Chatham y la Fábrica de Esmeraldas

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Teresa Castellanos Roldán
hace 6 años
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1 Chatham y la Fábrica de Esmeraldas Desde tiempos inmemoriales la humanidad ha vivido fascinada por la idiosincrasia de una serie de materiales geológicos cuya belleza, rareza, brillo o transparencia sobresalían sobre los demás. Fueron denominados piedras preciosas, atesoradas por reyes como símbolo de poder e imbuidas de tal halo de trascendencia que aún hoy su posesión es causa de guerras. Los alquimistas pasaron siglos intentando reproducirlas y cuando la alquimia se convirtió en química los científicos centraron sus esfuerzos en conocer su composición y estructura con el fin de sintetizarlas y crearlas a su antojo. Las primeras gemas sintéticas de las que se tiene constancia datan del siglo XIX, se trata de rubíes de procedencia incierta los cuales se creen resultado de la fusión de otros de menor tamaño. Estas piezas se sabe sirvieron de inspiración a los químicos franceses Edmond Frémy y Auguste Verneuil para desarrollar sus métodos, siendo el de este último un éxito y un hito en la gemología. Con el conocimiento de que zafiros y rubíes son ambos el mismo mineral de óxido de aluminio llamado corindón (Al₂O₃) Verneuil ideó en 1902 un horno para fabricarlos. En él la materia prima (aluminio puro) en forma de polvo fino se coloca en un contenedor con una abertura en la parte inferior, a través de esta apertura el polvo puede escapar cuando se hace vibrar. Mientras el polvo sale, se suministra oxígeno al horno, dicho oxígeno viaja junto con el polvo por un tubo estrecho el cual está situado dentro de un tubo más grande, en el que se suministra también hidrógeno. En el punto donde el tubo estrecho se abre al mayor, se produce la combustión, con una llama de por lo menos 2000 C. El polvo pasa a través de la llama, y se derrite en gotitas pequeñas, que entran en una varilla de soporte. Poco a poco las gotas forman un aglomerado en la barra. En el extremo se forma con el tiempo la semilla del cristal. A medida que más gotas caen en la punta un solo cristal, llamado bola, comienza a formarse, la barra se mueve lentamente hacia abajo, permitiendo a la base de la bola cristalizar mientras el otro extremo se mantiene líquido.

Corindones y espinelas sintetizados por el método de Verneuil (www.langantiques.

2 Corindones y espinelas sintetizados por el método de Verneuil ( Por otra parte, el color que en los minerales y en este caso concreto en los corindones depende tan sólo de pequeñas trazas de elementos ajenos a los que conforman su estructura cristalina, se consigue por la simple adición de escasas cantidades de diversos óxidos, tales como el de cromo para un rubí rojo, o el óxido férrico y dióxido de titanio para un zafiro azul.

Diagrama simplificado del proceso de Verneuil (www.wikipedia.org) Ahora bien, el método de Verneuil no funciona para obtener algunas gemas como las esmeraldas.

3 Diagrama simplificado del proceso de Verneuil ( Ahora bien, el método de Verneuil no funciona para obtener algunas gemas como las esmeraldas. La razón es que la esmeralda con una fórmula química más compleja (Be₃Al₂(SiO₃)₆::Cr) es un silicato de berilo y aluminio coloreado por cromo y es bastante difícil disolver todos sus componentes al mismo tiempo (algunos de ellos se evaporan antes de que los otros se hayan disuelto). Sin embargo Chatham un brillante químico estadounidense que desarrolló un particular interés por la creación de gemas sintéticas a muy temprana edad no cesaría en su empeño hasta conseguir sintetizarlas. Durante su adolescencia trató de crear diamantes sintéticos a través de la disolución de grafito en hierro fundido. Por desgracia, cuando trató de producir un enfriamiento rápido por medio de la inmersión en nitrógeno líquido, la explosión que resultó de esto, destruyó las ventanas de todo su vecindario en San Francisco. Por este incidente tanto su padre como la policía de San Francisco insistieron

4 en que volcara su atención en el desarrollo de cristales de esmeralda. En 1930 cultivó cristales de berilo incoloro y para 1935 cultivó su primera esmeralda, un cristal de un quilate, que se encuentra actualmente en el museo Smithsoniano. La clave del método fue un diluyente especial llamado flux constituido por la combinación de ciertos químicos como óxido de litio, óxido de molibdeno y óxido de vanadio; que mantienen su estado líquido aún a altas temperaturas. La receta secreta del flux permitió que todos los componentes se disolvieran al mismo tiempo. Así pues, Chatham suspendió pequeños cristales en el flux caliente como base para el crecimiento de nuevos cristales; todo ello contenido en un crisol o recipiente adecuado para la fusión de sustancias a muy alta temperatura. En el crisol abierto (a presión ambiental) y a una temperatura de unos C se colocan, separados, fragmentos de SiO₂ y de Al₂O₃+ BeO. Por otra parte, las semillas de cristalización, sobre las que se pretende que se formen los cristales de esmeralda se sitúan en el centro del crisol, separadas de la sílice por una rejilla de platino. A la temperatura citada, el óxido de vanadio que constituye la mezcla se funde y disuelve la sílice, la alúmina, el óxido de berilio y los compuestos portadores de cromo. Esquema de fabricación de esmeraldas sintéticas "flux" (

$En algunos aspectos, las piedras creadas por Chatham llegan a ser superiores a las esmeraldas naturales; debido a que éstas últimas, pueden presentar muchas fracturas e inclusiones.$

5 Al descender la temperatura, a razón de unos 4 C por hora, se forman cristales de esmeralda sobre las semillas. En algunos aspectos, las piedras creadas por Chatham llegan a ser superiores a las esmeraldas naturales; debido a que éstas últimas, pueden presentar muchas fracturas e inclusiones. Mientras que las de Chatham no poseen ninguno de estos defectos. Así mismo, nuestro fabricante de esmeraldas no sólo fue un brillante e inquieto científico, sino que además fue un hombre de negocios muy astuto. Creo una compañía para la comercialización de sus esmeraldas y desarrolló la tecnología para crear rubíes, alejandritas, y zafiros azules y naranjas. Chatham murió en 1983, pero su hijo heredó sus negocios y tan sólo unos años después del fallecimiento, su compañía logró crear diamantes en el laboratorio, realizando así su mayor anhelo y esta vez sin destruir los cristales de todo un vecindario. Carla P. Yanes es licenciada en Geología por la Universidad de Granada. Además, participó en la promoción de 2014 del curso de Edafología, Química Agrícola y Biología Vegetal de la Unesco en la EEZ de Granada. Para saber más: Gemas de ayer, de hoy y de mañana: introducción al estudio de las piedras preciosas. Joaquín Solans Huguet.

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