Diamante

Antecedentes

El diamante es la sustancia natural más dura que se conoce. Se encuentra en un tipo de roca ígnea conocida como kimberlita. El diamante en sí es esencialmente una cadena de átomos de carbono que se han cristalizado. La dureza única de la piedra es el resultado de la naturaleza densamente concentrada de las cadenas de carbono. Al igual que otras rocas ígneas, la kimberlita se formó a lo largo de miles de años por la acción volcánica que se produjo durante la formación de la corteza terrestre. La kimberlita se encuentra dentro de estas antiguas esferas de actividad volcánica, a menudo cerca de cadenas montañosas, en ejes verticales que se extienden profundamente dentro de la tierra. Dentro de la kimberlita hay depósitos intermitentes de diamantes, uno de varios minerales presentes. Sin embargo, no toda la kimberlita contiene diamantes. Otras piedras que se encuentran a menudo con diamantes son mica, granate y circón. La kimberlita puede tener un tono azul grisáceo, por lo que se denomina fondo azul —O si se expone al aire, puede tener un tono amarillento y se llama tierra amarilla.

Historial

Se cree que los diamantes se descubrieron por primera vez en la India hace unos 6.000 años en los lechos de los ríos de la región. Los comerciantes fueron responsables de llevar las gemas tan al este como China y tan al oeste como Roma durante la época clásica y principios de la Edad Media. Los chinos fueron los primeros en dominar la naturaleza inusualmente dura de la gema y la utilizaron como herramienta para cortar otras piedras. Plinio el Viejo, un erudito romano, escribió sobre el diamante en el primer siglo. La palabra en sí proviene del término griego adamas que significa "invencible" o "invencible".

Desde los primeros días, el diamante ha estado imbuido de misterio y superstición. Debido a que eran tan raros (al principio solo se encontraban en la India), se convirtió en una superstición común que el diamante prestaba poderes especiales a su portador. Se usaban en la batalla para asegurar la victoria y, a veces, se invocaban como antídoto contra el veneno. Otras supersticiones asociadas con la piedra incluían la advertencia de que colocarla en la boca provocaría la pérdida de dientes. En otros casos, se pensaba que el diamante finamente molido, convertido en polvo, era un veneno eficaz. De hecho, los expertos coinciden en que incluso en forma pulverizada, la nitidez única del mineral abriría agujeros minúsculos en el tracto digestivo. Debido a que es la sustancia natural más dura y una de las más raras, los diamantes siempre han alcanzado precios extremadamente altos. El valor extremo de la piedra también la convirtió en una forma portátil de riqueza en tiempos de guerra y agitación.

La extracción real de diamantes como industria se remonta a la India entre 800 y 600 a. C. La India fue la única fuente conocida de rocas durante más de mil años, hasta que fueron desenterradas en Borneo alrededor del d.C. 600. Durante la Edad Media, el diamante fue eclipsado por algunas de las gemas más coloridas como el rubí y la esmeralda. Estas otras piedras se introdujeron en las joyas de los ricos y poderosos de Europa con más facilidad que el diamante. Además, aún no se habían desarrollado técnicas de tallado de gemas para dar rienda suelta al brillo de la piedra. Los diamantes generalmente se dejaban en su estado natural o se formaban mediante un corte rudimentario. Sin embargo, en el siglo XVII, un lapidario veneciano llamado Vincenzo Peruzzi desarrolló la llamada talla brillante. Este corte reveló las complejidades y la perfección natural de la piedra.

El diamante se encuentra en un tipo de roca ígnea conocida como kimberlita. Al igual que otras rocas ígneas, la kimberlita se formó a lo largo de miles de años por la acción volcánica que se produjo durante la formación de la corteza terrestre. Dentro de la kimberlita hay depósitos intermitentes de diamantes, uno de varios minerales presentes.

En el siglo XVIII, se descubrieron depósitos de diamantes en Brasil en pequeñas cantidades, y más tarde en Australia, Rusia y Estados Unidos. Las gemas brasileñas se llevaron primero a la India y se enviaron a Europa como diamantes indios, ya que la gente consideraba que las gemas no indias eran menos valiosas. En el siglo XX, una mina estadounidense cerca de Murfreesboro, Arkansas, estaba abierta a la minería pública novedosa por una pequeña tarifa. Se han encontrado diamantes de alta calidad en Siberia, pero la temperatura extremadamente fría ha hecho inviable la minería a gran escala.

En 1866 se descubrió en Sudáfrica el alijo de diamantes más grande del mundo. Algunos niños habían encontrado una piedra y la habían traído a casa, y un vecino curioso se la pasó a un comerciante, quien se la dio a un geólogo. Se descubrió que era un diamante de enorme tamaño y valía una pequeña fortuna. Sudáfrica pronto experimentó una fiebre de los diamantes y surgieron barrios marginales con la afluencia de buscadores. Finalmente, las diversas minas y empresas mineras de la región se consolidaron bajo el control de la organización DeBeers. Con DeBeers Consolidated Mines, Ltd., una organización central de ventas y una empresa de comercio de diamantes, este conglomerado controla aproximadamente el 80% de la producción mundial de diamantes. La minería de diamantes contemporánea se centra en Kimberley, Sudáfrica, y es llevada a cabo por DeBeers. Aproximadamente cada seis semanas, los representantes de DeBeers Diamond Trading Company invitan a una lista especial de mayoristas de diamantes (menos de cien en todo el mundo) a Londres para ver lotes preseleccionados de la gema. Este es el único método por el cual los diamantes sudafricanos DeBeers llegan al mercado.

Aplicaciones industriales

En los tiempos modernos, los diamantes se han vuelto indispensables para la industria. El magnate del automóvil Henry Ford fue el primero en descubrir los usos industriales contemporáneos de la piedra. Patrocinó la investigación de sus aplicaciones para el sector manufacturero, especialmente como abrasivo de bajo costo, y el área de Detroit se convirtió en un centro para los distribuidores de herramientas de diamante. La industria aeronáutica siguió el ejemplo del sector de la automoción, convirtiéndose en un ávido usuario de productos a base de diamantes. Los diamantes utilizados para aplicaciones industriales suelen ser de un grado inferior a los que se encuentran en el mercado de piedras preciosas, pero conservan las mismas propiedades de dureza y durabilidad. Diamante las herramientas duran mucho más que las fabricadas con otras fuentes y ofrecen una precisión casi inigualable en el corte de otras sustancias. Además, estas herramientas funcionan más rápido y mucho más silenciosamente que otras alternativas.

Las herramientas fabricadas con diamantes industriales se utilizan en los campos de la fabricación de espejos y óptica, así como en las actividades de perforación de petróleo y gas. En la industria textil, se utilizan dispositivos hechos de diamantes para cortar patrones. En medicina, los instrumentos de corte hechos de diamantes se utilizan para cortar de forma limpia huesos y tejidos. La industria de la construcción utiliza herramientas de diamante en el esmerilado y corte de hormigón y pavimento. Los diamantes también se utilizan para hacer agujas para tocadiscos estéreo.

Características físicas

Los diamantes son cadenas de carbono. El carbono es una de las sustancias más comunes del planeta. En una forma es grafito simple, usado en lápices, pero en su forma cristalizada, toma una apariencia completamente diferente como diamante. En la escala utilizada por los mineralogistas para medir la dureza de los minerales, los diamantes puntúan diez en una escala del uno al diez. Los diamantes se miden en quilates, la unidad de medida estándar de las piedras preciosas. Un quilate equivale aproximadamente a una quinta parte de un gramo. El quilate se puede dividir en puntos según una escala de 100. Una de las razones por las que los diamantes son tan apreciados es porque la luz que absorben se refleja directamente hacia afuera, si la piedra se ha cortado correctamente. La estructura cristalina inusual de la gema permite este alto grado de refractabilidad. Debido a su estructura, los diamantes también son excelentes conductores de corriente eléctrica.

Estructuralmente, el diamante se puede describir como un octaedro. Esto significa que hay pirámides dobles de cuatro lados de cadenas de carbono en el interior que se encuentran en las bases. Dentro de la piedra también se encuentran cubos o dodacaedros, una forma de doce lados. A veces, se pueden observar pequeños bolsillos triangulares llamados trígonos.

Los diamantes se encuentran en la naturaleza en una variedad de tonos. Los diamantes incoloros o blancos son los más comunes, mientras que algunas piedras teñidas son raras y valiosas. Los tonos pueden ser amarillo, azul, rosa, verde o ámbar. En Sudáfrica es común ver diamantes naranjas como joyas, pero esta es una costumbre que no se ha abierto camino en el resto del mundo. Algunos de los diamantes más famosos del mundo son los de colores:el verde Dresden, por ejemplo, y el infame Hope Diamond. Se cree que este último, de color azul, contiene cierta energía negativa, y se han asociado muchas muertes inexplicables con sus propietarios. Ahora está en la colección de la Institución Smithsonian en Washington, DC.

Extracción y refinación

Los diamantes se extraen de las tuberías de kimberlita debajo de la superficie de la tierra o de depósitos aluviales. Los depósitos aluviales (lecho de río) ocurrieron cuando la acción volcánica llevó la kimberlita y otros minerales desde el centro de actividad a los sistemas de riego que se formaban naturalmente. Estos diamantes se encuentran bastante cerca de la superficie terrestre. En la minería aluvial, primero se deben eliminar cantidades considerables de arena del área. La arena y otros componentes similares se denominan sobrecarga, y se utilizan grandes raspadores mecánicos para apartarla del camino. Debajo de la sobrecarga hay un lecho de grava, y las excavadoras recogen la grava y la colocan a un lado en montones.

Luego, las pilas se llevan a una planta de cribado, donde se extraen los diamantes. En la minería aluvial, a veces es necesario llegar al lecho rocoso debajo del lecho de grava, o en ocasiones incluso debajo del lecho rocoso mismo, para desenterrar los depósitos de diamantes. El lecho rocoso debe buscarse a fondo. A veces, se utiliza un enorme dispositivo de vacío llamado Vacuveyer para este propósito. A medida que el proceso minero avanza de manera horizontal, la sobrecarga eliminada se deposita nuevamente para rellenar los sitios excavados.

La extracción subterránea de kimberlita para obtener diamantes también requiere mover enormes cantidades de roca y otros materiales para desenterrar gemas, pero a una escala mucho mayor que la extracción aluvial. Para una parte de diamante descubierta, se estima que de 15 a 30 millones de partes de desechos deben eliminarse. A diferencia de los esfuerzos de extracción de oro u otras sustancias, los ingenieros no pueden determinar de antemano si un área tiene una gran abundancia de diamantes.

Minería

• 1 La excavación en bloque es el método más comúnmente utilizado para excavar diamantes de depósitos de kimberlita. Este método ofrece el mayor rendimiento y, por lo tanto, es el más rentable. Primero, se excava un gran agujero vertical, típicamente de 533 m (1,750 pies) de diámetro. Los niveles se colocan aproximadamente cada 40 pies (12 m). A lo largo de estos niveles hay túneles horizontales conocidos como raspadores. En los montículos, hay pequeñas aberturas en forma de cono inclinadas a intervalos de cada 11 pies (3 m) aproximadamente. Estas aberturas miden aproximadamente cuatro pies por cuatro pies. Cuando se corta una rebanada horizontal por encima de los conos, por lo general de unos seis pies (1.8 m) de altura, la kimberlita comienza a desprenderse y caer dentro del cono y en la deriva del raspador. Luego, el material se empuja hacia camiones. Los camiones viajan bajo tierra a través del área minera y llevan la kimberlita recolectada a un dispositivo triturador.

Trituración

• 2 En la operación de trituración, que ocurre en las instalaciones mineras subterráneas, grandes trozos de kimberlita se dividen en segmentos más fáciles de transportar. Después de una trituración inicial, la kimberlita pasa a través de un grizzly o un juego de barras de hierro. Si los trozos triturados no pasan a través del grizzly, todavía son demasiado grandes y se envían de regreso para triturarlos más. Luego, la kimberlita triturada se lleva por encima de la superficie para su posterior procesamiento. Cuando no se encuentra más kimberlita ingresando a los conos, el área se agota y el trabajo pasa a un nivel más bajo.

Separación

• 3 Los diamantes reales deben estar separados de la roca que los rodea. Triturar o moler el material excavado es el primer paso, pero esto se hace de forma rudimentaria para no dañar las posibles gemas del interior. A continuación, se utiliza un dispositivo basado en la gravedad para clasificar las porciones que contienen diamantes, llamadas concentrado, de los relaves o la roca de relleno. Uno de los métodos más utilizados para separar los dos es un tipo de bandeja de lavado desarrollado en Sudáfrica en la década de 1870. Se pone kimberlita descompuesta y agua, en una mezcla conocida como charco, en la sartén. La viscosidad de la mezcla es un elemento crucial, porque las partículas más ligeras subirán a la superficie, pero los diamantes y otros minerales pesados ​​descenderán al fondo de la sartén.

  Otro método para descubrir diamantes utiliza separadores de medios. Se prepara un guiso llamado lechada, que generalmente consiste en agua agregada al concentrado triturado y los relaves. También se agrega polvo de ferrosilicio, que tiene una alta densidad.

  La lechada se puede colocar en uno de los tres tipos de separadores de medios. El primero es un tanque en forma de cono, con un elemento de agitación en forma de cono en su interior. El agitador se mueve por los lados del tanque, pero deja suficiente espacio para que los relaves más livianos puedan subir a la parte superior y los elementos más pesados ​​se hundan hasta el fondo. En un separador de medios del tipo de rueda elevadora, una rueda se llena hasta la mitad con lodo. Las paletas en su interior agitan la mezcla, levantan las partículas pesadas del fondo y las separan del resto de la mezcla. El tercer tipo de separador de medios se conoce como hidrociclón. Es una gran tina que gira y, a través de la fuerza centrífuga, se separan las partículas más pesadas y ricas en diamantes.

Engrase

• 4 Después de esta separación rudimentaria, el concentrado se traslada a una zona de engrase, otra innovación en la fabricación de diamantes desarrollada en Sudáfrica a finales del siglo XIX. Mezclado con agua, la mezcla de kimberlita y diamante se coloca sobre un cinturón o mesa engrasado. Este dispositivo suele estar inclinado y vibrado. El método se basa en la premisa de que los diamantes recién excavados no se mojarán cuando entren en contacto con el agua. En cambio, se pegarán a la grasa. La vaselina suele ser la sustancia preferida en el cinturón o la mesa de grasa. Luego, el agua se lleva las partículas restantes que no son de diamante. El concentrado cargado de diamantes se retira de la mesa y se hierve para eliminar los restos de grasa. En un método más nuevo, la tecnología de rayos X se utiliza para determinar cuál de los concentrados es diamante y cuál es material efluvial.

Cortar

• 5 Los trozos de diamante eventualmente se convierten en pequeñas piedras preciosas de forma perfecta que se usan comúnmente en anillos de compromiso y otras joyas. Dado que el diamante es la sustancia más dura conocida, se debe usar polvo de diamante para cortar la piedra. Al cortar, se incide una ranura minúscula en la superficie del diamante y se inserta una plancha de corte en la ranura. Con un golpe rápido y contundente, el diamante debería partirse perfectamente a lo largo de sus planos naturales. El lapidario determina más cortes marcándolos en la superficie con tinta. A continuación, se hace girar verticalmente una sierra de diamante, aceitada con la inusual combinación de polvo de diamante y aceite de oliva, sobre la superficie de la gema en bruto. Este dispositivo divide el diamante en nuevos segmentos. A continuación, estas piezas se introducen en un dispositivo similar a un torno para su pulido.

El futuro

Los diamantes son un recurso finito. El destino de los diamantes indios es un buen ejemplo de lo que podría deparar el futuro para la industria minera de diamantes de Sudáfrica. Desde el primer descubrimiento de las gemas en la India hasta hace relativamente poco tiempo, se cree que más de 12 millones de quilates se originaron en la India. A mediados del siglo XX, los recursos estaban casi agotados y la India producía solo unos 100 quilates al año. Los diamantes seguirán utilizándose en la industria y las empresas de alta tecnología, pero los facsímiles producidos sintéticamente, fabricados por primera vez en 1953, pueden cumplir algunas de las tareas que originalmente eran de la exclusiva provincia de la piedra real. Estas gemas "fabricadas" tienen las mismas propiedades de dureza y durabilidad, y aunque nunca serán tan populares como el diamante real con fines de adorno, son muy adecuadas para aplicaciones industriales.