jueves, 4 de abril de 2013

QUE ES UN MINERAL -- SU NATURALEZA


LA NATURALEZA DE LAS ESPECIES MINERALOGICAS


Composición química y estructura cristalina. 








Para comprender adecuadamente qué es una especie mineral, es preciso considerar el mundo de los átomos: es indispensable, de hecho, especificar cuáles son los átomos que componen una determinada especie, y para hacer esto es preciso un análisis químico. 

Pero no es suficiente: de hecho, los mismos átomos, si se unen entre ellos de distintos modos, dan lugar a sustancias diversas.

Por ejemplo, existen numerosos silicatos de magnesio, de aluminio, de calcio, etc., que se diferencian entre ellos por las distintas proporciones de sus varios componentes o bien por su diferente estructura. 
No es infrecuente el caso en el que se tienen estructuras diferentes para sustancias exactamente con la misma composición química: un ejemplo clásico es el del diamante y el grafito, constituidos únicamente por carbono, pero con unos enlaces de átomos muy distintos en ambos casos. 







También las propiedades físicas, que dependen del modo en que están relacionados los átomos, pueden variar sensiblemente: piénsese precisamente en estos dos minerales, uno de los cuales es muy duro y transparente, mientras que el otro es blando y opaco.
Existen casos en los que en la naturaleza aparecen incluso tres formas distintas con la misma composición química. 







Por ejemplo, el bióxido de titanio, Ti O2, forma tres magníficos minerales: el rutilo, la anatasa y la brookita, todos ellos en espléndidos cristales, pero de forma y estructura completamente distinta.




Rutilo

Anatasa

Brookita



Por tanto, y resumiendo, la composición química y la estructura cristalina son dos puntos fundamentales para caracterizar una determinada especie mineral. Por ejemplo, la adamita, arseniato de zinc, no está casi nunca pura; de hecho, algunos átomos de zinc a veces se sustituyen por átomos de cobre o bien, aunque más raramente, de cobalto. 
En el primer caso la adamita, que por regla general cuando es pura es incolora, y en otros casos ligeramente amarillenta, se presenta con un bello color azul más o menos intenso, según la cantidad de cobre que contenga, mientras que en el caso en que contiene cobalto el mineral es rosado e incluso rojo. 

Se tienen, por tanto, dos variedades distintas: la primera, llamada cuproadamita (del latin "cuprum" o "aes cyprium", que quiere decir precisamente cobre), la segunda, llamada cobaltoadamita. 




Adamita

Adamita



La sustitución del zinc por parte del cobre y del cobalto es solamente parcial, de hecho, si el contenido de cobre supera al de zinc, el mineral estará adscrito a una especie distinta, la olivinita, mientras que todavía no se ha encontrado en la naturaleza un mineral de este tipo con prevalencia de cobalto (si se encontrase tendría derecho a ser considerado como una nueva especie y a ser llamado con un nombre escogido por el descubridor).


EL NÚMERO DE ESPECIES

Otras variedades dependen por el contrario de su carácter cristalino o del tipo particular de crecimiento conjunto de los cristales: se ha dicho, sin embargo, que por regla general estas diferenciaciones son residuos de una vieja tradición, puesto que ahora los investigadores son bastante reacios a multiplicar los nombres de los minerales, por lo que se limita en la mayor medida posible a dar nuevos nombres a una sola especie. 







El número de estas ha crecido sensiblemente respecto a años pasados, de 1.500-2.000 a cerca de 3.000-4.000.
Precisamente por esto, difícilmente una colección privada posee más de 1.500 especies en ejemplares de completa autenticidad, y quien alardee de poseer más, raras veces encuentra crédito en ambientes cualificados. 
De hecho, las especies minerales fácilmente obtenibles son sólo algunos centenares y cuando se supera cierto número, 600-700, es extremadamente difícil obtener muestras significativas. 

No debemos de olvidar de hecho, que muchas especies se han encontrado en muy pocos lugares o incluso en una única localidad.







Los ejemplares excepcionales. 

Sucede algunas veces que nos encontramos con interesantes re-descubrimientos que permiten que un mineral rarísimo y destacado, por ser único o casi único pasa a ser menos raro, y por lo menos potencialmente adquirible por un coleccionista medio. 
Un célebre caso es el de la legrandita, un arseniato de zinc que se encontró en 1932 en México, por un tal Legrand, bajo forma de única muestra. 




Legrandita



Sólo en los años cincuenta comenzaron a encontrarse nuevos ejemplares en pequeñas cantidades en Mapimi en el mismo estado mejicano de Durango. 
Algunos de estos ejemplares son de tal belleza que permiten considerar a la legrandita como una de las especies más deseadas por sus valores estéticos. 

Los cristales son de color amarillo intenso, y se presentan como manojos sobre una matriz oscura de limonita.

Más próximo a nosotros es el caso de la bazita. 
Esta especie fue descubierta por primera vez en 1.915, dentro de un conjunto de minerales en Baveno, por José Calvello, un apasionado coleccionista de Milán que trabajaba para el Instituto Mineralógico Italiano, una sociedad que se dedicaba a la venta de minerales a coleccionistas y museos comercializando los mejores ejemplares, que por aquel entonces se podían encontrar en Italia. 




Bazita



Entre los muchos ejemplares se encontraron algunos fragmentos de una gran geoda, en la que se podían observar cristales azules. 
El profesor Artini, famoso investigador milanes, los estudió y descubrió que se trataba de un mineral nuevo que contenía un metal rarísimo, el escandio; el análisis micro-químico determinó la existencia de este mineral que aún hoy se puede considerar como legendario. Durante algunos años los escasos cristales de bazita fueron únicos en el mundo; más adelante se descubrió en algunas localidades suizas (sobre todo en Val Strem, en los Griñones, y también en la zona de Furka-Grimsel) se obtenían también excelentes cristales, a veces incluso mejores que los de Baveno. 




Escandio



En los años sesenta un cierto número de buenos ejemplares de bazita se encontraron también en la ex-Unión Soviética por lo que esta especie ya se encuentra presente en un buen número de  colecciones (Kazakhstan), (los ejemplares de Baveno, de autenticidad demostrada siguen siendo, sin embargo, muy pocos).


LA RAREZA Y LA ABUNDANCIA DE LOS ELEMENTOS

En la naturaleza observamos que unos metales son comunes mientras que otros son raros o incluso rarísimos. 
Los ejemplos de este hecho son numerosos y no se puede, desde luego, comparar el hierro con la plata o el platino y el radio, que son mucho más raros. 
Estas consideraciones evidentes no se aplican sólo a los metales, sino en general a todos los elementos: por ejemplo, el oxígeno, que no es un metal, es muy abundante en la atmósfera, siendo uno de sus principales componentes (21 % aproximadamente). 







Se encuentra también muchísimo oxigeno combinado químicamente con el agua del mar, y también en las rocas como constituyente fundamental de los silicatos, que de las rocas configuran la parte más preponderante. Por el contrario, otros cuerpos no metálicos, como el bromo, iodo, y sobre todo, alguno de los gases nobles (neon, kripton y xenon), son verdaderamente raros. 

Es evidente que para cada elemento químico existe una rareza mayor o menor, a menudo muy distinta entre uno y otro. 
A menudo la rareza determina el valor de varios elementos; como es sabido, el oro y sus compuestos cuesta mucho más que el hierro y sus compuestos, y también el iodo y sus derivados tienen un valor mayor que el cloro y el oxígeno. 







Esto no siempre es cierto; por ejemplo, el escandio y sus compuestos son muy costosos, si bien en las rocas de la costra terrestre es diez veces más abundante que el estaño o el arsénico, que tienen un precio modesto. Análogamente el titanio considerado generalmente como un metal raro de precio elevado, resulta ochenta veces más abundante que el cobre, cuyo precio es más accesible.


FACTORES DE VALOR DE LOS ELEMENTOS

¿Cuáles son entonces los factores que determinan el valor de un metal? 
En efecto, es cierto que la rareza cuenta, pensemos, por ejemplo, en los metales preciosos, que son verdaderamente raros en la naturaleza. 
Sin embargo, no es sólo la rareza de un metal la que define el precio, sino también el costo de extracción u obtención de su estado puro. 







Por ejemplo, el titanio da raras veces yacimientos de interés comercial, mientras que es abundante en las rocas en cantidades modestas de las cuales es difícil obtenerlo a escala industrial. 

La misma reducción después, y por tanto, la obtención de metales de los óxidos, se presenta técnicamente más difícil y sin lugar a duda costosa. 

Hace algún tiempo este problema se tenía también para el aluminio, que era el metal más abundante de la costra terrestre, y se recuerda en el siglo XIX que los objetos de aluminio eran tan caros, que el Emperador Napoleón III alardeaba que su servicio de mesa estaba todo hecho con este metal. 

A continuación se encontraron procesos industriales adecuados que han hecho de este metal que sea de bajo precio y de uso muy común, por el contrario, estas dificultades técnicas no se han resuelto todavía bien para el titanio. 

Análogamente para el escandio o el germanio se encuentran dispersos en numerosos minerales comunes de las rocas, pero en cantidades tan bajas que hacen muy costosa su extracción. 
Por el contrario, elementos como el cobre, la plata, el plomo, el mercurio, se encuentran en la naturaleza considerablemente enriquecidos en las vetas de yacimientos metalíferos como en concentraciones notables de estos metales, en minerales propios







LAS IMPLICACIONES METALÚRGICAS

Las dificultades de la metalurgia para estos últimos elementos son modestas, dado que es muy fácil la obtención de los metales de los óxidos y de los sulfuros correspondientes. 
No es por casualidad que estos metales han sido los primeros en ser descubiertos y utilizados por el hombre. A veces, sin embargo, la pureza puede presentar un problema bastante serio. 

De hecho son conocidas las propiedades eléctricas, mecánicas y de resistencia a la corrosión de diversos metales que son sensiblemente distintas según su pureza. 
Por ejemplo, el cobre, que debe ser utilizado como conductor eléctrico, de resultados netamente mejores si es muy puro, porque su conductividad llega a ser menos alta en el metal menos puro. 

Para este fin se usa el método de la conducción electrolítica, que tiene la ventaja de recuperar impurezas también notables (plata, oro, selenio, teluro, etc.). 




Teluro



En otros casos, como para el silicio o el germanio, que deben ser usados en los semiconductores, es necesario absolutamente alcanzar purezas muy costosas porque se recurre a métodos de refinación por zonas para los lingotes de metal. 
Dado que, sobre todo, el silicio es sensible a la acción del aire y de muchos agentes químicos, estas operaciones se efectúan en atmósferas de gas inerte (argón). 

Se ve así que también un elemento muy común, como es de hecho el silicio, puede convertirse en costoso si se refiere a materiales de pureza muy elevada.




Zincita



Fernando Gatto
Kaia Joyas Uruguay

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