LA VIDA MINERAL.-
aDenominamos ser vivo a aquel que tiene la
característica de nacer, de crecer, de
reproducirse y de morir. En dicho ser
"vivo" existen estructuras ordenadas, funcionales y estables. Todas
estas propiedades las presenta con mejor o peor
calidad el mineral.
La vida no sólo brota en la tierra como reino vegetal y
animal, también de otra manera existe en los que llamamos seres inanimados. Ya
mucho antes de aparecer todo lo que tenemos, la tierra era un astro de magma
fundido. Se fue enfriando en su superficie produciendo una corteza dura donde
comenzaban a brotar los cuerpos sólidos,
diferenciados del líquido restante como
pequeños cristales multiformes. El vapor de agua se condensó en mares e
hizo correr sobre la solidez recién acaecida manantiales y ríos, mientras la vida orgánica iba naciendo y
completando el capítulo de la Creación. De todas las cualidades que presenta el
reino mineral es la forma geométrica la que más llama la atención al ser humano
ya que reproduce la idealización precisa de las rectas, los ángulos, las
superficies y los volúmenes. La pregunta es ésta: "¿Porqué la naturaleza ejecuta tan
diestramente un desarrollo geométrico?
La contestación requiere de la aparición de la teoría
atómica y molecular que ya intuyeron parcialmente los antiguos griegos. Esas
formas no son caprichos naturales sino repeticiones en el espacio de
incontables superposiciones de idénticas formas moleculares que van a
reproducir a escala gigante la del conglomerado atómico inicial, la semilla original. Aun recuerdo de mi
infancia cómo buscaba con anhelo los "Jacintos de Compostela",
variedad de cuarzo, que brotaban en las orillas de los ríos de lecho integrado por yeso. O aquellas
"torrecicas" prismas perfectos
de "aragonito", que se descubrían en determinados yacimientos
de "calcita". También los
hombres prehistóricos quedaron prendados por esas formas, e incluso el antiguo
Egipto acabó imitándolas en sus pirámides tetragonales sobresaliendo sobre la
arena, como el oro nativo, la mágica magnetita
o el durísimo diamante, que cristalizan en en la misma forma. Aquellos
idealistas creían en seres divinos que gustaban hacer y contemplar esas filigranas y dotarlas de características
espectaculares. . . Y como personas religiosas que eran naturalmente, parece que quisieron agradar a sus dioses de los cielos
con gigantescas pirámides (Keops, Kefren y Micerino), con enormes dibujos "geoglifos"
(líneas de Nazca), con enormes y bellos
templos por todo el mundo o incluso construyendo afiladas y altas catedrales
como en el medioevo europeo.
Pero volviendo al proceso de nacimiento del mineral es
preciso observar el proceso en la sustancia más abundante de la superficie de
la tierra: el agua. En un principio cuando todo era incandescente todo estaba
en forma de gas, de vapor que giraba al rededor del sol. Luego pasó a ser un
astro líquido y una vez enfriada la
corteza a parcialmente sólido. Después en los polos Norte y Sur comenzó a
enfriarse el agua hasta a hacerse
sólida. Esta fue su primera cristalización: el hielo. Las sustancias químicas
que habían salido de los volcanes se iban disolviendo en el agua y más tarde
depositando y cristalizando como numerosas especies minerales naciendo por todo
el globo en los lugares más dispares.. Si esas moléculas eran idénticas
comenzaban a juntarse y crecer por aposición construyendo cristales de todos los tamaños. Con
el tiempo, por movimientos sísmicos o por desgaste producidos por los fenómenos
atmosféricos esos minerales se volvían a fragmentar y por tanto a morir como
tales, transformándose y mezclándose con
otros componentes formando nuevas
rocas y por disgregación de éstas: simple arena. Tal es el proceso de la vida mineral, con la peculiaridad de que sus presencia ha sido propagada a diversos materiales u objetos requeridos para el progreso humano.La vida
vegetal, que parece comenzó en el mar influyó notablemente en la mineralogía.
Las algas y corales absorbían el anhídrido carbónico en exceso de la atmósfera
volcánica, lo asimilaban a carbonato cálcico y devolvían Oxígeno a dicha
atmósfera. facilitando la vida a otros seres aerobios por llegar. Todas las
calcitas y piedras calizas de la superficie terrestre tuvieron ese origen. A su
vez los bosques que rápidamente poblaron la tierra al morir iban dejando
residuos orgánicos en el subsuelo, detritos que con millones de años se
transformarían en petróleo o en carbones, otros elementos ínanimados de gran importancia para el
hombre, como después veremos.
El hombre prehistórico no sólo sabía apreciar la belleza de
los minerales, también sabía sacar utilidad de ellos. Así con los más duros
aprendió a fabricar instrumentos de corte, hachas o cuchillos de silex.
Descubrió cómo aprovechar las chispas que con sus roces se producían para crear
fuego y calentarse con residuos vegetales secos.. Con ellos incluso fabricaba
vistosos collares con que embellecerse. Entonces
el oro era abundante en forma de pepitas en determinados lugares y al ser blando permitía
un tallado fácil. Además las piedras de
colores parecían dotar a la persona de
extrañas cualidades. Por eso el hombre
amaba tanto sus instrumentos útiles como sus abalorios y los llevaba a todos los sitios consigo,
incluso a la tumba, donde nosotros los encontramos junto a sus huesos. El cobre
también era un metal que existía nativo tal cual. Era más útil que el oro
porque siendo también maleable era mucho más duro y abundante.
Más tarde el ser humano observó que se podían fundir los metales blandos
en potentes hogueras y darles la forma que se estimase conveniente. Conocía el
fuego y aprovechó más tarde el carbón piedra (antracita o el procedente de la
madera (lignito) para fundir el cobre y darle la forma apetecida. Más tarde
aprendió que agregando a la fundición el mineral "casiterita", fuente de estaño, se
obtenía un metal mucho más duro y resistente. Así, tras la época del cobre comenzó la edad del bronce, una nueva etapa
para la humanidad.
Continuando el uso del
del carbón, probó con éxito a
fundir oligisto, que, junto con
el hollín, le había servido para pintar
dentro de las cavernas y así obtuvo el hierro. Fueron los antiguos hititas los que
comenzaron a fabricar armas todavía más más fuertes, con este elemento al que quitaron su tendencia quebradiza con un enfriamiento rápido tras el calentamiento con carbón, y con este hierro tratado sorprendieron militarmente a sus
enemigos : los propios egipcios. que
sólo sabían utilizar el cobre.
Ya en la Europa medieval se perfeccionó el tratamiento del metal haciéndolo mucho más duro y elástico.. Había nacido el acero, una de los más apreciados frutos que nos
dan la metalurgia, hija de aquella mineralogía primitiva. Comenzó en la edad contemporánea a utilizarse
el acero para construcciones pesadas, puentes colgantes, vigas de resistencia,
etc, etc. Luego , agregando indicios de otros elementos obtenidos de otros
minerales como el tungsteno o el vanadio se han obtenido en la actualidad la mayoría
de los más duros instrumentos de corte que existen. y agregando níquel o cromo se ha obtenido que sea un metal inoxidable..
Cristales de la "mágica" magnetita
OTRAS APLICACIONES MINERALÓGICAS
A parte de la fundición y obtención citada de metales fueron
trascendentales para el desarrollo de la vida humana:
La fabricación del vidrio -
Contemplando la transparencia de algunos minerales como el
yeso o la mica cristalizados en láminas el hombre ideó colocarlas en pequeñas
aperturas de un recinto a través de las
que podría mirar sin que entrase el aire frío.. Siendo las láminas pequeñas
quedaba claro el reducido tamaño de las primitivas ventanas. Fue precisamente
la aplicación del calor procedente del carbón lo que permitió llegar a los 1400
grados de temperatura para poder fundir arena de sílice mezclada con algo de calcita y de sosa ( existente en yacimientos alcalinos de
procedencia volcánica por todo el mundo, de los que es en Africa famoso el lago
Natrium), y producir el vidrio fundido que tomaba la forma del
molde o crisol y se podía trabajar mientras estaba caliente al rojo, quedando
al enfriarse duro y transparente.
Otros cristales.- Nacimiento de la óptica
Se apreció en meticulosos estudios que la luz al atravesar dos cristales como la turmalina la luz pasaba o
no pasaba según que sus ejes ópticos coincidiesen o no. Se había descubierto la
luz polarizada. Algunos otros cristales
como la calcita (espato de Islandia) presentaban una doble refringencia dando
dos imágenes polarizadas en sentidos opuestos. Con estos cristales el hombre
aprendió los fenómenos de la óptica e incluso creó aparatos capaces de ver de
muy cerca: microscopios o muy lejos; telescopios, a la vez que aprendió a corregir
los defectos visuales congénitos (miopía) o adquiridos Hipermetropía) con
pequeñas lentes que asociaba a sus ojos como gafas..
Doble refringencia propia del Espato de Islandia
Se aprecia
el haz ordinario, continuación del pintado en el papel inferior y el
extraordinario que es paralelo a éste.
Ambos se hallan polarizados. Si eliminamos por reflexión interna a uno de los
dos haces obtendremos luz polarizada totalmente blanca. Esto lo consigue
hacer el polarímetro dotado con un prisma con tallado especial
llamado prisma de Nicol. Se utiliza actualmente para
calcular la concentración de glucosa o sacarosa en una bebida dulce por la
desviación del plano de polarización luminosa que producen todos los azúcares.
He ahí el interés que llega a tener el mineral de carbonato cálcico llamado
Espato de Islandia.
Descubrimiento de la electricidad
Máquina de Guericke (1672).
Con esta máquina una esfera de azufre pulido cargaba eléctricamente por rozamiento la mano de un observador, que después desprendía chispas o atraía papeles durante un cierto tiempo.
Ámbar, (Elektron de los griegos)
. También se interesó
Gilbert por la magnetita y por la brújula y predijo que la tierra en su
conjunto era un potente imán y que las agujas imantadas señalaban su campo
Norte y Sur. No llegó a conocer que
ambos fenómenos: electricidad y magnetismo se hallan íntimamente relacionados y
que un campo siempre induce al otro. Luego como una cascada de acontecimientos
en los siglos XVIII y XIX , tras meticulosos experimentos se desarrolló toda
una teoría sobre la electricidad y sus principales características. . Galvani,
Volta, Oersted, Ampère, Ohm, Siemens y
Faraday fueron con sus experimentos arrojando nuevos conocimientos y conceptos
claros sobre la electricidad. Ya bien entrado el siglo XX se comenzaron a
estudiar las propiedades de los cuerpos semiconductores, que no eran ni
transmisores de este fluido misterioso,
ni tampoco eran aislantes. Se descubrió que muchos cristales
minerales tenían esta propiedad y además
la de poder rectificar la corriente alterna. Recuerdo con nostalgia aquella "radio de galena"
(sulfuro de Plomo), o de Germanio, que
me construí siendo un chaval con la que oía, sin consumo alguno de
energía, algunas emisoras de radio
próximas a mi casa. Tomás Edisson había inventado la válvula termoiónica
rectificadora o "diodo" y no tardó en inventarse la amplificadora
como válvula "triodo". Allí donde se puede rectificar, sin duda, se podía amplificar. Pues igual ocurrió con
los "diodos minerales" que transformados con determinadas impurezas
también podían llegar a amplificar las
señales radioeléctricas. Había nacido el transistor. construido con una
pequeñísima oblea de silicio dopada de otros metales raros.. Estos elementos
mucho más económicos que las termoválvulas iónicas suponían además un ahorro
considerable en espacio y en consumo de energía. Se comenzaron a colocar
conjuntos de transistores incrustados en una pequeña placa con conexiones
pequeñísimas. Había nacido el circuito integrado gracias a las propiedades
eléctricas de ciertos cristales minerales. La electrónica no cesa de
perfeccionarse y en cualquiera de
nuestros ordenadores actuales encontramos centenas de miles de transistores
agrupados en circuitos impresos que nos permiten toda clase de lujos
funcionales.
Otra propiedad de gran importancia para el desarrollo
posterior de la técnica es el efecto piezoeléctrico propio del cristal de
Cuarzo..Cuando es sometido un cristal de este mineral a presión lateral
aparecen cargas eléctricas en su superficie. Muchos micrófonos, fonocaptores de
discos y sensores de peso o presión son
aplicaciones de este fenómeno..
Invento de la bombilla eléctrica.-
Tomas Edisson descubrió que el paso de la corriente
eléctrica por un filamento de carbón mineral producía calor y luz. Evitó se
oxidase con el oxígeno mediante vacío dentro de una ampolla de vidrio. Había
nacido la bombilla. Como duraba poco tiempo, buscó el elemento metálico de
mayor punto de fusión conocido que era el Tungsteno, obtenido del mineral
Wolframita, y lo aplicó al filamento, con el resultado grato de iluminación
potente del que hoy disponemos en todas nuestras viviendas. Luz clara sin olor
ni combustión alguna..
Utilización del Petróleo.-
En la Europa de la edad moderna comenzaron a usarse para
iluminación bujías alimentadas por un líquido negruzco que existía abandonado
en algunos rincones semidesérticos (petróleo).
Ya se habían inventados máquinas s destiladoras de vinos y aguardientes
con las que del petróleo se pudieron aislar
diversos componentes, desde aromátcos como las bencinas a pesados como
el alquitrán.. El talento inventor no tardó en plasmarse en el motor de explosión con gasolina que
superaba al conocido motor con carbón y vapor de agua. Hoy continua siendo el
petróleo la mayor energía útil de la
humanidad, siendo sus prospecciones petrolíferas del subsuelo una de las
mayores esperanzas de riqueza para cualquier nación..
Descubrimiento de la Radioactividad.-
Los físicos continuaron estudiando propiedades de toda clase
de mineral o tierra por raro que fuera. Casualmente alguien descubrió que las
películas fotográficas recién inventadas se velaban sin luz alguna si se
hallaban cerca de algunas piedras de
determinados minerales que portaban el elemento Uranio o el llamado Radio. A
esta propiedad se la denominó radioactividad natural. Tanto Estados Unidos como
Alemania antes de las segunda guerra mundial estudiaron la posibilidad de
utilizar dicha energía, concentrarla hasta dispararla súbitamente provocando
una reacción en cadena de enorme energía. Era necesario purificar una gran
cantidad de mineral rico en Uranio y eso requería una gran potencialidad
económica que Europa no poseía en ese momento, pero si la emergente
Norte-América. Fue este país el primero en construir la tristemente conocida
Bomba Atómica que arrasó dos ciudades japonesas dando fin al guerra que que
mantenía los EEUU de América frente al
Imperio del Sol naciente. Se trataba del atroz comienzo de la era atómica. Hoy
se utiliza la energía atómica con fines pacíficos para producir energía
eléctrica con un coste sensiblemente inferior que los medios convencionales por
saltos de agua o por combustión de carburantes, si bien tampoco los reactores
nucleares se hallan totalmente exentos de peligros en caso de catástrofes geofísicas e incluso terroristas.
El futuro de la energía atómica deberá pasar por la utilización del proceso de
Fusión de Hidrógeno en vez del conocido de la
fisión del Uranio, pues el resultado en vez de productos radioactivos
será simplemente agua, el primer y más abundante elemento cristalizable por
enfriamiento según decíamos al principio
de este tema..
Mineral de Uranio (Autunita) visto con luz normal y a la
derecha la misma muestra iluminada con
lámpara ultravioleta. Fuerte señal con
el contador Geiger. (ejemplares y fotos del autor)
Otras propiedades de los minerales.-
Los minerales se clasifican y reconocen por su dureza, es
decir: por la posibilidad de rayar o ser rayado por otros. Así se describe la
escala de Mohs de dureza entre 1 , el más blando (talco) y el diez el más duro
que es el diamante. Éste es una
cristalización muy compacta de carbono puro obtenida como cristalización a muy
fuertes presiones, por lo que sabemos se formó en las entrañas de la tierra
estando sometido tras enfriamiento a
gran presión. Otros elementos de dureza han sido casi todos los metales que se
han obtenido por fusión de sus correspondientes menas minerales. Así el hierro
procede del oligisto, , el cobre de la pirita, el estaño de la casiterita, la
plata de la argentita, el tungsteno de la wolframita etc, etc. Mención especial
sería el mercurio que se obtiene del cinabrio (minas de Almadén, Espña). Este metal
líquido de gran peso específico ha permitido a lo largo de los últimos siglos
valorar con exactitud dos parámetros muy importantes para el estudio físico: la
presión y la temperatura, mediante el barómetro y el termómetro.
Descubrimiento de la Vulcanización del Caucho.-
Cristales de azufre
El azufre dio una gran utilidad en química, en farmacia y
sobre todo en la síntesis de otro elemento que como el hierro, el carbón y el
cristal han revolucionado la historia del hombre. Me estoy refiriendo al
caucho, la goma, indispensable para la industria automovilística. El caucho se obtiene por vulcanización o
agregación de azufre pulverizado a altas temperaturas de la resina obtenida del árbol del caucho, "Ficus" procedente del Brasil y existente hoy en toda
Malasia, que es su principal productor..
Se consigue por la adición de este elemento su elasticidad y resistencia , necesarias para el calzado humano y para ruedas de vehículos.
La fibra de carbono y el Grafeno.-
El estudio del mineral grafito y sus características
moleculares ha conducido a dos grandes descubrimientos que han revolucionado y
transformarán sin duda aún más nuestras vidas.. Por un lado está el empleo de
la llamada fibra de carbono usada como material elástico, a la vez que fuerte y conseguido por la NASA para naves
espaciales. Hoy es utilizado como barras
en la construcción de mástiles ligeros para barcos de vela, e igualmente para
la construcción de determinados chasis
por ser más ligero y resistente que los metales... El segundo descubrimiento es
el llamado "Grafeno" mucho más portentoso material, formado también
por otra cristalización bidimensional del carbono, pero en panal de abeja, estructura bidimensional
hexagonal , que tiene una dureza muy
superior a la del diamante, 200 veces la del acero, es transparente y además
posee propiedades electro-ópticas que pueden revolucionar la técnica venidera..
Su obtención supuso el premio Nóbel del
años 2010 para los físicos Geim y Novoselov y sin duda podrá llegar a marcar un
antes y un después en los materiales muy duros.
Para más información sobre el Grafeno visitar :
http://es.wikipedia.org/wiki/Grafeno
Clasificación química de los minerales.-
Para su estudio es usual clasificar a todos los más de 2000
minerales conocidos por su estructura química , más que por sus propiedades
cristalográficas que esquemáticamente exponemos. Así es usual hacerlo en
cualquier libro de mineralogía de la siguiente manera::
1- Elementos,
2 - Sulfuros ,
3 - Sales Halógenas,
4 -Oxidos e hidróxidos ,
5 -Nitratos, Carbonatos y Boratos ,
6.- Sulfatos, Cromatos,
Molibdanatos y Wolframatos ,
7- Fosfatos, Arseniatos, Vanadatos,,
8.- Silicatos
9.- Residuos Fósiles y derivados: Ambar, Petróleo, Gas
natural
10.- Meteoritos de muy diversas composiciones
Clasificación química de los más importantes minerales. A la derecha
esquemas cristalográficos de los siete modelos de simetrías posibles.
Algunas muestras de bonitos cristales minerales.-
Cristal de fluorita Macla de esmeraldas
Cristales de: leucita con dos bellas incrustaciones de melanita y magnetita Cristales de calcita
Maclas de cristales de Cuarzo (España) (ejemplares y fotos del autor)
Meterorito ferruginoso encontrado por el autor en una montaña.de Alicante. Cristalizaciones de
Pirita pentágono-dodecaédrica y rómbica
(ejemplares y fotos del autor)
Apéndice:
Síntesis artificial
de gemas.
Hoy día la síntesis química consigue lograr muchas piedras
que antiguamente sólo estaban al alcance de personas muy ricas. Tal es el caso
del rubí. Se venden "rubís
naturales" en Birmania, que
en realidad son sintéticos por un precio que no les corresponde. Igual puede
ocurrir con las esmeraldas. No obstante existen características microscópicas
que aún pueden diferenciar las piedras naturales de las sintéticas. Las
primeras suelen tener impurezas muy típicas y las segundas que están
conseguidas muchas veces a soplete de una masa fundente presentan pequeñas
burbujas de aire.
El diamante ha sido sintetizado con carbono fundido a grandes
presiones pero tan sólo, al parecer, se han conseguido cristales muy pequeños
del tamaño de una punta de lápiz y se ha hecho tan sólo con intención de uso
industrial para no interferir en el comercio internacional de esta joya.. ¿?
Utilización de minerales con intención curativa.
Aparte de el uso curativo imaginario que se ha dado siempre a ciertas gemas desde la remota antigüedad hasta nuestros días hay que destacar el uso del carbón como absorbente de tóxicos ingeridos, el uso de aguas ferruginosas en balnearios para curar la anemia, el uso de arcillas depurativas y hasta de elementos tóxicos como el rejalgar, muy rico en arsénico , que cuenta la historia se utilizaba en cortes europeas medievales para inmunizarse contra la ingestión del mismo veneno., muy en uso en aquella época. Los arseniatos también se han usado para tratar la sífilis, los sulfatos como laxantes y los boratos para tratar quemaduras radioactivas. Así fueron usados en la Bomba atómica de Hiroshima por su poder antiséptico.
Habría que mencionar finalmente el uso del Radio, aislado por primera vez por los esposos Curie y utilizado posteriormente en agujas para la curación del cáncer.
Epicuro
Octubre 2011
