El Dióxido de Silicio, Sílica (Si2O)

Fórmula: SiO2

Punto de fusión: 1713ºC 

Densidad: 2,648 gr/cc (puro)

Solubilidad: Sólo en HF y bases en caliente. Ligeramente soluble en agua a partir de los 350ºC

Es el mineral más abundante de la corteza terrestre y posiblemente de las capas externas del manto, donde se ve reemplazado sistemáticamente según vayamos descendiendo por otros óxidos más densos como el de Hierro hasta pasar al Hierro metálico directamente. 

La forma pura es transparente y muy atractiva a la vista, se conoce desde la Antiguedad y ha sido usado para todo tipo de aplicaciones (sobretodo pseudo-científicas) antes de obtener usos reales. Los griegos pensaban que era un tipo de “hielo” que había pasado tanto tiempo congelado que era imposible de fundir, además de conferirle propiedades como la de enfriar las manos o ayudar con las quemaduras. 

En su forma transparente recibe el nombre de Cristal Roca o simplemente “Cuarzo”, siendo ambas aceptadas si bien “Cristal Roca” es una denominación más del folclore que de la ciencia, donde se prefiere “Cuarzo” o “Sílica”. La palabra “Sílica” es similar a la de “Alúmina” y es común entre algunos óxidos. Esto es como cuando decimos que muchos plásticos terminan en -on debido a que el descubridor del Nylon escogió éste sufijo para relacionarlo a una substancia que contiene polímeros naturales, el algodón (cotton en inglés).

Se encuentra de forma masiva en la corteza terrestre debido a que es muy estable frente a los procesos naturales de erosión, deformación y rotura por medios naturales. Es el principal constituyente de todas las arenas, ya sea en playas o grandes desiertos secos, la base de muchas rocas y variedades de piedras, y en definitiva lo que nos sostiene en cierto sentido, teniendo en cuenta que es el segundo después de los Feldespatos de entre todos los minerales de la corteza terrestre, en la cual vivimos, aunque el Cuarzo transparente, que puede considerarse semi-precioso, es más bien escaso en comparación a otros minerales más complejos como el Granito, que son en realidad silicatos, y no dejan de ser en el fondo precisamente eso, compuestos con base o elevado contenido de Cuarzo. 

No existe una única forma del mineral ya que se puede encontrar en hasta 18 modificaciones (hasta el día de hoy) atendiendo a su estructura cristalina, siendo algunos ejemplos el Ágata, el Cuarzo “Ahumado”, la Amatista, la Calcedonia, el “Ojo de Tigre”, et cétera. No debe confundirse a éstas variantes con aquellas que dependen del color. Es decir, a veces la misma variante de Cuarzo puede presentar más de un color, y según el que presente recibe el nombre. Un ejemplo es el Jaspe, que se puede encontrar en colores rojos, verdes, et cétera, y que en realidad pertenece a la variación de la Calcedonia. Otras Calcedonias son el Ónix, el Ágata, et cétera. 

El “Cristal Roca” es la forma más pura y estable mecánica y químicamente hablando. Es el cristal natural por excelencia. De hecho la propia palabra “cristal” proviene del griego antiguo ya que al “Cristal Roca” se le llamaba krystallos. Durante siglos fue tallado en su forma natural, antes del descubrimiento del vidrio sinético, que se produce a partir de la fusión de gránulos muy ricos en SiO2 con pocas impurezas, como es frecuente, por ejemplo, en las playas. 

Algunas civilizaciones antiguas, a pesar de su avanzado desarrollo tecnológico, nunca llegaron a desarrollar del todo el arte de la cristalería, y se limitaron a tallar los cristales de Cuarzo que encontraban. Imagínate la sorpresa que se llevaría una persona de hace siglos (o milenios) al encontrarse un ejemplar de gran pureza por accidente: como sucede con muchos otros minerales, el Cuarzo ha sido reverenciado originalmente en el folclore de los pueblos y ha sido parte de su religión, otorgándosele propiedades “mágicas” que no detallaré ya que dependen siempre de la cultura en cuestión. Desde el punto de vista científico, el Cuarzo es relativamente importante aunque no tiene tantos usos como se suele pensar. Químicamente hay pocos cristales más resistentes a la corrosión, salvo en caliente, pero dado que es muy barato y fácil de sintetizar de forma artificial se puede decir que forma parte de los materiales estructurales si consideramos que es la base de todos los vidrios que nos encontramos no sólo en el día a día (ventanas, botellas, acuarios, cubertería, et cétera) si no también en piezas de laboratorio. 

Propiedades

La variedad más pura del Cuarzo se suele llamar “Cristal Roca” o “Sílica” para diferenciarlo de otros Cuarzos menos puros o tintados, como la Carneola o Amatista, por ejemplo, aunque químicamente sean lo mismo. El Cuarzo más puro es cristalino, duro y frágil ante los impactos, aunque es más resistente que otros minerales más comunes en éste apartado. Tiene una buena resistencia a la compresión y no es deformable en frío: se quiebra violentamente especialmente ante un golpe seco. La forma natural no es dúctil o maleable ni tiene buena resistencia a la tracción. Tampoco tiene una tenacidad lo suficientemente alta como para tallarse como gema de bisutería, y su dureza es la estándar para los materiales considerados “duros”, con un valor de 7 en la escala de Friedrich Mohs, pero no tan duro como otros compuestos (Carburos, Boruros y Nitruros típicos). La resistencia química es excelente: solamente el Ácido Fluorhídrico y las bases en caliente atacan al Cuarzo, lo cual es mucho que decir de el. Salvo por dichas substancias, es resistente tanto a los medios oxidantes como a los reductores. Ésto se debe a la fuerza de los enlace Oxígeno-Silicio-Oxígeno, muy difíciles de romper. A diferencia del Corindón/Alúmina, los átomos de Oxígeno y Silicio no están tan cerca los unos de los otros, lo cual explica porqué la Alúmina es más densa, dura, y tiene mayor punto de fusión. El Cuarzo no se considera una cerámica ya que es el cristal por definición, y de hecho sirve de base para otros muchos. No son “Cuarzos” propiamente dichos la enorme mayoría de vidrios que conocemos y vemos en nuestro día a día, si no cristales como el Soda-Lima o Borosilicato cuyo principal componente es el SiO2. Tampoco son Cuarzos los cristales especiales de bisutería como los de la marca Svarowski o cualquier otros que empleen aditivos para conseguir mayor brillo, tal es el caso del afamado cristal de Murano (Italia). 

Usos

Es raro verlo en estado puro ya que no tiene buena resistencia a las altas temperaturas y en sí mismo es escaso. El vidrio que nosotros tenemos en casa o vemos por la calle o en el trabajo se obtiene a partir de arenas de gran pureza, pero con aditivos como la Soda y otros óxidos como los de Potasio, y en menor medida Aluminio y Hierro. Dichos aditivos mejoran la formabilidad (capacidad del vidrio para aceptar el proceso de moldeado), además de conferirle mejores prestaciones mecánicas. El vidrio comercial por definición y más abundante, el de Soda-Lima, tiene más de un 65% de Cuarzo en masa, pero está lejos de ser puro. Esto es importante de aclarar ya que como he dicho al principio el Cuarzo rara vez se usa puro. Se puede tintar y obtener prácticamente cualquier color. Desde el azul responsabilidad del Cobalto-Aluminio, pasando por el Cromo en las botellas verdes de cristal al marrón de otros envases que tienen éste color para resistir mejor la acción de los rayos UV y conservar mejor la cerveza durante largos desplazamientos o en exposición a la la luz solar, por ejemplo en una playa en agosto. 

Los cristales naturales de Cuarzo se usaban antiguamente para tallarse ya que pueden encontrarse en grandes tamaños. Existen casos famosos como los de las calaveras de Cristal (Cuarzo más concretamente) que aparecen en las películas de Indiana Jones y tienen origen real; tribus que las tallaban con mucho tiempo y esfuerzo. 

Además de tiempo y esfuerzo, se ponía mucha paciencia para darle forma con cuidado y así obtener nada menos que sellos para la cera de cartas, gravados, bisutería y en casos más aislados, fuentes, vasos, copas, et cétera, a veces en combinaciones con metales preciosos como el Oro y la Plata. Hoy en día el valor del Cuarzo se ha desplomado ya que se puede obtener el vidrio de Soda-Lima con facilidad, pero antiguamente era muy preciado. Actualmente se vende en ferias y tiendas folclóricas donde se le atribuyen poderes medicinales y/o espirituales que van desde curar una depresión hasta intervenir en la presión arterial, todo esto, por supuesto, sin una base empírica detrás. 

Finalmente aunque no menos importante, el Cuarzo tiene propiedades piezoeléctricas. Esto significa que cuando es sometido a estrés mecánico libera energía en forma de electricidad. No confundir ésta propiedad con el hecho de que sea un aislante natural: se emplea o empleaba como aislante eléctrico en el pasado.