad, llamados tell, crecieron hasta un tamaño considerable.
Hacer ladrillos secados al sol con un poco de paja o estiércol ayuda a unir la arcilla y produce el producto igualmente antiguo llamado adobe.
Ladrillos cocidos
Los antiguos persas y asirios fabricaron ladrillos más fuertes al asarlos en hornos. El proceso lleva varios días, eleva la temperatura por encima de 1000 ° C durante un día más o menos, luego se enfría gradualmente. (Esto es mucho más caliente que el tostado suave o la calcinación utilizada para preparar el aderezo superior para campos de beisbol.) Los romanos avanzaron la tecnología, como lo hicieron con el hormigón y la metalurgia, y extendieron ladrillos cocidos a cada parte de su imperio.
La fabricación de ladrillos ha sido básicamente la misma desde entonces. Hasta el siglo XIX, cada localidad con un depósito de arcilla construía sus propios ladrillos porque el transporte era muy costoso. Con el auge de la química y la revolución industrial, los ladrillos se unieron acero, vaso y hormigón como sofisticados materiales de construcción. Hoy en día, el ladrillo está hecho en muchas formulaciones y colores para una variedad de exigentes aplicaciones estructurales y cosméticas.
Química de la cocción de ladrillos
Durante el período de cocción, la arcilla de ladrillo se convierte en una roca metamórfica. Los minerales de arcilla se descomponen, liberan agua unida químicamente y se transforman en una mezcla de dos minerales, cuarzo y mullita. El cuarzo cristaliza muy poco en ese tiempo, quedando en un estado vítreo.
El mineral clave es la mullita (3AlO3· 2SiO2), un compuesto mezclado de sílice y alúmina que es bastante raro en la naturaleza. Se nombra para su ocurrencia en la isla de Mull en Escocia. La mullita no solo es dura y resistente, sino que también crece en cristales largos y delgados que funcionan como la paja en adobe, uniendo la mezcla en un agarre entrelazado.
El hierro es un ingrediente menor que se oxida en hematita, lo que representa el color rojo de la mayoría de los ladrillos. Otros elementos como el sodio, el calcio y el potasio ayudan a que la sílice se derrita más fácilmente, es decir, actúan como un fundente. Todos estos son partes naturales de muchos depósitos de arcilla.
¿Hay ladrillo natural?
La tierra está llena de sorpresas: considere el reactores nucleares naturales que alguna vez existió en África, pero ¿podría naturalmente producir ladrillo verdadero? Hay dos tipos de contacto. metamorfismo considerar.
Primero, ¿qué pasaría si el magma muy caliente o la lava erupcionada envolviera un cuerpo de arcilla seca de una manera que permita que la humedad escape? Daría tres razones que descartan esto:
- 1. Las lavas rara vez son tan calientes como 1100 ° C.
- 2. Las lavas se enfrían rápidamente una vez que engullen las rocas superficiales.
- 3. Las arcillas naturales y las lutitas enterradas están húmedas, lo que generaría aún más calor de la lava.
La única roca ígnea con suficiente energía para incluso tener la oportunidad de disparar un ladrillo adecuado sería la lava supercaliente conocida como komatiita, que se cree que alcanzó los 1600 ° C. Pero el interior de la Tierra no ha alcanzado esa temperatura desde la Era Proterozoica Temprana hace más de 2 mil millones de años. Y en ese momento no había oxígeno en el aire, lo que hacía que la química fuera aún más improbable.
En la Isla de Mull, la mullita aparece en piedras de lodo que han sido horneadas en flujos de lava. (También se ha encontrado en pseudotaquilitas, donde la fricción en las fallas calienta la roca seca para que se derrita). Probablemente estén muy lejos del ladrillo real, pero debe ir allí para asegurarse.
Segundo, ¿qué pasaría si un incendio real pudiera hornear el tipo correcto de lutita arenosa? De hecho, eso sucede en el país del carbón. Los incendios forestales pueden provocar la quema de lechos de carbón, y una vez que comienzan, estos incendios de vetas de carbón pueden durar siglos. Efectivamente, los escombros de carbón de esquisto bituminoso pueden convertirse en una roca de clinkery roja que está lo suficientemente cerca del ladrillo verdadero.
Desafortunadamente, este hecho se ha vuelto común a medida que los incendios causados por humanos comienzan en minas de carbón y pilas de culmo. Una fracción significativa de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero surge de los incendios de carbón. Hoy superamos a la naturaleza en este oscuro truco geoquímico.