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LOS MINERALES DEL PLANETA TIERRA
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO
DEL PERÚ
FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS
MINERIA GENERAL
4. Propiedads químicas
3. Propiedades físicas de los minerales
2. Cristal
1. Mineral
5. Clasificación de los minerales
6.Minerales principales y comunes
7. Usos y aplicaciones de algunos minerales
I.- MINERAL
I. MINERAL
1.1.-MINERALOGÍA:
Ciencia que estudia los minerales como: condición de su génesis, propiedades físicas y químicas, composición química, su estructura cristalina y su importancia práctica.
1.2.-MINERAL:
Es aquel elemento formado o compuesto por un proceso geológico.
Para ser un mineral debe cumplir ciertas condiciones:
-Sólido homogéneo
-Estructura interna ordenada
-Composición química definida
-Origen natural e inorgánico
II.-EL CRISTAL
2.1.- Cristalografía:
Ciencia que estudia los minerales, sus leyes, su forma interna y externa, sus propiedades físicas y química, en relación a su forma geométrica.
2.2.- Cristal:
La palabra cristal, se refiere a las sustancias minerales naturales que se presentan en poliedros y cuyas caras llamadas cristalográficas son frecuentemente planas.
EL CRISTAL
2.3.- Sistemas cristalinos:
CUBICO Ó REGULAR Ó ISOMÉTRICO:
-Minerales: Galena,
pirita, diamante,
halita, etc.
-Nucleo: Cubo
pirita
CUADRÁTICO Ó TETRAGONAL:
-Núcleo: Prisma recto de base cuadrada
-Minerales: Rutilo, Zicrón,
Chalcopirita, Pirohisita, estc.
Rutilo
ORTORRÓMBICO Ó RÓMBICO
-Núcleo: Prisma recto de base rectangular
-Minerales: Aragonito,
Baritina, Topacio,
Marcasita, etc.
Aragonito
HEXAGONAL:
-Núcleo: Prisma recto de base hexagonal regular.
-Minerales:
Cuarzo, Calcita,
Grafito, Apatito
Grafito
MONOCLÍNICO:
-Minerales: Yeso,
Wolfrofamita, Ortoza,
Moscovita, etc.
-Núcleo: Prisma onioblicuo de base rectangular
Yeso
TRICLÍNICO:
-Núcleo: Prisma bioblicuo de base rectangular.
-Minerales: Albita,
Wollastonita,
Turqueza, Tenorita,
etc.
Turqueza
III. PROPIEDADES
FÍSICAS DE LOS
MINERALES
PROPIEDADES FISICAS DE LOS MINERALES
Las propiedades físicas de los minerales nos sirve para tratar de identificar y distinguir entre distintos tipos de minerales. Estas las vamos a clasificar en :
-Peso específico y/o densidad.
-Propiedades que dependen de la luz.
-Propiedades de cohesión y elasticidad.
-Propiedades térmicas.
-Propiedades eléctricas.
-Propiedad magnética.
-Propiedades de radioactividad.
-Propiedades e la superficie del mineral.
-Propiedades organolépticos.
3.1.- PESO ESPECÍFICO:
Corresponde a la relación entre el peso de un mineral y el peso de un volumen igual de agua a 4ºC.
• Ejemplos:
– Cuarzo: 2.65
– Feldespatos: 2.60-2.75
– Plata: 10.5
– Calcita: 2.72
3.2.-PROPIEDADES DE COHESIÓN Y ELÁSTICIDAD:
Vidrio volcánico llamado
OBSIDIANA. NO es un
mineral, muestra una excelente
fractura concoidal
3.2.1.-Fractura
Manera en que el cristal se rompe cuando no lo hace
según una superficie de clivaje o de partición. La
forma de la fractura puede ser característica y
distintiva de minerales:
concoidal ,fibrosa o astillosa, aserrada e irregular
Fractura irregular
Fractura concoidal
Fractura fibrosa o astillosa
Ejemplos:
Propiedad que poseen ciertos minerales de partirse según planos preferenciales. Estos planos son reflejo de zonas de debilidad de la estructura cristalina. Se puede clasificar en:
Excelente: se exfolia en finas láminas. Ej.: Micas.
Perfecto: los planos de exfoliación limitan formas regulares, como cubos (galena, halita), romboedros (calcita).
Bueno: planos menos visibles y no siempre perfectamente rectos (feldespato, anfíbol, piroxeno).
Imperfecto: planos con superficie irregular (azufre, apatito)
Muy imperfecto: no existe clivaje, se suele observar fractura
3.2.2.- Clivaje
Resistencia que ofrece una
superficie lisa de un mineral a ser
rayada.
• Se le asigna un valor numérico
simbolizado como H.
• Depende de la estructura cristalina,
es decir, del tipo de enlace
interatómico.
• Es una característica vectorial pues
depende de la orientación
cristalográfica por donde es rayado.
• La escala de dureza empleada es la
Escala de Mohs, donde se usan 10
minerales de durezas variadas
conocidas.
3.2.3.- Dureza
TABLA RELATIVA DE DUREZAS DE MOHS
DUREZA MINERAL INSTRUMENTO
1 TALCO
2 YESO
3 CALCITA
UÑA (2 – 2,5)
4 FLUORITA
5 APATITO
6 ORTOCLASA
CUCHILLO DE ACERO
7 CUARZO
8 TOPACIO
PORCELANA
9 CORINDÓN
10 DIAMANTE
RAYADOR DE TUNGSTENO
MONEDA DE Cu (3.2)
PLACA DE VIDRIO (5.5)
Término asignado a la cohesión del cristal, o sea, corresponde a la resistencia a ser roto, doblado o desgarrado.
• Los términos más utilizados son:
– Frágil: se rompe y pulveriza fácilmente;
– Maleable: se deforma plásticamente;
– Séctil: puede ser cortado con cuchillo;
– Dúctil: deformable en forma de alambres;
– Flexible: minerales que se doblan pero no vuelven a su forma original (ejemplos son el talco y la clorita);
– Elástico: minerales que se doblan y logran recuperar su forma posteriormente (un ejemplo claro lo constituyen las micas).
3.2.4.- Tenacidad
3.3.-PROPIEDADES QUE DEPENDEN DE LA LUZ:
Una de las características mas atractivas de los minerales es su color. Pero el color puede confundir a la hora de reconocer un mineral, porque muchos minerales tienen una amplia gama de colores esta puede deberse a las diversas impurezas u otros factores (calor, luz, corrosión y radiación)
Ejm:
3.3.1.- Color
Azurita ……………Azul
Calcopirita……Amarillo latón
Malaquita……………Verde
Mineral Color
OLIVINO Verde amarillento a verde oliva
PIROXENO
Augita Verde puerro a negro, por alteración es rojiza
ANFÍBOL
Horblenda Pardo negruzco a negro
BIOTITA Pardo oscuro - verde oscuro
MOSCOVITA Incoloro a plateado
PLAGIOCLASAS Incoloro (blanco, gris)
ORTOSA Incoloro (blanco, gris, rojizo)
CUARZO Incoloro (blanco, negro, morado, rojizo, ....)
CALCITA Incoloro (blanco, rojizo, amarillento, ..)
YESO Incoloro (blanco, rojizo, gris, pardo, ..)
HALITA Incoloro (blanco, rojizo, azulada, ..)
GRANATE Rojo, amarillo, pardo, verde
DISTENA Incoloro (azulada, ..)
ESTAUROLITA Pardo rojizo
SILLIMANITA Gris, pardo claro
ANDALUCITA Incolora (rojiza)
HEMATITES Parda rojiza
PIRITA Amarillo oro
A continuación
indicamos los
colores mas
usuales de los
minerales que
se deben
reconocer en
esta práctica.
3.3.2.- Brillo o lustre
Es la apariencia de su superficie a la luz reflejada. El brillo es función de la transparencia, refractividad y estructura de un mineral. El brillo puede ser:
-Brillo metálico:
Tienen los minerales opacos que tiene alto poder reflector.
Ejm:
Pirita
Galena
Oro
Metálico
-Brillo submetálico:
Ejm:
Cinabrio
wolframita
Submetálico
-Brillo no metálico
Se distinguen varios matices de minerales con brillo no
metalico según la intensidad y calidad del brillo.
Estos pueden ser adamantino
Vítreo
Sedoso
Resinoso
Graso
Nacarado
Parlado
Es el color del fino polvo que arroja un mineral al ser
rayado
• Es una propiedad más confiable que el color de un
mineral, generalmente varía menos.
• Se determina rayando el mineral con otro más duro,
determinando el color del polvo fino del mineral.
Generalmente se usa una porcelana (H~7)
3.3.3.- Raya
Hematita tiene una raya de color café-rojizo
Ejemplos:
Sphalerita es un mineral oscuro, sin embargo éste
tiene una raya color claro. Raya de la sphalerita al
lado de la raya de la Hemetita color café-rojiza.
Sphalerita tiene una raya amarillo clara
Mineral Raya Dureza
OLIVINO Blanca 6,5 a 7
PIROXENO
Augita Blanca grisácea 5,5 a 6
ANFÍBOL
Horblenda Blanca amarillenta 5,5 a 6
BIOTITA Blanca 2,5 a 3
MOSCOVITA Blanca 2 a 2,5
PLAGIOCLASAS Blanca 6,5 a 6
ORTOSA Blanca 6
CUARZO Blanca 7
CALCITA Blanca 3 a 4
YESO Blanca 2
HALITA Blanca 2
GRANATE Blanca 7
DISTENA Blanca 4 a 7
ESTAUROLITA Blanca 7,5 a 7
SILLIMANITA Blanca 6 a 7
ANDALUCITA Blanca 7,5
HEMATITES Negro metálico, rojo 5
PIRITA Negra 6,5
A continuación se
comentan los
colores de las rayas
de los principales
minerales que se
deben reconocer en
esta práctica,
obsérvese la
relación con la
dureza del mineral.
3.4.-PROPIEDADES TÉRMICAS:
3.4.1 Fusibilidad
Es un punto importante desde el punto de vista del reconocimiento de los minerales en función de su fusión.
Escala de fusibilidad de de Von Kobell
Estibinita Sb2S3 ~525C° Funde facilmente na
chama de uma vela ou fósforo
Natrolita Na3(Al2Si3O10)·2(H2O) ~965C°
Almandina Fe2Al2(SiO4)3 ~1050C°
Actinolita Ca2(Mg,Fe)5(OH/Si4O11)2 ~1200C°
Ortoclásio KAlSi3O8 ~1300C°
Bronzita (Mg,Fe)SiO3 ~1400°
3.4.2.- Diatermancia
Es la propiedad semejante a la transparencia con respecto a la luz, y mide el grado de absorción del calor.
Así existe cuerpos transparentes y opacos tenemos los minerales:
Diatérmanos: Dejan pasar los rayos calorificos, son transparentes al calor. Ejemplos: Halita,Fluorita.
Atermanos: Son cuerpos opacos al calor, que no dejan pasar las hondas calorificas, puesto que las absorven.Ejemplos: Alumbre, Yeso.
Halita
3.4.3.- Dilatación térmica o
expansión La mayoría de minerales se dilatan por efecto del calor. El
coeficiente de dilatación es el aumento de volumen por unidad de
volumen, cuando la temperatura aumenta de 0° C a 1° C.
Yoduro de plata
3.4.4.-Conductibilidad térmica
Es la capacidad que poseen los minerales para trasmitir el calor que posee una sustancia. Estos se divide en malos y buenos conductores. Lo mas importante es la relación entre conductividad con la simetría cristalina.
-Minerales isotropos: Conducen el calor por igual sentido y la curva correspondiente es una circunferencia
-Minerales antisotropos: Ofrecen variaciones en las curvas d conductividad siendo estas elipses, salvo que las superficies sean normales a los ejes ópticos , en cuyo caso las figuras de conductividad son circulares.
3.5.-PROPIEDADES ELÉCTRICAS: Los minerales tienen diferente capacidad para conducir la corriente
eléctrica
La condición de electricidad es relativa al tipo de enlace de los
cristales:
-Minerales con enlace puramente metálico son buenos conductores de
electricidad. Por ejemplo metales nativos.
-Los de enlace parcialmente metálicos, son semiconductores. Por
ejemplo: algunos minerales sulfuros.
-Minerales iónicos o de enlace covalente son generalmente son malos
conductores.
Oro nativo
3.6.-PROPIDADES MAGNÉTICAS:
El magnetismo es una propiedad de algunos minerales de Fierro que atraen cualquier superficie imantada.
Ejemplo: Magnetita
IV.- PROPIEDADES
QUÍMICAS
PROPIEDADES QUÍMICAS
Cuando los minerales presentan igual forma cristalográfica pero son de diferente composición química. Ejemplos:
4.1 ISOMORFISMO:
NOMBRE MINERAL COMPOSICIÓN
QUÍMICA
FORMA
CRISTALOGRÁFICA
Calcita CO3Ca Trigonal
Rodocrocita CO3Mn Trigonal
Magnesita CO3Mg Trigonal
Siderita CO3Fe Trigonal
Blenda SZn Cúbico
Pirita S2Fe Cúbico
Galena SPb Cúbico
Cuando los minerales presentan diferentes formas de cristalización pero
la misma composición química.
4.2 POLIMORFISMO:
FORMULA
QUIMICA
MINERAL SISTEMA
CRISTALINO
DUREZA PESO
ESPECIFICO
C
C
Diamante
Grafito
Cúbico
Hexagonal
10
1
3
2.53.51
CO3Ca
CO3Ca
Calcita
Aragonita
Romboédrico
Ortorrombico
3
3.5
2.72
2.95
ZnS
ZnS
Esfarelita
Wurtzita
Cúbico
Hexagonal
3.5-4
3.5-4
3.9-4.1
3.98
S2Fe
S2Fe
Pirita
Marcasita
Cúbico
Hexagonal
6
6
5.02
4.85
AuTe2
AuTe2
Calaverita
Krennerita
Monoclínico
Rombico
2.5-3
2-3
9.24
8.62
TiO2
TiO2
TiO2
Rutilo
Atanasa
Brookita
Tetragonal
Tetragonal
Rombico
6-6.5
5.5-6
5.5-6
4.23
3.90
4.14
Al2SiO5
Al2SiO5
Al2SiO5
Andalucita
Sillimanita
Cianita
Rombico
Rombico
Triclínico
7.5
6.7
4.5-7
3.6-3.2
3.23
3.56-3.66
V.- CLASIFICACIÓN
DE LOS
MINERALES
A)BASADO EN SU COMPOSICIÓN QUÍMICA
1.-ELEMENTOS NATIVOS
2.-SULFUROS
3.-SULFOSALES
4.-OXIDOS E HIDROXIDOS
5.-HALUROS
6.-CARBONATOS
7.-NITRATOS
8.-BORATOS
9.-SULFATOS Y CROMATOS
10.-TUNGSTATOS Y MOLIBDATOS
11.-FOSFATOS, ARSENIATOS Y VANADATOS
12.-SILICATOS
1.-ELEMENTOS NATIVOS
METALES SEMIMETALES NO METALES
HAY APROXIMADAMENTE 30 ELEMENTOS NATIVOS.
-Grupo del oro: oro, plata, cobre
-Grupo del platino: platino
-Grupo del hierro:
hierro
Grupo del arsénico:
-arsénico
-bismuto
-azúfre
-diamante
-grafito
2.-SULFUROS
ARGENTITA
PIRITA
GALENA
ESFALERITA
CHALCOPIRITA
MOLIBDENITA
COVELINA
CINABRIO
FORMULA: AmXn
A:representa elementos metálicos
X:representa elementos no metálicos
3.-SULFOSALES PIRARGITA
PROUSTITA
TETRAEDRITA
TENNANTITA
ENARGITA
BOURMNOMITA
JAMESONITA
Pueden ser
consideradas
como sulfuros
dobles.
TIPO A2O
-CUPRITA
-CINCITA
TIPO A2O3
-CORINDON
-HEMATITES
-ILMENITA
TIPO AO2 – GRUPO DEL RUTILO
-RUTILO
-PIROLUSITA
-CASITERITA
-URANINITA
TIPO AB2O4 – GRUPO DE LAS
ESPINELAS
-ESPINELA
-GAHNITA
-MAGNETITA
HIDROXIDO
-BRUCITA
-MANGANITA
-PSILOMELANA
GRUPO DEL LA GOETHITA
-DIASPORA
-GOETHITA
-BAUXITA
Los óxidos son
compuestos donde
el oxígeno esta
combinado con
uno o más metales
4.-OXIDOS E HIDROXIDOS
5.-HALUROS
Llamados también halogenuros. Se caracterizan por el predominio de los iones halógenos electronegativos, Cl⁻, Br ⁻, F ⁻, I ⁻, tienen carga débil y se polariza fácilmente.
Ejemplo: halita, fluorita
Halita
ClNa
6.-CARBONATOS
GRUPO DE LA CALCITA
-Calcita
-Magnesita
-Siderita
-Rodocrosita
GRUPO DE LA DOLOMITA
-Dolomita
-Ankerita
GRUPO DEL ARAGONITO
-Aragonito
-Witherita
-cerusita
CARBONATOS BÁSICOS DE COBRE
-Malaquita
-Azurita
En la naturaleza, el carbono se une con
el oxigeno para formar el ión
carbonato CO3⁻⁻
7.-NITRATOS
NITRATO SÓDICO:
-Nitratina
NITRATO POTÁSICO
-Nitro
El nitrógeno pentavalente forma con el oxigeno grupos iónicos planos, triangulares, que constituyen radical monovalente nitrato NO3⁻
8.-BORATOS
KERNITA BORAX ULEXITA COLEMANITA
El ión boro trivalente forma
radical BO2⁻,tambien hay tipos BO3, B2O3
9.-SULFUROS O CROMATOS
GRUPO DE LA BARITINA
-Baritina
-Celestina
-Anglesita
-Anhidrita
-Crocoita
SULFATOS BASICO
-Yeso
-Calcantita
-Epsomita
-Alunita
El azúfre hexavalente forma grupos sulfatos o
radicales SO4⁻Y cromatos CrO4⁻con el
cromo hexavalente
10.-TUGSTATOS Y MOLIBDATOS
TUGSTATOS
-Wolframita
-Huebnerita
-Ferberita
MOLIBDATOS
-Wuelfenita
-Powellita
Iones hexavalentes de tungsteno y molibdeno
radicales WO4⁻
11.-FOSFATOS, ARSENIATOS Y
VANADATOS
TRIFILITA LITIOFILITA MONAZITA APATITO
El fosforo pentavalente forma un grupo iónico tetraédrico con el oxigeno PO4⁻⁻⁻ al igual que los tetraedros de los sulfatos.
El fósforo, arsénico y vanadio pueden sustituirse mutuamente como ión central, coordinados en el grupo tetraédrico de oxígenos.
12.-SILICATOS
Casi un 25% de los minerales son silicatados y más del 90% de la corteza terrestre, de cada 100 átomos, más de 60 son de oxígeno, más de 20 son de sílice, y de 6 a 7 de aluminio, correspondiendo 1 a 2 o más a elementos Fe, Ca, Mg, Na y K.
CUARZO
CLASE ESTRUCTURA PROPORCIÓN
Si:O
EJEMPLOS
NEOSILICATOS TETRAEDROS
INDEPENDIENTES
1:4 OLIVINO
SiO4(Mg,Fe)2
SOROSILICATOS TETRAEDROS
EN PAREJAS
2:7 HEMIMORFITA
(Si2O7)Zn(OH)H2O
CICLOSILICATOS TETRAEDROS
EN ANILLOS
1:3 BERILO
(Si6O18)Be3Al2
INOSILICATOS TETRAEDROS EN
CADENAS
SENCILLAS
CADENAS DOBLES
1:3
4:11
ENSATITA
(SiO6)Mg2
TREMOLITA
(Si6O22)Ca2Mg5(OH)2
FILOSILICATOS TETRAEDROS
EN HOJAS
2:5 TALCO
(Si4O10)Mg3(OH)2
TECTOSILICATOS TETRAEDROS
EN ARMAZONES
1:2 CUARZO
SiO2
B)BASADO EN EL USO O EMPLEO INDUSTRIAL
1.-MINERALES COMBUSTIBLES:
-Líquidos:
Petróleo
Gas natural
-Sólido
Carbón
-Metales preciosos: oro,
plata, platino, etc.
- Metales básicos o no
ferrosos: plomo,zinc, cobre,
estaño, etc.
- Metales ferrosos o
siderúrgicos: hierro, níquel
manganeso, cobalto, etc.
2.-MINERALES METÁLICOS:
-Metales ligeros:
aluminio, magnesio
- Metales de industria
electrónica: cadmio,
bismuto, germanio,etc.
- Metales radioactivos:
uranio, thorio, radio,
etc.
-Materiales abrasivos:
corindón, granate, topacio,
diamante,etc.
-Materiales aislante: mica,
asbesto.
-Materiales refractarios:
sílice, arcilla, alúmina,
grafito, etc.
3.-MINERALES NO METALICOS:
-Materiales cerámicos:
arcillas y feldespatos.
-Materiales de industria
química: sal, salmuera,
potasa, azúfre, etc.
-Materiales fertilizantes:
fosfatos, potasa,etc.
-Materiales de
construcción: arena,
grava, gravilla,
cemento, yeso, etc.
-Materiales ornamentales:
mármol, travertino,
granito, sienita, basalto,
etc.
VI.-MINERALES
PRINCIPALES Y
COMUNES
MINERALES PRINCIPALES
1.-MINERALES DEL
ORO:
Oro nativo: Au
Electrum: Au(Ag,Cu)
Teleruros:
Silvanita Te2(Ag,Au)
Calaverita Te2Au
Petzita Te(Ag.Au)2
2.-MINERALES DE LA PLATA
Plata nativa Ag
Argentita Ag2S
Proustita Ag3AsS3
Pirargirita
Ag3SbS3
Stephanita
Ag5SbS4
Polybastita
Sb2S11(Ag,Cu)16
Querargirita ClAg
Embolita Ag(Br,Cl)
Stromeyerita (Cu,Ag)2S
3.-MINERALES DE COBRE
Cobre nativo Cu
Tetraedrita
Sb4S13(Cu,Fe,Zn,Ag)12
Enargita Cu3AsS4
Bornita Cu5FeS4
Covellita CuS
Chalcosita Cu2S
Chalcopirita Cu3FeS2
Atacamita Cu2Cl(OH)3
Cuprita Cu2O
4.- MINERALES DEL PLOMO:
Galena PbS
Anglesita PbSO4
Boulangerita 5PbS2Sb2S3
Piromorfita Pb5Cl(PO4)3
Cerusita PbCO3
Massicot PbO
Minio Pb3O4
5.- MINERALES DE ZINC:
Brunckita ZnS
Blenda ZnS
Wurtzita ZnS
Goslarita ZnSO47H2O
Smithsonita ZnCo3
Zincita ZnS
Willemita (SiO4)Zn2
6.-MINERALES DE
FIERRO:
Pirita FeS2
Marcasita FeS2
Melnivovita FeS2
Arsenopirita FeAsS
Llollingita FeAs2
Siderita FeCO3
Goethita FeO(OH)
7.-MINERALES DEL
MANGANESO:
Alabandina MnS
Pyrolusita MnO2
Hausmannita Mn3O4
Rodocrosita MnCO3
Rhodonita MnSiO3
Poianita MnO2
VII.- USOS Y
APLICACIONES DE
ALGUNOS MINERALES
USOS Y APLICACIONES DE
ALGUNOS MINERALES
Litio
El metal se usa como desoxidante y para
extraer los gases no deseados durante la
fabricación de fundiciones no ferrosas.
Potasio
El bromuro de potasio (KBr), se utiliza en
fotografía, grabado y litografía, y en
medicina como sedante.
Sodio
Como sal común o simplemente sal.
Estroncio
Se utiliza en la fabricación de fuegos
artificiales y en señales de ferrocarril.
Magnesio
El carbonato de magnesio (MgCO3), se
utiliza como material refractario y
aislante.
Cobre
Debido a su extraordinaria conductividad, el uso más extendido del cobre se da en la industria eléctrica.
Carnalita
Para Fertilizantes.
Hierro
Comercialmente, el hierro puro se utiliza para obtener láminas metálicas galvanizadas y electroimanes.
Galena
Fue utilizada para construir los primeros receptores de radio.
Arcilla
Las arcillas rojas tienen aplicación
fundamentalmente en la cerámica industrial
(pavimentos, revestimientos y cerámica
estructural) y alfarería.
Micas
La moscovita (mica blanca o mica común)) y
la flogopita(otro tipo de mica) se usan como
aislantes en la fabricación de aparatos
eléctricos, en especial de válvulas
electrónicas.