Locos por la Geología

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Les dejo hoy un video con las piedras preciosas más caras del mundo. Sobre temas como qué es el quilate, formas de tallado, escalas de valoración, y descripción de algunas gemas, ya he subido mucho material en el blog en la categoría Gemología, precisamente, que les invito a visitar. Sobre estas otras piedras más raras, ya escribiré posts con mucho más detalle. Hoy sólo un avance para entretenerse y elegir regalos de Navidad ;D

Nos volvemos a ver el lunes con un post de mi cosecha. ¡Felices Fiestas! Graciela.

En un post anterior, ya hemos hablado de algunas gemas de las que se realizan imitaciones, tratamientos y/o reconstrucciones. Hoy veremos que existen también piedras preciosas de generación artificial, a las que se conoce como sintéticas, pero cuya producción es totalmente legal, mientras se exprese ese origen, y que también alcanzan buen precio en el mercado, más allá de que esté muy por debajo del de una piedra natural.

¿Cuándo comienzan los intentos de obtener artificialmente piedras preciosas?

Ya en los albores de la historia, la fascinación por la belleza de las piedras preciosas condujo a intentar obtenerlas de manera artificial, para paliar su escasez y las dificultades de su extracción en la naturaleza.

Esos primeros intentos fueron tan ingenuos como suponer que si se las enterraba, ellas darían frutos como los vegetales, o se multiplicarían sin salir a la superficie, pero generando «yacimientos» someros y bien localizados.

La época de los alquimistas se recuerda sobre todo por la búsqueda de la piedra filosofal que además de dotar de inmortalidad a quien la portara, convertiría cualquier metal en oro. No obstante, también era intensa la búsqueda de métodos para generar piedras preciosas de manera artificial. Huelga decir que ambos intentos fueron infructuosos, pese a lo cual, mantuvieron el interés en el tema, y abrieron el camino al posterior conocimiento de la química.

La dificultad real para los alquimistas era el desconocimiento de los procesos naturales que generan determinados minerales. Mucho más adelante, cuando los avances de la Geología, la Petrología y la Mineralogía lo propiciaron, comenzaron a verse resultados promisorios.

¿Cuáles fueron los primeros resultados favorables?

Recién en la segunda mitad del S. XIX, y en Francia, Marc Gaudin inauguró los primeros intentos basados en el conocimiento científico, que si bien no fueron exitosos, sirvieron de antecedentes para que hacia 1880, los investigadores. también franceses, Edmund Fremy y Frei, obtuvieran por primera vez rubíes sintetizados en laboratorio.

Esas primeras gemas eran solamente láminas muy delgadas, y su uso se centró en la fabricación de relojes que podían aprovecharlas así.

Fue recién en la última década de ese siglo, que un discípulo de Frémy, llamado August de Verneuil, alcanzó el éxito, logrando rubíes que prácticamente no se distinguían de los naturales.

Debido a que Verneuil recién publicó sus resultados en 1897, ése es el año que se toma como el punto de partida de la industria de las piedras sintéticas. En 1907 llegaron a comercializarse 5.000.000 de quilates de rubíes obtenidos por el método de Verneuil.

¿Qué métodos se desarrollaron?

En general, los métodos parten de materiales fundidos de composición semejante a la piedra que se desea obtener, y que se hacen enfriar lentamente, de modo que los cristales resultantes vayan creciendo tan armónicamente como sea posible.

Existen, sin embargo, otras técnicas y numerosas variantes, e importantes diferencias según cuál sea el material a imitar.

A veces se usan soluciones o vapores, o irradiaciones, o se incorporan fundentes que hacen bajar el punto de fusión de la mezcla, para acelerar el enfriamiento, o para modificar el aspecto, tamaño o color de la piedra resultante.

Puede decirse que ya existen muchos métodos que se van perfeccionando día a día y que son celosamente custodiados por las empresas productoras.

¿Cuáles son las piedras sintéticas que hoy se producen?

Sobre los diamantes prepararé más adelante un post específico, pero sobre las demás piedras puede decirse que casi todas las más empleadas en joyería pueden obtenerse como sintéticas hoy en día. Pero se fabrican en especies de lingotes, o masas voluminosas que luego deben fragmentarse para su venta, y cuya belleza dependerá en gran medida de la forma de corte y tallado, a diferencia de las naturales que presentan desde su génesis el facetado que corresponde a su sistema cristalino.

¿Pueden distinguirse las piedras sintéticas de las naturales?

Lo primero que debe decirse es que su venta es absolutamente legal, siempre que no se engañe al comprador pretendiendo hacerle creer que son naturales, es decir muchísimo más caras.

Para eso suele usarse el artilugio de colocar el nombre de la piedra entre comillas, con lo cual, el cliente mínimamente informado sabe que una «alejandrita» es sintética, mientras una alejandrita no lo es. O en determinadas gemas, también se alerta a través del agregado de la palabra «oriental». Un topacio oriental no es un topacio natural; puede ser artificial o puede ser otro mineral parecido que ha sido manipulado para cambiarle alguna propiedad en particular para asimilarlo más a la gema natural .

Existen también pequeños detalles que no son imitables por las piedras industriales, como la presencia de inclusiones características, de las que hablaremos alguna vez; y que dicen claramente que el mineral procede de un yacimiento natural.

En el caso de los rubíes sintetizados según el método de Verneuil, quedan claras líneas de crecimiento concéntricas que se pueden ver con una lupa. Y para quien tiene una larga experiencia, un detalle que pasa desapercibido la mayor parte de las veces, es su tacto algo más cálido que el de la piedra preciosa natural, que es marcadamente frío.

Y por supuesto, la exploración por un experto munido del instrumental óptico necesario, siempre delata las imposturas. Pero suma un costo, ya que el asesoramiento no suele ser gratuito.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es del Flickr de Dayanacba, y en realidad es de piedras naturales, pero no tengo fotos de minerales sintéticos para subir.

Ya con anterioridad he venido subiendo numerosos posts relacionados con los diamantes de una manera u otra, y se me ocurre que, dado el interés que todos esos temas despertaron, no sería mala idea hablar un poco de la historia y evolución de la explotación económica de esa gema.

¿Desde cuándo es apreciado el diamante?

Pese a algunos desacuerdos en los aspectos temporales, prácticamente todos los investigadores atribuyen el descubrimiento a la cultura de la India, que sigue siendo aún hoy un importante productor de la gema.

Algunos historiadores gemológicos afirman que el primer descubrimiento de diamantes se sitúa entre los años 2500 y 1700 A.C. .Habrían sido los dravidianos (etnia hindú) quienes en la Edad del Bronce de Europa y Cercano Oriente apreciaban ya ese mineral. Según otras fuentes, el descubrimiento ocurrió bastante más tarde, en las cercanías del año 1000 A.C.

No obstante, es sólo entre los años 400 y 300 A.C., que se encuentran los primeros textos sánscritos son alusión expresa a los diamantes.
En el texto Arthashastra se mencionan los diamantes como moneda o medio de cambio. En el Ratnapariksa, ya hay una descripción sistemática para clasificar la calidad y las características del diamante.

¿Dónde comenzó la primera explotación económica de diamantes?

En consonancia con lo ya expresado, al menos a lo largo de dos mil años, el único proveedor mundial de diamantes fue la India, con producción mayormente procedente de los yacimientos aluviales de Kalimantan en Borneo, que se habrían comenzado a explotar en el siglo VII, y que por muchos siglos sólo se comercializaban en la región.

Esta situación se mantuvo hasta el descubrimiento de diamantes en Brasil en 1725.

¿Cómo evolucionó luego esa actividad?

Con posterioridad, ya en 1866 se produjeron nuevos hallazgos en Sudáfrica, estableciéndose que esas gemas son traídas a la superficie por las rocas ígneas conocidas como “kimberlitas”, en homenaje a la ciudad de Kimberley, donde las mencionadas rocas se descubrieron.

Obviamente no toda la producción es de calidad gema, ya que hay también una parte importante que se considera como diamante industrial o borg, muy empleado en abrasivos entre otras cosas.

Notablemente los países que más diamantes de calidad gema consumen, no tienen producción propia de importancia. Los principales consumidores de joyas con diamantes son los Estados Unidos, cuyo consumo supera el 40% del total comercializado. Otro 40% se vende entre India, China, la Unión Europea, Japón, Hong Kong y Oriente Medio. Sólo el resto se compra en el resto del mundo.

¿Cuáles son hoy los principales productores del mundo?

Luego de los hallazgos en Sudáfrica se fueron produciendo otros en los países cercanos, y ya desde 1870, la mayoría de los diamantes de calidad gema del mundo se extraen en el continente africano.

De acuerdo a estadísticas recientes son sólo siete los principales productores de diamantes, a saber: Rusia, Botsuana, Canadá, Angola, Sudáfrica, la República Democrática del Congo y Namibia, con una producción de más de un millón de quilates al año.

Productores que no alcanzan esa cifra son: Australia, Ghana, Guinea, Guyana, Lesotho, Sierra Leona y Zimbabue.

En Rusia se explotan desde el siglo XVIII, aunque el rendimiento se hizo realmente importante a partir de 1957, con extracciones en la kimberlita de Mir y los placeres adyacentes.

Botsuana compite con Rusia por el primer puesto mundial en la explotación diamantífera, principalmente porque proporcionalmente rinde valores muy elevados de piedras grandes y de alta calidad. Este país puede arrogarse además el mérito de ser uno de los primeros en valerse del relevamiento de minerales indicadores para encontrar rocas portadoras de diamantes. Si bien es el segundo productor si se considera el peso, cuando se considera el valor monetario es el primero por la calidad que mencioné más arriba.

Canadá rindió una gran sorpresa cuando los geólogos, Chuck Fipke y Stewart Blusson, encontraron en 1991 pruebas científicas de la existencia de kimberlita portadora de diamantes a unos 320 kilómetros al norte de Yellowknife, en los Territorios del Noroeste, que por su clima hacen difícil la explotación. No obstante, la política de compatibilización entre rendimiento económico y cuidado del ambiente y salarios y condiciones dignas para los trabajadores, han hecho que en muchos países sean los diamantes preferidos por el público comprador. Esa estrategia de marketing y el compromiso ambiental empresario se refleja en los certificados que- incluyendo símbolos como la hoja de arce, o el oso polar- garantizan la procedencia canadiense de los diamantes y las joyas que con ellos se fabrican.

Angola comenzó su producción hace más de 100 años, cuando todavía era una colonia portuguesa. La explotación es sobre yacimientos aluviales, que al bajar los costos aumentan la rentabilidad.

Sudáfrica marcó el inicio de la transición desde explotaciones artesanales a la industria moderna del diamante, lo que la colocó liderando el mercado entre 1870 y 1920, cuando el auge en el Congo, la superó.

Hoy Sudáfrica sigue produciendo diamantes a partir de yacimientos aluviales sobre todo a lo largo de la costa; y de kimberlitas en el interior del país.

Namibia comenzó la extracción en 1908, cuando un trabajador ferroviario encontró un pequeño ejemplar en la arena del desierto. Los yacimientos de origen aluvial llegaron hasta la costa y aún más allá, y en consecuencia se desarrollaron métodos para extraerlos del fondo del mar. Hoy se extraen en la plataforma exclusiva de Namibia, en aguas de más de 140 metros de profundidad. Namibia es así el principal minero submarino del mundo, con diamantes de calidad excepcional.

Australia entró en producción comercial en 1981 y se convirtió rápida pero fugazmente en el primer productor de diamantes de calidad gema. El rápido agotamiento de los depósitos antes explotados hizo que la mayor producción se centrara en la mina subterránea de Argyle en Australia Occidental, a partir de 2013, sucesora y continuación de la mina a cielo abierto de Argyle que estaba en producción desde 1983.

Ya fuera de los principales productores cabe agregar un dato interesante. Estados Unidos pese a ser el mayor consumidor de diamantes de calidad gema, carece de producción minera comercial, ya que el único lugar en donde hay diamantes de calidad para joyería es el Parque Estatal del Cráter de los Diamantes en Arkansas. Allí los turistas pueden pagar una pequeña cuota para buscar y conservar los diamantes que encuentren.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

P.S.: La imagen que ilustra el post es de este sitio.

Este post es continuación del de la semana pasada, de modo que deberían empezar por leerlo antes de internarse en el de hoy.

El lunes pasado respondí las siguientes preguntas:

¿Cómo se inició la búsqueda de métodos para generar piedras preciosas artificiales?

¿Cuándo comenzó la verdadera producción industrial de rubíes?

¿Cómo es el método de obtención?

A partir de este punto continuamos con las nuevas preguntas.

¿Cómo comienzan los intentos científicos para producir diamantes artificiales?

Dos acontecimientos, alejados en tiempo y lugar, dieron impulso a la inquietud de algunos investigadores por adentrarse en ese campo de acción. En 1880 cayó un meteorito en Siberia, y entre sus restos se encontraron diamantes. Hallazgo similar ocurrió en otro meteorito que cayó en Arizona en 1893.

Las especulaciones de los estudiosos generaron dos hipótesis diferentes. Urey y sus seguidores especulaban con el hecho de que los diamantes se habrían formado en la corteza del cuerpo planetario del que el meteorito se había desprendido.

Por el contrario, Ninger atribuía su generación al efecto del choque con la superficie de la Tierra. Desde allí surgió la idea de experimentar con ondas de choque para producir diamantes. Si bien esto no implica la imposibilidad de otras formas de generación (ley de equifinalidad), el éxito de estos experimentos afirmó la segunda de las teorías y abrió el campo para intentar la fabricación artificial de los diamantes.

¿Cuándo se obtuvieron los primeros diamantes artificiales, y a través de qué método?

Los primeros diamantes eran de tipo industrial, vale decir que no tenían la calidad ni el tamaño como para ser considerados en la joyería, sino que se los utilizaba en aparatos de corte, y como abrasivos, y fueron presentados por la Compañía General de Electricidad de Suecia en 1953 y por General Electric en 1955.

Se unieron luego la empresa Union Carbide y otras, pero sólo en 1970, la General Electric pudo anunciar por fin que se había obtenido diamantes artificiales de calidad gema.

Desde 2018, la mayor productora de diamantes naturales, De Beers Consolidated Mines, se ha incorporado también a la industria del diamante sintético, pese a su gran resistencia inicial.

El método original consistía en fundir Carbono (no lo confundan por favor con el carbón de los asados, estamos hablando del elemento químico) a altísimas presiones (del orden de 900.000 a un millón de atmósferas) y temperaturas, para permitirle luego un lento enfriamiento que generara cristales bien formados. Sucesivos agregados al método permitieron bajar las temperaturas y presiones requeridas, al añadir catalizadores como el tantalio.

¿Hay otros métodos?

El método de altas presiones y temperaturas conocido como HPHT por sus siglas en inglés, es todavía el preferido por su costo relativamente bajo; pero existen también los métodos de deposición de vapor químico (CVD), el de generación por ondas de choque, que incluye detonaciones y el de tratamiento de soluciones de grafito con ultrasonido.

¿Cómo es hoy la producción mundial de diamantes sintéticos?

Actualmente la producción de diamantes sintéticos más floreciente es la de China, que logra generar cada mes entre 160.000 y 200.000 quilates de diamante artificial, aunque no toda esa producción se destina a la joyería, sino que en su mayor parte se trata de diamantes para uso industrial.

¿Qué se puede agregar?

Una importante novedad es la creación de la Fundación Diamond Foundry, que crea diamantes sintéticos a partir de un diamante madre, originario de Canadá. Desde ese núcleo de crecimiento y aplicando un reactor de plasma que alcanza temperaturas tan altas como 5.500°C, se obtienen diamantes gema.

Esta fundación tiene como objetivo producir diamantes que no causen conflictos armados como los que Leonardo di Caprio escenificó en la cruenta película “ Diamantes de Sangre”. Como nota de color, digamos que ese actor, precisamente es uno de los que más apoyan la fundación desde que su papel protagónico lo puso en contacto con la terrible realidad.

Esta metodología ha dado nacimiento a una nueva industria con diamantes hasta 30% más baratos que los naturales, y que intenta ser más amigable con el ambiente, utilizando como fuentes energéticas las solares e hídricas en la medida de lo posible, ya que se consume gran cantidad de energía.

 Estos diamantes son certificados por el Instituto Gemológico de Estados Unidos (Gia) y llevan una marca producida con láser, con la frase “Genesis Created”. Su lema es “Un diamante es un diamante”.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

La imagen que ilustra el post es de este sitio.

Hace ya un tiempo, les presenté un post con diversos métodos para imitar, generar, modificar o aumentar el valor de gemas. Por supuesto no se trata de verdaderos minerales cuando son de origen sintético, pero sí son aceptados por la joyería, de modo que me pareció interesante contarles algunas cositas, que caen fuera del campo estricto de la Mineralogía, pero la rozan a través de su pariente, la Gemología.

¿Cómo se inició la búsqueda de métodos para generar piedras preciosas artificiales?

Los primeros intentos sólo son hoy notas de color, porque fueron muy ingenuos, tales como enterrar diamantes con la esperanza de que crecieran plantas con ellos como frutos.

Ya en la Edad Media, los alquimistas no sólo intentaban producir oro, sino también gemas, pero lógicamente, al partir desde el desconocimiento de la génesis, todos sus esfuerzos fueron infructuosos.

Los primeros intentos con base en el conocimiento datan  del S XIX, y no se dirigieron en primera instancia a los diamantes de modo particular, sino que buscaban sintetizar cualquier piedra preciosa, y los primeros logros fueron obtenidos por los franceses Freming y Frei, que lograron corindones como los rubíes, pero de tan pequeño tamaño que sólo pudieron aplicarse en relojería.

¿Cuándo comenzó la verdadera producción industrial de rubíes?

El año 1897 se considera como el puntapié inicial en esta producción, porque es el año en que Verneuille, discípulo y ayudante de Freming y Frei, publicó los resultados obtenidos en sus experimentos de fusión a la llama. Ya una década más tarde, en 1907, se llegaron a producir 5.000.000 de quilates de rubíes por este método.

¿Cómo es el método de obtención?

El sistema inicial y básico admite algunas variantes que ya mencionaré, pero todas comparten el mismo principio, en que se parte de una sustancia de composición química semejante a la gema que se desea obtener. Esa masa fundida se deja caer sobre varillas de porcelana que producen su rápido enfriamiento en forma de bolitas, de unos 20 mm de diámetro, y a lo largo de varillas de hasta 65 a 70 mm. Más tarde se obtuvieron con tamaños de hasta 2,5 cm de diámetro y 30 cm de longitud. Esas bolitas debían luego partirse para eliminar sus tensiones internas y para obtener el tallado requerido para su comercialización.

Por cierto, nada de esto debe intentarse artesanalmente porque lo que parece una receta sencilla, requiere en realidad altísimas temperaturas y condiciones definidas muy estrictas, pero que no son de dominio público.

Las variantes que se aplicaron más tarde fueron el fundido en crisoles de platino o iridio, que podía hacerse en horno o por aplicación de electrodos que funden la mezcla inicial aplicando radiofrecuencia. Este método se conoce como fundido calavera.

La otra variante implica el uso de fundentes que permiten hacer descender la temperatura de fusión de la mezcla de los elementos de partida, para acelerar el proceso y ahorrar energía, por requerir calentamiento menos intenso. Los fundentes incluyen elementos como fluoruro u óxido de plomo, y óxido de litio. Con este método de fundentes pueden obtenerse también esmeraldas de baja calidad.

Creo que por hoy tienen bastante, para conocer las respuestas a las preguntas que les incluyo abajo, deberán volver el próximo lunes.

¿Cuándo se obtuvieron los primeros diamantes artificiales, y a través de qué método?

¿Hay otros métodos?

¿Cómo es hoy la producción mundial de diamantes sintéticos?

¿Qué se puede agregar?

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.

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