Caracterización química y mineralógica de los residuos arcillosos de la provincia Las Tunas para su empleo  
como puzolanas  
Angel Eduardo Espinosa Borges  
Carlos Alberto Leyva Rodríguez  
Roger Samuel Almenares Reyes  
Luis Alberto Pérez García  
David Secades Habrahm  
Volumen: 18  
Recepción: 02/12/2025  
Número: 2  
Trimestre: abril-junio  
Aprobado: 22/06/2026  
Año: 2026  
Artículo original  
Caracterización química y mineralógica de los residuos arcillosos de la provincia Las  
Tunas para su empleo como puzolanas  
Chemical and mineralogical characterization of clayey waste from the province of Las  
Tuna for use as pozzolans  
Angel  
Eduardo  
Espinosa  
Borges1  
(angeleduardoespinosaborges@gmail.com)  
(https://orcid.org/0000-0003-4882-8731)  
Carlos Alberto Leyva Rodríguez2 (cleyva@ismm.edu.cu) (https://orcid.org/0000-0002-9156-  
5327)  
Roger Samuel Almenares Reyes3 (ralmenares@ismm.edu.cu) (https://orcid.org/0000-0002-  
7185-7330)  
Luis Alberto Pérez García4 (lapgarcia17@gmail.com) (https://orcid.org/0000-0003-4465-  
8675)  
David Secades Habrahm5  
7179)  
(dsecades@ismm.edu.cu) (https://orcid.org/0009-0001-0764-  
Resumen  
El presente artículo tiene como objetivo la caracterización química y mineralógica de los  
residuos arcillosos de la provincia de Las Tunas para su empleo como puzolanas. Las  
muestras seleccionadas fueron caracterizadas química y mineralógicamente mediante  
técnicas de Difracción de Rayos X y Espectrometría de Absorción Atómica. Según las  
características mineralógicas se determinó que los residuos arcillosos presentan una  
composición polimineral dominada por la presencia de filosilicatos del grupo de la caolinita  
con la caolinita como su principal representante lo que es beneficioso para su empleo como  
puzolanas. Desde el punto de vista químico el SiO2 se presenta como elemento mayoritario  
acompañado del Al2O3 lo que es reflejo del alto contenido en arcillas y propicia una buena  
disponibilidad química para lograr la reacción puzolánica. Las muestras estudiadas están  
constituidas por las paragénesis mineral CNL oligoclasa+ cuarzo+ mortmollinonita +  
vermiculita, GHE cuarzo + natroalunita + natrojarosita + dickita + nacrita y DM cuarzo +  
goethita + hematita + alunita + caolinita. De las muestras estudiadas solo la DM cumplió con  
criterios límites establecidos por Almenares en el 2017 y la norma cubana NC-TS528 por lo  
que esta debe de ser tomadas en cuenta para el desarrollo de puzolanas. La muestra GHE  
1
Máster en Ciencias. Profesor Asistente. Ingeniero Geólogo. Unidad de Desarrollo e Innovación CEEPROT. Universidad  
de Las Tunas. Las Tunas, Cuba.  
2
Doctor en Ciencias. Profesor Titular. Departamento de Geología. Universidad de Moa Dr. Antonio Núñez Jiménez.  
Holguín, Cuba.  
3
Doctor en Ciencias. Profesor Titular. Ingeniero en Metalurgia. Departamento de Metalurgia. Universidad de Moa Dr.  
Antonio Núñez Jiménez. Holguín, Cuba.  
4 Doctor en Ciencias. Profesor Titular. Ingeniero en Geología. Departamento de Geología. Universidad de Moa Dr. Antonio  
Núñez Jiménez. Holguín, Cuba.  
5 Ingeniero en Geología. Profesor Instructor. Unidad de Desarrollo e Innovación CEEPROT. Universidad de Las Tunas. Las  
Tunas, Cuba.  
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Trimestre: abril-junio  
Aprobado: 22/06/2026  
Año: 2026  
Artículo original  
presenta perspectivas prometedoras por lo que se pudiera tomar en cuenta para el desarrollo  
de puzolanas de menor reactividad. La muestra CNL no debe de ser considerada como  
puzolana y debe de ser evaluada para el desarrollo de filler.  
Palabras clave: arcilla, puzolana, residuo minero.  
Abstract  
The present work aims at the chemical and mineralogical characterization of clayey waste  
from the province of Las Tunas for their use as pozzolans. The selected samples were  
chemically and mineralogically characterized by X-ray diffraction and atomic absorption  
spectrometry techniques. According to the mineralogical characteristics, it is assumed that the  
clayey waste has a polymineral composition dominated by the presence of phyllosilicates of  
the kaolinite group with kaolinite as its main representative, which is beneficial for its use as  
pozzolans. From a chemical point of view, SiO2 is present as the majority element  
accompanied by Al2O3, which reflects the high clay content and favors good chemical  
availability to achieve the pozzolanic reaction. The samples studied are composed of the  
mineral paragenesis CNL (oligoclase + quartz + mortmollinonite + vermiculite), GHE (quartz +  
natroalunite + natrojarosite + dickite + nacrite), and DM (quartz + goethite + hematite + alunite  
+ kaolinite). Of the samples studied, only DM met the threshold criteria established by  
Almenares in 2017 and the Cuban standard NC-TS528, so it should be considered for the  
development of pozzolans. The GHE sample shows promising prospects and could be  
considered for the development of lower-reactivity pozzolans. The CNL sample should not be  
considered a pozzolan and should be evaluated for filler development.  
Key words: clay, pozzolan, mining waste.  
Introducción  
Los materiales cementicios suplementarios (MCS) son aquellos que se emplean como  
sustitos del cemento y que a través de sus propiedades hidráulicas y/o puzolánicas  
contribuyen al logro de las propiedades mecánicas del concreto endurecido (Fantilli y  
Jóźwiak-Niedźwiedzka, 2021; Xu et al., 2022). La tendencia universal de los últimos años ha  
sido buscar alternativas con mayor impacto en la disminución de las emisiones de CO2, la  
cual consiste en la adición entre el 20% y 30% de materiales cementicios suplementarios  
(MCS) al cemento (Mostafa y Brown 2005; Sánchez, Palacios y Puertas 2011; Polder 2012).  
El reemplazo de una porción de clínquer o cemento con MCS (Mangi et al., 2020) está  
reconocida como la manera más efectiva de mejorar o mantener la resistencia mecánica y la  
durabilidad del concreto, así como de optimizar el perfil integral de impacto al medio  
ambiente (Pérez-González et al., 2019).  
Los MCS se clasifican en aglomerantes hidráulicos y materiales puzolánicos; estos últimos  
se pueden clasificar, además, en naturales y artificiales como resultado de la actividad  
industrial. Los aglomerantes hidráulicos se caracterizan por reaccionar directamente con  
agua formando productos de hidratación que aportan propiedades cementantes (Hernández  
Primero et al., 2016). Los materiales cementicios suplementarios más comúnmente  
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empleados son las cenizas volantes, las escorias granuladas, la micro-sílice, las puzolanas  
naturales y artificiales, el carbonato de calcio y otros (Hernández Primero et al., 2016; Owaid  
et al., 2012).  
Las puzolanas son materiales silíceos o aluminosilíceos que, por sí mismos, poseen poca o  
ninguna actividad hidráulica, pero que, finamente molidos y en presencia de agua,  
reaccionan químicamente con el hidróxido de calcio (Ca (OH)2 o CH) a temperatura ambiente  
para formar compuestos con propiedades cementantes (Normalización, 2007).  
Las adiciones puzolánicas se utilizan como material cementicio suplementario, siempre que  
la puzolana sea reactiva. Las características que, actuando de manera combinada,  
determinan de forma directa la capacidad de reacción puzolánica de un material dado son la  
presencia de sílice y alúmina (criterio de composición química) y el contenido de fases con  
un alto grado de desorden estructural (criterio estructural), de forma tal que presenten una  
elevada superficie específica (criterio morfológico) (Castillo et al., 2010).  
La actividad puzolánica se explica en base a la reacción entre los componentes ácidos de los  
materiales puzolánicos (sílice, alúmina) con los básicos (cal). La reacción entre éstos ocurre  
cuando las uniones en dichos materiales son metaestables o lábiles. Las reacciones  
puzolánicas, al igual que los procesos de hidratación del cemento, transcurren de acuerdo  
con las leyes cinéticas de las reacciones heterogéneas en estado sólido, con presencia de  
fenómenos difusivos y marcada influencia de factores de tipo interno y externo de las  
puzolanas (Aguiar Pérez y Seijo Pérez, 2014).  
La recuperación de los residuales sólidos industriales que puedan ser modificados para  
convertirse en materiales cementicios suplementarios (MCS) es fundamental para sustituir  
materias primas, disminuir el impacto medioambiental y garantizar producciones más  
económicas y limpias (Pérez-González et al., 2020). La introducción de materiales sustitutos  
del cemento Pórtland como las puzolanas, brinda la posibilidad de utilizar productivamente  
un material de desecho y hacer un uso racional de la disponibilidad de cemento (Martínez et  
al., 2007).  
Los subproductos pueden presentar propiedades superiores a las de los materiales  
tradicionales, o darles a estos un valor agregado como es el caso de las escorias de acerería  
(Leiva Vidal et al., 2017). En los últimos años ha cobrado relevancia el estudio de residuos  
arcillosos de los procesos mineros por sus prometedoras potencialidades y su gran  
disponibilidad (Sgarlata et al., 2022; Abdelaziz et al., 2023; Alujas-Diaz et al., 2022).  
En la provincia de Las Tunas la actividad extractiva ha estado enmarcada en tres renglones  
principales generadores de residuos arcillosos, la explotación de depósitos arcillosos para la  
industria cerámica (Fernández-Rodríguez, 1990; Cortés et al., 2004; González Jiménez et al.,  
2022; Espinosa Borges et al., 2024; Leyva Silva et al., 2022; Viltres F. et al., 1990), depósitos  
hidrotermales para la extracción de oro (La, 2001; Pimentel Olivera y Pérez Acosta, 2015;  
Arias-del Toro et al., 2022) y el beneficio de cortezas de intemperismo para la producción de  
arenas (Leyva Silva et al., 2022). Estas explotaciones han generado enormes volúmenes de  
residuos arcillosos que carecen de estudios por lo que se necesita establecer sus  
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características químicas y mineralógicas como paso de partida para su empleo como  
puzolanas.  
Materiales y métodos  
Difracción de Rayos X  
Las mediciones se realizaron mediante Difracción de Rayos X (DRX) con un Difractómetro  
X’Pert³ Powder de Panalytical (  
Figura 1) utilizando radiación CuKα y rejilla de divergencia de 0,5 °. Las muestras se  
analizaron entre 5 y 80 ° (2θ), con paso angular desde 0,008 °, tiempo por paso de 30  
segundos, y sin filtro de níquel Ni.  
Figura 1  
A: Instrumentos para la preparación de las muestras para la DRX, B: Portamuestra para  
análisis de DRX, C: Difractómetro X’Pert³.  
Fuente: Tomadas del proceso de investigación.  
Los difractogramas se procesaron con el software X Pert HighScore Plus (2011). Se aplicó la  
rutina de refinamiento por Rietveld para desarrollar el análisis semicuantitativo de las fases  
presentes en las muestras.  
Espectrometría de Absorción Atómica  
La muestra se descompuso mediante la fusión con un fundente (bórax, metaborato de litio o  
mezcla de metaborato de litio con tetraborato de litio 1:1). El fundido se lixivió con ácido  
clorhídrico al 15 % y gotas de peróxido de hidrógeno al 30 % y se llevó a un volumen final de  
250 mL.  
La medición se realizó en un Espectrómetro Absorción Atómica empleando soluciones de  
calibración con simulación de las matrices y una correcta dilución de la muestra.  
Se empleó la norma NC-TS528 del 2013 (¡Error! No se encuentra el origen de la  
referencia.) para evaluar según sus contenidos químicos como aditivos minerales para el  
cemento.  
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Tabla 1  
Requisitos químicos de la norma NC-TS528 del 2013  
Clase de aditivo mineral  
N
F
C
Dióxido de Silicio (SiO2) más Óxido de Aluminio (Al2O3) más Óxido de Hierro  
(Fe2O3), min. %  
70,0  
70,0  
50,0  
Trióxido de Azufre (SO3), máx. %  
Contenido de Humedad, máx. %  
Pérdidas por Ignición, máx. %  
a
4,0  
5,0  
3,0  
6,0b  
5,0  
3,0  
6,0  
3,0  
10,0a  
Nota: Para el caso de puzolanas naturales que contengan en su composición mineralógica contenidos de  
zeolitas se excluye este requisito, tal es el caso de las tobas zeolitizadas que se emplean como puzolanas y que  
han demostrado una buena actividad tanto con el cemento como con la cal.  
b El uso de puzolana clase F que contiene una pérdida por ignición mayor que 12,0 % pueden ser aprobadas  
por el consumidor se los reportes de cumplimiento de aceptación o los resultados de los ensayos de laboratorio  
la hacen utilizable.  
Metodología de evaluación preliminar de materiales arcillosos como fuentes de SCM  
Se emplearon los criterios químicos establecidos por Almenares (2017), Almenares et al.  
(2021), para considerar los valores límites permisibles de la composición de las arcillas  
caoliníticas para la obtención de materiales cementicios suplementarios (¡Error! No se  
encuentra el origen de la referencia.). El procedimiento se presenta de forma esquemática  
en  
la  
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Figura 2.  
El procedimiento de evaluación preliminar está basado en el contenido de caolinita  
equivalente en el material arcilloso, pues es el mineral con mayor reactividad en comparación  
otros minerales arcillosos (Fernandez et al., 2011; He et al., 1995) y que a su vez  
correlaciona con la resistencia a la compresión de los sistemas binarios y ternarios donde se  
mezclan (Avet et al., 2016; Almenares Reyes et al., 2018). El procedimiento para la selección  
de este tipo de material basado en criterios químicos y mineralógicos (Almenares, 2017;  
Almenares Reyes et al., 2021). y los criterios de selección preliminares se resumen en la  
tabla 2.1.  
Para este estudio se empleó el procedimiento modificado que se presenta en la  
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Figura 2 el cual permite un aprovechamiento de todo el potencial del material para otras  
aplicaciones.  
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Año: 2026  
Artículo original  
Figura 2  
Procedimiento para la evaluación preliminar de las potencialidades de los depósitos  
arcillosos como fuente de MCS.  
Fuente: Almenares Reyes et al. (2021)  
Resultados y discusión  
Resultados del análisis químico de los residuos  
Mediante espectrometría de absorción atómica se logró establecer que el SiO2 y el Al2O3  
sobresalen como elementos mayoritarios destacándose la muestra DM con la mayor  
disponibilidad química de estos elementos. Los elementos nocivos para el empleo de estos  
materiales como puzolanas (CaO y SO3) presentan bajas concentraciones, sobresale el  
contenido de SO3 en GHE lo que está relacionado con su génesis hidrotermal que ha  
posibilitado el desarrollo de minerales sulfurosos. El contenido de CaO sobresale en la  
muestra CNL donde se reportó la presencia de carbonatos durante los trabajos de campo.  
Según los criterios establecidos por la norma cubana NC-TS528 el material de mayor  
potencialidad es DM solo incumpliendo la relación Al2O3+SO3+ Fe2O3, teniendo en cuenta  
que no se puedo establecer el contenido de Fe2O3 y la baja diferencia de este criterio se  
considera este material como positivo para su empleo como puzolana. Según los criterios  
límites establecidos por Almenares todos los materiales cumplen con los criterios menos con  
el contenido de Al2O3. Según los criterios de Almenares coincide la muestra DM como la más  
potencial y la diferencia en el contenido de Al2O3 es mínima por lo que se puede tomar esta  
como de buen potencial.  
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Artículo original  
Fuente: Elaboración por los autores a partir de la investigación realizada.  
Resultados del análisis mineralógico de los residuos  
Mediante difracción de rayos X se pudo establecer que la muestra GHE está constituida por  
la paragénesis mineral cuarzo, natroalunita, natrojarosita, dickita y nacrita (Figura 3), típica  
de depósitos hidrotermales. Mediante el análisis semicuantitativo se constató que este  
material está constituido por minerales arcillosos del grupo de la caolinita representados por  
Dickita y nacrita en un 18.2 % cada uno lo que es positivo para su empleo como puzolanas.  
Figura 3  
Difractograma muestra GHE  
Fuente: Elaboración por los autores a partir de la investigación realizada.  
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Artículo original  
En la muestra CNL se detectó la paragénesis mineral oligoclasa, cuarzo, mortmollinonita y  
vermiculita (Figura 4), reflejo del intemperismo sobre rocas volcánica acidas en una corteza  
poco madura con un gran contenido de plagioclasas. Los minerales arcillosos están  
representados por la mortmollinonita en un 3 %, por lo que este material no debe de ser  
considerado como puzolana.  
Figura 4  
Difractograma muestra CNL  
Fuente: Elaboración por los autores a partir de la investigación realizada.  
En la muestra DM se detectó la paragénesis mineral cuarzo, goethita, hematita, alunita y  
caolinita (Figura 5), típica de depósitos hidrotermales con influencia de procesos  
hipergénicos. Los minerales arcillosos están representados por la caolinita en un 55 %, este  
material debe ser considerado como muy potencial para su uso como puzolanas.  
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Figura 5  
Difractograma muestra DM  
Fuente: Elaboración por los autores a partir de la investigación realizada.  
Conclusiones  
De las muestras estudiadas solo la DM cumplió con criterios límites establecidos por  
Almenares en el 2017 y la norma cubana NC-TS528 por lo que esta debe de ser tomadas en  
cuenta para el desarrollo de puzolanas. La muestra GHE presenta perspectivas  
prometedoras por lo que se pudiera tomar en cuenta para el desarrollo de puzolanas de  
menor reactividad. La muestra CNL no debe de ser considerada como puzolana y debe de  
ser evaluada para el desarrollo de filler.  
Las muestras estudiadas están constituidas por las paragénesis mineral CNL oligoclasa+  
cuarzo+ mortmollinonita + vermiculita, GHE cuarzo + natroalunita + natrojarosita + dickita +  
nacrita y DM cuarzo + goethita + hematita + alunita + caolinita.  
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David Secades Habrahm  
Volumen: 18  
Recepción: 02/12/2025  
Número: 2  
Trimestre: abril-junio  
Aprobado: 22/06/2026  
Año: 2026  
Artículo original  
Fernandez, R., Martirena, F. y Scrivener, K. L. (2011). The origin of the pozzolanic activity of  
calcined clay minerals: a comparison between kaolinite, illite and montmorillonite.  
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Concrete  
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https://www.researchgate.net/publication/233202495_Australian_Journal_of_Basic_an  
d_Applied_Sciences  
Página 272  
Caracterización química y mineralógica de los residuos arcillosos de la provincia Las Tunas para su empleo  
como puzolanas  
Angel Eduardo Espinosa Borges  
Carlos Alberto Leyva Rodríguez  
Roger Samuel Almenares Reyes  
Luis Alberto Pérez García  
David Secades Habrahm  
Volumen: 18  
Recepción: 02/12/2025  
Número: 2  
Trimestre: abril-junio  
Aprobado: 22/06/2026  
Año: 2026  
Artículo original  
Pérez-González, L. L., Quintana-Puchol, R., Perdomo-González, L., y Alujas-Díaz, A. (2019).  
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Geología,  
35(4),  
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http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S1993-  
80122019000400464&script=sci_arttext  
Pérez-González, L. L., Quintana-Puchol, R., Alujas-Díaz, A., y Alejo-Sánchez, D. (2020).  
Valoración química, fásica y calorimétrica de un material puzolánico obtenido mediante  
aluminotermia asistida por arco eléctrico utilizando escoria de cubilote. Minería y  
Geología,  
36(2),  
234-252.  
http://scielo.sld.cu/scielo.php?pid=S1993-  
80122020000200234&script=sci_arttext  
Pimentel Olivera, H. y Pérez Acosta, J. (2015). Importancia de la evaluación expedita de  
pequeños cuerpos de Mineral Aurífero Oxidado en zonas cercanas a Golden Hill. XI  
Congreso Cubano de Geología Taller Prospección, Explotación y Procesamiento de  
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Agradecimientos  
Este trabajo se desarrolló gracias al financiamiento del proyecto nacional PN211LH 012-037 del Programa Nacional de  
Desarrollo Local  
Declaración de conflictos de interés:  
Los autores declaran que no existen conflictos de intereses  
Declaración de autoría:  
Que cada una de las personas que en el mismo constan como autor o autora ha contribuido directamente al contenido  
intelectual del trabajo, aprueba los contenidos del manuscrito que se somete a proceso editorial y da su conformidad para  
que su nombre figure en la autoría del mismo.  
Que la petición no ha sido publicada previamente, no se encuentra en proceso de revisión en otra revista, ni figura en otro  
trabajo aceptado para publicación por otra editorial.  
Universidad de Las Tunas en https://ror.org/05fj29j73  
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