Características del Diamante

El Diamante es la forma cristalina del Carbono que se forma a partir de trazas del elemento que se encuentran sometidas a temperaturas y presiones extremas. ¿Cómo se forma? 

Para entender cómo se forman los Diamantes, ten en consideración que el Carbono, merced a muchas de sus características como por ejemplo su pequeño radio atómico y la capacidad para unirse consigo mismo miles de millones de veces formando estructuras simétricamente perfectas lo convierten en uno de los pocos elementos capaces de contraerse de tal forma que pueda “reconcentrarse” en volúmenes más pequeños con igual cantidad de átomos. Me explico: 

Imagínate que tienes cien pelotas de ping pong en una caja relativamente grande y que de repente, comienza a contraerse más y más de tal forma que dichas pelotas se tienen que apretujar más y más conforme el espacio les es reducido hasta tal punto que llegan a formar un bloque o “piña” compacta. Como es, la caja, o sea el volumen del contenedor se ha reducido, pero la cantidad de pelotas de ping pong sigue siendo la misma. 

Algo similar ocurre con los Diamantes, pues no dejan de ser al fin y al cabo formas compactas de Carbono. El porqué sufren dicha concentración o “apiñamiento” se debe a la presión, que empuja a los átomos los unos contra otros, mientras que la temperatura facilita el movimiento y la dislocación previa de los mismos antes de re-colocarse en lo que conocemos como una nueva “estructura cristalina” que les permite colocar más átomos en espacios más reducidos. Éste es el motivo por el cual el Diamante es casi el doble de denso que el Grafito, porque contiene más masa por volumen. Una consecuencia de dicha contracción y el sometimiento a semejantes condiciones son la ausencia de otros elementos ligeros como el Boro o el Berilio que “caen fuera” durante el proceso de cristalización, por lo cual el Diamante presenta su clásico aspecto transparente, cristalino. Todo el procedimiento de dislocación, contracción y reagrupación de los átomos sólo es posible en niveles inferiores del manto terrestre, por lo cual a éstas alturas te estarás preguntando cómo es posible que los encontremos en la superficie (nota que incluso las minas más profundas siguen considerándose parte de la superficie). La respuesta es que los Diamantes son arrastrados hacia la superficie por los movimientos magmáticos. Es por ésto que la cantidad de Diamantes a las que, para bien o para mal (personalmente me da igual) nunca llegaremos a acceder se encuentran en las capas inferiores de la Tierra, donde permanecerán por el resto de los tiempos. 

Cuando el Diamante es químicamente puro, nos encontramos ante Carbono elemental en forma cristalina. En éste sentido, se parece al Grafito, si bien las semejanzas mueren ahí, pues el Diamante es harto distinto al anterior en prácticamente todas sus propiedades. 

El Diamante, en su forma más pura, es transparente, vítreo. Tiene algunas de las propiedades más altas de todos los materiales naturales o sintéticos entre las cuales sobresale su legendaria dureza. Ahora bien, nos encontramos ante lo que ha sido durante décadas (quizás siglos) un gran, enorme malentendido respecto a lo qué entendemos por “dureza” normalmente. 

La “dureza” del Diamante alude a su inigualable resistencia al desgaste por abrasión. Esto significa que nada puede rayar al Diamante, salvo, como es obvio, otro Diamante (más adelante veremos que existen excepciones). El malentendido respecto a lo que realmente se define como dureza en éste contexto es similar al caso del Acero “Inoxidable”, malas traducciones que dan pie a confusiones. 

Los ingleses denominan a la dureza como “hardness”, pero la diferencian de la tenacidad “toughness”. Son propiedades absolutamente distintas, pero como tanto ellos como nosotros decimos que algo es “duro” cuando es “fuerte” es de esperar, pues, que se de pie a dichos errores, como antes he mencionado.

El Diamante es duro desde el punto de vista de un joyero, gemólogo, y más ampliamente (dado su mayor repertorio y cantidad de conocimientos) de un geólogo. La famosa “dureza del Diamante” no es más que su resistencia a la abrasión. Es decir, no existe ningún elemento o compuesto sólido capaz de desgastar al Diamante, la reina de las gemas, no sólo por ésta característica, si no por muchas otras, como veremos más adelante. 

Digo ésto e insisto una y otra vez porque veo que siempre que en la TV o cualquier otro tipo de medio se habla de la dureza del Diamante se da a entender directa o indirectamente que los Diamantes son “indestructibles”… ni muchísimo menos. 

Es cierto que la tenacidad del Diamante, comparada a otros minerales más abundantes y conocidos como por ejemplo, el Cuarzo (SiO2) es mayor, pero no deja de ser al fin y al cabo una forma cristalina de un elemento químico y por ende se comporta como tal. Su tenacidad, aunque mejor a la mayoría de cristales naturales y sintéticos, pero muy, muy inferior a grados comunes del Acero, por ejemplo. Fíjate si es bastante “destructible” el Diamante que de hecho se pulveriza con un martillo normal y corriente. Lo que quiero que entiendas, y ésta es la última vez que lo repito, es que la dureza del Diamante no significa que sea resistente a los golpes o a la tensión, si no al desgaste. 

Por si el “problema” fuera poco, no existen claras etimológicas para distinguir la resistencia al desgaste por abrasión (la escala Mohs) a aquella que mide la resistencia a la compresión, como son, entre otras, el Módulo de Young. 

La resistencia a la compresión mide la cantidad de presión que es capaz de soportar cualquier substancia sólida, pura o compuesta, ante una pieza (normalmente se emplea una esfera de Acero al Alto Carbono o incluso otro Diamante) que se aplica directamente sobre la muestra empujando con mucha fuerza, hasta alcanzar varios Gigapascales de presión. En éste sentido, el Diamante sí es “invencible”, o por lo menos se encuentra entre los sólidos con mayor resistencia a la rotura mediante compresión. No obstante, la naturaleza frágil del mismo se hace de notar nuevamente cuando se le aplica un impacto con masa suficiente (un martillo casero haría el trabajo). El hecho de que no encuentres videos o supuesta evidencia de su naturaleza volátil se debe, en primer lugar, a que nadie “sacrificaría” un costoso Diamante por el mero hecho de demostrar que en efecto, es frágil, o sea, no tenaz. 

Dicho lo cual, pregunta a cualquiera que haya trabajado alguna vez con Diamantes (típicamente gemólogos que los tallan) y verás que, si bien es muy difícil tallar esta gema, en ningún caso se trata de un material “indestructible”. Es muy posible que el hecho de que el Diamante tenga ésta reputación se deba más a la cultura popular y al márketing que ha abanderado eslóganes como “Diamonds are forever” (Los Diamantes son para siempre, o sea, “eternos”) cosa que no es cierta ni siquiera desde el punto de vista del equilibrio de fases del Carbono, pero entiendo que la fuerza de la gema como símbolo de alto status y riqueza no se va a perder así como así. En resumen: el Diamante tiene la mayor dureza Mohs (resistencia al desgaste por roce/abrasión) y uno de los mayores índices de resistencia en tests que miden la capacidad de soportar peso concentrado (resistencia a la compresión, ejemplo: módulo de Young) pero su resistencia al impacto (golpes de martillo, caída, colisión) es mayor a la media en otros cristales, pero muy inferior a metales o aleaciones metálicas. Espero de corazón haberme explicado bien, porque aunque la mayoría lo considera una tontería, es uno de los detalles por los que me decidí a escribir éste libro. 

Otra característica sobresaliente del Diamante, visto como gema, es su gran capacidad de dispersión de la luz. Esto significa que el Diamante reacciona con la luz solar de tal forma que, si cortado adecuadamente (un ejemplo es el clásico tallado del Diamante) resulta en el reflejo de la luz entrante, consiguiendo un efecto “espejo” deslumbrante. Dicha capacidad para brillar se denomina con la misma palabra en inglés y en español, “fire” para ellos y “fuego” para nosotros. De todas las gemas que se pueden encontrar de forma natural, el Diamante es la que sobresale en éste aspecto, por eso, durante siglos e incluso hasta el día de hoy se sigue prefiriendo sobre otras gemas. No solamente esto, si no que además el Diamante propiamente dicho, al menos en teoría, es transparente (signo de que es puro químicamente) en contraste con otras gemas cuyo color las define a sí mismas, a saber, rojo para el Rubí, azul para el Zafiro, y verde para la Esmeralda. Ninguna de las tres brilla tan intensamente como el Diamante transparente (aunque hay Diamantes de muchos colores), el cristalino es el que más se valora, salvo por variedades negras o de colores exóticos que se tasan en mayor precio debido a su rareza más que a sus propiedades. Como he dicho antes, el “Diamante ideal”, por decirlo de alguna forma, es transparente, cristalino. 

Antes me has visto decir que el “fuego” (capacidad de dispersión de la luz) del Diamante es el más alto entre las gemas naturales. Bien, pues la Circonia Cúbica (el imitador por excelencia del Diamante) de origen sintético posee aún más “fuego”, si bien carece de la dureza y resistencia a la compresión del Diamante. Hoy en día es tan popular que, si bien al principio se consideraba una “imitación barata” en el mercado, cada día su caché, por así decirlo, va aumentando. Prueba de ello es que muchas de las joyas que usan personas con grandes recursos llevan Circonias en lugar de Diamantes, especialmente cuando se trata de objetos lujosos que en lugar de algunas piezas, las cuentan por cientos o incluso miles. Ejemplos como éstos son los coches, bolsos, zapatos y chaquetas “empedradas” con cientos de Circonias que les dan éste aspecto “diamantino”. 

Químicamente, el Diamante es muy resistente a la corrosión (más que el Grafito) y no se ve alterado por la gran mayoría de substancias líquidas o gaseosas a temperatura y presiones ambiente, cosa no es el caso de otras gemas que sí merman bajo según qué condiciones. El Diamante, no obstante, al ser Carbono elemental al fin y al cabo, favorece mucho la unión con el Oxígeno, por lo que una pieza sometida a temperaturas de más de 500ºC comenzará a reaccionar, liberando calor y formando CO2 (Dióxido de Carbono). Te sorprendería saber que fue precisamente así, quemando un Diamante, como hiciera Lavoisier en 1772 al exponer uno a rayos solares concentrados en lentes, a modo de lupa, sólo que mucho más potentes. 

El precio de los Diamantes es conocido por todos como uno de los más altos entre todas las substancias sólidas por virtud de sus excelentes propiedades que la convierten en la mejor entre las gemas. Ésto la ha convertido en objeto de búsquedas sin cesar durante siglos y en objeto de disputa (por lo cual se considera un material conflictivo). Las mayores reservas están en Sudáfrica, y en menor medida, los Urales y la frontera este de Estados Unidos con Canadá. 

Durante años se ha intentado imitar las propiedades de la gema (especialmente su brillo intenso) con más o menos éxito. La ya mentada Circonia Cúbica, con composición química (ZrO2) es con amplísimo margen la más exitosa, ya que es relativamente barata de producir y requiere menos requisitos costosos que otras imitaciones. Una segunda gema considerada semejante al Diamante es la Moissanita (o Moisanita), que, si bien la podemos encontrar de forma natural, se suele sintetizar en laboratorios. No es muy conocida, y su nombre se debe al químico francés de origen judío Henri Moissan, quien aisló el Flúor por primera vez en 1886. La Moisanita no es más que el Carburo de Silicio, con estructura cristalina interna idéntica a la del Diamante. Se puede producir de forma masiva, como en el caso de la Cerámica del mismo nombre que se usa actualmente para fabricar frenos de automóviles de alta gama, entre otras cosas, pero la forma más pura, que es transparente, demanda más requisitos para lograr una claridad suficiente como para alcanzar un “nivel gema”. Es más dura que el Corindón (Zafiros, Rubíes, etc) pero menos que el Diamante auténtico. 

Finalmente, existen Diamantes artificiales, que comparten las mismas características que los puros, salvo por el tamaño (hasta ahora sólo se pueden producir en tamaños similares a granos de arena) y su ausencia total de transparencia, la cual los descarta para su uso como gemas. 

El mercado del Diamante tiene muchos clientes, pero se trata de un consorcio cerrado entre empresas fundamentalmente holandesas e inglesas que reportan miles de millones cada año.

La importancia del Diamante como gema es tan grande que pocas veces se piensa en el como una parte importante en la industria. A continuación veremos algunas de sus excelentes propiedades y respectivas aplicaciones. 

Es la substancia sólida, pura o compuesta, con la mayor conductividad térmica de todos los materiales conocidos (mucho más que cualquier metal, incluso la Plata), por lo que encuentra aplicaciones en equipos que requieran de una elevada conductividad térmica y buena resistencia al desgaste y al ataque químico, como puede ser, por ejemplo, en el sector de la electrónica. 

Su gran dureza lo convierte en el abrasivo ideal, y por ende se emplea como tal en labores de corte y lima a nivel industrial. Los Diamantes que se usan en éstos ámbitos son naturales, pero muy pequeños, o sea, desechos de las minas propiamente dichas, o directamente artificiales. Se aplican a otros compuestos, como láminas de Acero, o bien se pulverizan y aplican como papel de lija. También se usan de forma directa, proyectados como gránulos a través de un chorro acuoso (normalmente, agua) que se emplea para cortar. En éste caso el agua propulsa los Diamantes mientras que sirve al mismo tiempo de refrigerante, no hay que olvidar que el roce mediante abrasión genera mucho calor, lo cual bajo según qué condiciones puede ser perjudicial. 

Dado que el Diamante raya (escracha) con facilidad cualquier otro sólido, no sólo se usa como abrasivo para cortar si no para, entre otras cosas, hacer gravados en superficies metálicas, tal es el caso de muchos Aceros o el Carburo de Wolframio en su forma de joya, anillos de moda que son “firmados” con pequeñas puntas de Diamantes. Así mismo, el Diamante de poca calidad (como gema) se utiliza para tallar otras gemas menos duras como el Zafiro, Rubí, Esmeralda, et cétera ya que su dureza no cambia sustancialmente entre las variedades naturales y artificiales. 

Otra característica del Diamante en contraposición al Grafito es que mientras éste conduce  bien la electricidad y no el calor, el Diamante conduce mejor que nadie el calor, pero es un aislante eléctrico, es decir, un pobre conductor de la electricidad. Debido a ésto, es empleado como aislante en algunas aplicaciones.