Diamante - ciencias de la naturaleza.

Diamante - ciencias de la naturaleza. 1 INTRODUCCIÓN Diamante Regent El diamante está considerado como la sustancia más dura de la Tierra. Es carbón puro comprimido en una estructura cristalina cúbica compacta. Los diamantes brillantes tienen un índice de refracción alto. La luz que entra en un cristal tallado puede salir por la misma cara dando una impresión falsa de brillo. Se producen destellos de luz coloreados en un diamante cuando la luz se descompone en colores. Reunion des Musees Nationaux/Robert Harding Picture Library - ciencias de la naturaleza. Diamante, forma mineral de carbono, considerado piedra preciosa y usado en diversas aplicaciones industriales. Se encuentra en distintas variedades, como el diamante genuino (una gema cristalina), el bort, el balas y el carbonado. El bort tiene imperfecciones cristalinas, es muy duro y de color oscuro. Este término se aplica también a los fragmentos diminutos de diamante. El balas es una masa esférica y compacta de pequeños cristales de gran dureza y tenacidad. El carbonado, o diamante negro, es una variedad opaca, de color gris o negro, no exfoliable. En la industria se usan estos tres últimos tipos en el trabajo de la piedra (talla y pulimento) y en el filo de taladros y otras herramientas de corte. 2 PROPIEDADES Diamante en bruto Esta fotografía muestra un diamante en bruto en su roca matriz. Se encuentran diamantes en tubos de kimberlita, grava aluvial y restos de glaciares. El peso de cada diamante se da en quilates y es igual a 200 miligramos. Además de la talla y pulido, de la presencia de defectos y del color, el peso en quilates de un diamante determina su valor. Tom McHugh/CA Academy of Science/Photo Researchers, Inc. El diamante es la sustancia más dura conocida y recibe un índice 10 en la escala de dureza de Mohs, ideada por el mineralogista alemán Friedrich Mohs para expresar la dureza relativa en un baremo entre 1 y 10. La del diamante, manifestada en su resistencia al rayado, no tiene un valor constante, pues varía con la dirección de rayado, siendo mayor sobre las superficies paralelas a los planos del octaedro que sobre las paralelas a los planos del dodecaedro. También depende, en una misma cara, de la dirección de corte. El diamante cristaliza en el sistema cúbico. Sus formas cristalinas más comunes son octaedros y dodecaedros, aunque puede tomar otras, por ejemplo, cubos. No es raro encontrar cristales redondeados, torcidos o enroscados. Se exfolia limpiamente a lo largo de los planos paralelos a las caras de un octaedro. Su densidad relativa varía entre 3,15 y 3,53; para los cristales más puros es de 3,52. Los diamantes muestran una amplia gama de transparencias y colores. Las mejores gemas son transparentes; las piedras incoloras, conocidas como diamantes blancos, son muy apreciadas. Puede producirse un matiz amarillo o castaño que es considerado un defecto. Los diamantes de color castaño son comunes, los verdes y azules son raros, y los rojos son los más inusuales. Los de gran calidad, limpios, duros y de tonos infrecuentes, son muy valiosos. El color de los diamantes se debe a la presencia de impurezas de elementos diferentes del carbono. Dos características importantes de los diamantes, cuando se usan como piedras preciosas, son el brillo y el fuego. Las propiedades físicas que los determinan, el índice de refracción y la dispersión, son mayores en el diamante que en cualquier otro mineral natural, transparente e incoloro. Los diamantes sin tallar tienen un lustre graso y no son brillantes; por el contrario, cuando se cortan muestran un fuerte brillo llamado técnicamente adamantino. El efecto de la dispersión elevada es la separación de los colores de la luz blanca, de tal manera que la piedra centellea cuando se corta de forma adecuada. Algunos diamantes muestran fluorescencia (un intervalo corto de luminiscencia) cuando se exponen a la luz del sol o de otra fuente ultravioleta. Su color suele ser azul claro, pero puede ser amarillo, naranja, blanco lechoso o rojo. Hay otras características del diamante que no afectan a su aspecto pero que son útiles en la identificación de las piedras y en el descubrimiento de imitaciones. Los diamantes son buenos conductores del calor, por tanto se siente frío al tocarlos, y la mayoría son malos conductores de la electricidad, por lo que se cargan positivamente cuando se frotan. Los diamantes auténticos tallados, a diferencia de los falsos, son transparentes a los rayos X. Su capacidad para la conducción térmica hace que se utilicen como películas en la superficie de los chips electrónicos donde el calor debe disiparse rápidamente. Incluso cuando se dopa para convertirla en un semiconductor, una película semejante puede continuar teniendo un grosor muy pequeño. Se está dedicando un gran esfuerzo investigador a su producción. Otra característica es su resistencia al ataque de ácidos y de álcalis. Sus cristales transparentes, calentados en una atmósfera de oxígeno, arden cuando alcanzan una temperatura de unos 800 °C, formando dióxido de carbono. 3 FORMACIÓN Refracción de la luz en diamantes El brillo de los diamantes se debe a su elevado índice de refracción, aproximadamente 2,4. El índice de refracción de un material transparente indica cuánto desvía los rayos de luz. La habilidad del joyero reside en tallar las facetas de modo que cada rayo de luz se refleje muchas veces antes de salir de la piedra. El índice de refracción es ligeramente distinto para cada color de la luz, por lo que la luz blanca se divide en sus componentes dando lugar a los fuegos multicolores de los diamantes. Spencer Grant/Photo Researchers, Inc. El mecanismo exacto de formación de los diamantes sigue siendo materia de debate entre los geólogos, pero es seguro que se necesitan calor y presión abundantes para que el carbono cristalice con esta estructura. Por tanto es probable que se hayan formado en roca o magma fundido, donde prevalecen estas condiciones, a gran profundidad bajo la superficie de la Tierra; posteriormente, este material, con contenido de diamante, sube y forma durante el proceso las chimeneas de kimberlita características de muchos yacimientos. La roca primigenia parece ser la peridotita; sin embargo, se recuperan muchos diamantes en depósitos aluviales a grandes distancias del punto de origen. En algunos casos, el mineral se encuentra en arenisca, en conglomerado o en otras rocas sedimentarias que podrían representar depósitos aluviales de eras geológicas antiguas. En algunos tipos de meteoritos se han encontrado diamantes diminutos y opacos conocidos como diamantes hexagonales. Sus propiedades físicas son idénticas a las de los cúbicos, exceptuando la estructura cristalina ya que las capas de átomos están giradas 60°. Los diamantes hexagonales se forman a partir del grafito de los meteoritos en el instante del impacto contra el suelo, momento en el que se producen altas temperaturas y presiones (de hasta un millón de kg por cm2) durante algunas millonésimas de segundo. Con todo, parece que los diamantes microscópicos son bastante abundantes en el espacio exterior, tal vez producto de la explosión de estrellas o de supernovas. 4 LOCALIZACIÓN Minería de diamantes en Indonesia En esta imagen de la isla de Borneo, varios buscadores lavan la grava extraída de pozos cercanos y después examinan la tierra para localizar posibles diamantes en bruto. Noboru Komine/Photo Researchers, Inc. Un guijarro encontrado por un niño en la orilla del río Orange en Sudáfrica en 1866 e identificado como diamante de 21 quilates fue el primer paso en la apertura de los campos de extracción de la región que han llegado a ser los mayores del mundo. La fiebre de los diamantes en las arenas de los ríos Orange y Vaal aumentó en 1870 y 1871, tras el descubrimiento de minas secas cerca de la actual Kimberley. Eran zonas casi circulares de arcilla amarilla donde se encontraban las piedras preciosas. Cuando los mineros excavaron en la arcilla, a veces llamada tierra amarilla, encontraron una roca dura y azulada que mostró ser también útil. Esta tierra azul, identificada como kimberlita (variedad de peridotita), es el material primigenio desde el que se forma, por meteorización, la tierra amarilla. Gracias a la minería, se descubrió que las zonas circulares de tierra amarilla y azul eran cúspides de chimeneas de kimberlita (de probable origen volcánico) que se internan hacia abajo una distancia indeterminada. Se han hallado tubos similares, no todos con contenido de diamante, en algunos otros lugares de Sudáfrica. Se han encontrado depósitos de diamante, la mayoría aluviales, en otras zonas de África, como Tanzania, República Democrática del Congo, Ghana y Sierra Leona. También se han producido descubrimientos en Australia, Borneo, los montes Urales, Siberia, Venezuela y Guayana. En la India, que fue durante siglos la única fuente conocida de diamantes del mundo, la producción actual se limita a pequeñas cantidades extraídas de lechos de conglomerado y de una chimenea de kimberlita. Hay diamantes en lugares muy separados de Brasil (cerca de la ciudad de Diamantina en Minas Gerais, en Bahía, y en el centro-sur del país). Las minas brasileñas destacan en la producción de balas y de carbonado. 5 TALLA Para extraer la belleza de una gema de diamante son necesarios una serie de procesos. Estos son la exfoliación, la aserradura, la talla y el pulimento, que en conjunto crean la talla de diamantes y son las técnicas más precisas y difíciles del arte lapidario. Su primer objetivo es sacar fuego y brillo de la piedra; de igual importancia es la eliminación de imperfecciones, como grietas, rajaduras y zonas poco transparentes, y la obtención de gemas del mayor tamaño, el mejor aspecto y el máximo valor posibles. El primer paso es el examen cuidadoso de la piedra. El cortador experto debe determinar los planos de exfoliación y decidir la mejor manera de rajar y cortar el diamante en bruto, el cual es marcado con líneas de tinta china para guiar las siguientes operaciones. En ese momento, la piedra se afianza sólidamente en un gato de madera que se monta sobre un torno. A continuación, el cortador coloca un hierro de exfoliación, instrumento parecido a un cuchillo pesado y romo, sobre una línea, paralelo al plano de exfoliación del diamante. La piedra se raja golpeando el hierro suavemente con un martillo. Las herramientas utilizadas son sencillas, pero se requiere una gran habilidad en su uso porque un golpe demasiado fuerte o aplicado en una dirección errónea puede deteriorar irremediablemente la gema. En la actualidad, los diamantes suelen ser aserrados en vez de exfoliados. La sierra usada es un disco metálico fino en cuyo borde se pone una mezcla de polvo de diamante con aceite. El paso final de la talla, el pulimento, consiste en la formación de las facetas de la gema acabada. La piedra se monta sobre un marco llamado dop. Los diamantes suelen cortarse en brillantes de 58 caras en un torno horizontal y plano de hierro colado cargado con una mezcla de polvo de diamante y aceite. Se sostiene la piedra en su dop contra la superficie hasta que se forma una faceta. A lo largo de esta fase, se mueve la gema muchas veces hasta pulir todas las caras. 6 PESO Y CALIDAD La unidad de masa empleada de forma habitual para los diamantes y otras gemas, equivalente a 0,2 g es el quilate métrico. Otra unidad utilizada es el punto, igual a 0,01 quilates. Así, una piedra de 82 puntos pesaría 0,82 quilates. Para calcular el valor por quilate de un diamante tallado se deben considerar cuatro factores. El primero es el color; el segundo es la forma y armonía de la piedra tallada. La presencia o ausencia de manchas y rajas internas o de lascas externas es el tercero. El último es el peso del diamante: una piedra de 5 quilates es más valiosa que cinco de 1 quilate de la misma calidad. 7 DIAMANTES DE IMITACIÓN Debido a su gran precio, los diamantes son muy imitados. Las imitaciones más comunes son las hechas con un tipo de vidrio de plomo conocido como estrás ( strass). Las mejores se tallan y pulen como las auténticas, mientras que las baratas se producen en moldes con forma de brillantes y por tanto tienen los filos redondeados. Es fácil identificar las imitaciones de vidrio: se siente calor al tocarlas, suelen contener burbujas de aire visibles con una lupa, y, en general, son opacas a los rayos X. El cristal de roca, variedad transparente y cristalina de cuarzo, se puede cortar en forma de brillante, pero es fácil rayarlo con un diamante auténtico. El circonio semiprecioso, que dispersa bien la luz, puede hacerse casi incoloro por tratamiento térmico. Otra imitación, conocida como doblete en el comercio de las gemas, se compone de dos piezas pegadas. Cuando dos diamantes reales forman una única piedra, se llama doblete auténtico. Los falsos, más comunes, son una cabeza de diamante fijada sobre una base de una gema menos valiosa o de vidrio. Otros productos sintéticos usados como diamantes de imitación son el titanato de estroncio, y el rutilo y la espinela sintéticas. En 1955 se produjeron por primera vez diamantes sintéticos pequeños de la misma calidad que los naturales usados en la industria. 8 HISTORIA El término diamante deriva de la palabra griega adamas ('invencible') que seguramente era aplicada a cualquier roca dura, como el corindón. La primera referencia precisa e indiscutible se produce en la literatura romana en el siglo I d.C. Los diamantes conocidos por los romanos debían de provenir de la India, que fue, hasta el siglo XVIII, la única fuente conocida de estas piedras preciosas. Se creía que sólo podían encontrarse en las minas legendarias de Golconda, ciudad importante en el comercio de diamantes; las gemas vendidas allí provenían de diversas minas. En 1726 se descubrieron diamantes en Brasil, y en 1866 en Sudáfrica que es en la actualidad el productor principal de estas gemas. 9 DIAMANTES CÉLEBRES Algunos diamantes han llegado a ser históricos, sobre todo por su tamaño. El más grande de todos es el Cullinan, descubierto en la mina Premier de Sudáfrica en 1905, y que fue ofrecido a Eduardo VII por el gobierno de Transvaal. El Cullinan pesaba 3.106 quilates antes de ser cortado y según los cristalógrafos era un fragmento de exfoliación de una piedra mayor. Cuando se talló se produjeron 105 gemas con un peso total de 1.063 quilates. El mayor era una piedra con forma de gota llamada la Estrella de África que, con 530,2 quilates, es el diamante tallado más grande del mundo; en la actualidad está engastado en el cetro real británico. El diamante Vargas, encontrado en Brasil en 1938, pesaba 726,6 quilates en bruto; cuando se cortó en 1945, se obtuvieron 29 piedras con un peso total de 411 quilates. En 1934, un diamante con una masa similar, el Jonker, fue descubierto en un depósito aluvial cercano a la mina Premier, y es el más fino entre los grandes diamantes conocidos; se dividió en 12 gemas con pesos entre 125,35 y 5,3 quilates. En 1967 se encontró el diamante Lesotho, que pesaba sin cortar 601,25 quilates. El Gran Mogul, diamante tallado que supuestamente pesaba 240 quilates, ha desaparecido desde que el viajero francés Jean Baptiste Tavernier lo describiera en la India en 1665. Alguna autoridades creen que el diamante Koh-i-noor, que pesa 106,1 quilates y es una de las joyas de la Corona británica, es un trozo del Gran Mogul. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993--2008 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.