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http://dgsa.uaeh.edu.mx:8080/handle/231104/8276| Título : | Síntesis y caracterización de una espuma de vidrio a partir del reciclado de residuos de obsidiana. |
| Otros títulos : | Ciencias de los Materiales. |
| Autor : | Méndez Ruiz, Raúl Hiram |
| Palabras clave : | Obsidiana Vidrio volcánico Espuma de vidrio Porosidad Tratamiento térmico Ciencias de los Materiales. |
| Fecha de publicación : | 15-jun-2026 |
| Descripción : | La obsidiana del Cerro de las Navajas, Hidalgo, México, posee un valor histórico, cultural y artesanal ampliamente reconocido. Sin embargo, durante su extracción, talla y transformación se generan fragmentos que, por sus dimensiones o características, no siempre se incorporan a las formas tradicionales de aprovechamiento de la roca. Desde una perspectiva de sostenibilidad y economía circular, esta tesis plantea que dichos materiales pueden adquirir valor si se comprenden de manera sistemática sus características fisicoquímicas y microestructurales, así como su comportamiento bajo distintas condiciones de procesamiento. Con este propósito, se estudió este vidrio volcánico natural para establecer bases científicas que permitieran ampliar sus posibilidades de aprovechamiento. Aunque este material ha sido abordado desde perspectivas históricas, arqueológicas, mineralógicas y artesanales, su comportamiento bajo tratamientos térmicos controlados no había sido estudiado. Por ello, se seleccionaron dos obsidianas con rasgos contrastantes de color, textura, vesiculación y heterogeneidades internas. Esta selección permitió comparar materiales del mismo origen geológico y composición química mayoritaria semejante, pero con diferencias físicas y microestructurales relevantes. La caracterización incluyó el estado inicial y la evolución del material después del tratamiento térmico. Los resultados permitieron identificar un comportamiento diferenciado en la obsidiana. Cuando se conservó como roca monolítica, el material presentó una marcada capacidad de expansión, con disminución de la densidad aparente y desarrollo de porosidades superiores al 85 %. Se identificó el intervalo térmico, las condiciones de procesamiento y las características microestructurales que favorecen dicha expansión. Aun cuando las composiciones químicas son muy semejantes, las obsidianas mostraron diferencias en la magnitud de la expansión, la distribución de poros, la densidad final y la estabilidad geométrica. Esto indica que la porosidad preexistente, las heterogeneidades internas y el tamaño de muestra influyen directamente en la evolución del material durante el calentamiento. Al reducir la obsidiana a polvo, la expansión observada en las muestras monolíticas desapareció; en su lugar, el tratamiento térmico favoreció la densificación por sinterización viscosa. Este resultado permitió reconocer dos comportamientos aprovechables de un mismo material: la expansión de la roca y la densificación del polvo. Con base en ello, el polvo de obsidiana se empleó para obtener espumas vítreas mediante agentes espumantes y fundentes. Las formulaciones con nitruro de aluminio fueron las más efectivas, generando porosidades cercanas al 94 % y baja conductividad térmica; además, el carbonato de sodio permitió ajustar el tamaño de la porosidad. Por otra parte, la capacidad de densificación del polvo se aprovechó para fabricar piezas de obsidiana reconstituida, sin aditivos químicos adicionales. En este caso, el tamaño de partícula permitió modificar características finales como la porosidad residual, la textura superficial y la luminosidad aparente. De esta manera, el control granulométrico hizo posible obtener piezas con acabados diferenciados, desde piezas más claras hasta piezas más oscuras, con variaciones controladas en la apariencia final del material. Esta tesis demuestra que los fragmentos de obsidiana del Cerro de las Navajas pueden reincorporarse como materia prima para obtener materiales con propiedades distintas mediante el control de su procesamiento. A partir del estudio integral del material, fue posible obtener monolitos expandidos, espumas vítreas y piezas densificadas. Con ello, se amplían las posibilidades de aprovechamiento de este vidrio volcánico natural y se vincula su estudio científico con alternativas de interés tecnológico, ambiental, económico y social. |
| Documento del Gobiberno : | DRC MATERI .17147 2026 |
| URI : | http://dgsa.uaeh.edu.mx:8080/bibliotecadigital/handle/231104/8276 |
| Aparece en las colecciones: | Tesis de Doctorado |
Ficheros en este ítem:
| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
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