Corindón: Uso como piedra preciosa, abrasivo, refractario

El corindón se ha utilizado históricamente como abrasivo, pero es más famoso como mineral de rubí y zafiro.

Corindón: Dos segmentos de cristal de corindón procedentes de la India que muestran la forma de cristal hexagonal del mineral y la separación basal. Estos ejemplares son de color rojo y podrían llamarse «corindón rubí». Derechos de autor de la imagen iStockphoto / Lissart.

¿Qué es el corindón?

El corindón es un mineral formador de rocas que se encuentra en rocas ígneas, metamórficas y sedimentarias. Es un óxido de aluminio con una composición química de Al2O3 y una estructura cristalina hexagonal.

El mineral es ampliamente conocido por su extrema dureza y por el hecho de que a veces se encuentra como hermosos cristales transparentes en muchos colores diferentes. La extrema dureza hace del corindón un excelente abrasivo, y cuando esa dureza se encuentra en hermosos cristales, se tiene el material perfecto para cortar piedras preciosas.

El corindón natural y el sintético se utilizan en una gran variedad de aplicaciones industriales debido a su resistencia, dureza y estabilidad química. Se utilizan para fabricar cojinetes industriales, ventanas resistentes a los arañazos para instrumentos electrónicos, obleas para placas de circuitos y muchos otros productos.

Cristales de corindón: Fotos de tres cristales de corindón. A la izquierda, un corindón común de Transvaal, Sudáfrica, de unos 6 centímetros de altura. En el centro hay un corindón rubí de calidad de gema procedente de Karnataka, India, de unos 1,6 centímetros de altura. A la derecha, un corindón de zafiro azul de Sri Lanka de unos dos centímetros de altura. Los tres ejemplares y las fotos son de Arkenstone / www.iRocks.com.

Famoso por los rubíes y los zafiros

La mayoría de la gente está familiarizada con el corindón; sin embargo, muy pocas personas lo conocen por su nombre mineral – en su lugar lo conocen por los nombres «rubí» y «zafiro». Un espécimen de corindón de calidad de piedra preciosa con un color rojo intenso se conoce como «rubí». Un corindón de calidad de piedra preciosa con un color azul se llama «zafiro». El corindón incoloro se conoce como «zafiro blanco». El corindón de cualquier otro color se conoce como «zafiro de fantasía».

Partición de corindón: Segmentos de cristales hexagonales de corindón que se han separado por partición. Estos ejemplares miden aproximadamente un centímetro de diámetro. Foto del USGS por Andrew Silver.

Gneis de corindón con zafiro: Un espécimen de gneis de corindón de Gallatin Valley, Montana. Este espécimen mide unos doce centímetros de ancho y tiene un cristal redondo de zafiro azul en el lado izquierdo.

Propiedades del corindón

El corindón es un material excepcionalmente duro y resistente. Es el tercer mineral más duro, después del diamante y la moissanita. Sirve de mineral índice para una dureza de nueve en la escala de dureza de Mohs.

Su dureza, su elevado peso específico, sus cristales hexagonales y su separación son muy buenas propiedades de diagnóstico para utilizar en su identificación. En la siguiente tabla se ofrece un resumen de las propiedades físicas del corindón.

Propiedades físicas del corindón

Zafiros aluviales de Montana: Una dispersión de pequeños zafiros aluviales encontrados en Montana. Estas piedras azules no están tratadas y miden entre cuatro y cinco milímetros de diámetro.

Aparición geológica del corindón

El corindón se encuentra como mineral primario en rocas ígneas como la sienita, la sienita nefelina y la pegmatita. Algunos de los yacimientos de rubíes y zafiros más importantes del mundo se encuentran donde las gemas se han erosionado a partir de flujos de basalto y ahora se encuentran en los suelos y sedimentos de las laderas.

El corindón también se encuentra en rocas metamórficas en lugares donde las pizarras aluminosas o las bauxitas han sido expuestas al metamorfismo de contacto. El esquisto, el gneis y el mármol producidos por el metamorfismo regional contienen a veces corindón. Algunos de los zafiros y rubíes de mayor calidad, color y claridad se forman en el mármol a lo largo de los bordes de los cuerpos magmáticos subsuperficiales.

La tenacidad, la alta dureza y la resistencia química del corindón le permiten persistir en los sedimentos mucho tiempo después de que otros minerales hayan sido destruidos. Por ello, suele encontrarse concentrado en depósitos aluviales.

Estos depósitos son la fuente más importante de rubíes y zafiros en varias partes del mundo. Las fuentes tradicionales de rubíes y zafiros aluviales incluyen Birmania, Camboya, Sri Lanka, India, Afganistán, Montana y otras zonas. En las últimas décadas, varias zonas de África, como Madagascar, Kenia, Tanzania, Nigeria y Malawi, se han convertido en importantes productores de rubíes y zafiros.

Ruedas de esmeril: Un anuncio que ofrece ruedas de esmeril y corindón, publicado en 1895 por The Springfield Manufacturing Company de Bridgeport, Connecticut. Esto fue en una época en la que se utilizaba esmeril y corindón auténticos para fabricar las ruedas.

Dureza y uso como abrasivo

La extrema dureza del corindón lo hace especialmente útil como abrasivo. El corindón triturado se procesa para eliminar las impurezas y luego se tamiza para producir gránulos y polvos de tamaño uniforme. Éstos se utilizan en medios de molienda, compuestos de pulido, papeles de lija, muelas y otras aplicaciones de corte.

Algunos de los problemas que plantea el uso del corindón natural como abrasivo son que los depósitos suelen ser pequeños, de forma irregular, y el corindón es de calidad variable. No son fuentes fiables de material de calidad constante necesario para el funcionamiento de un proceso de fabricación. El corindón sintético, producido a partir de bauxita calcinada, se ha convertido en una fuente más fiable y con propiedades más constantes. Ha sustituido al corindón natural en la mayoría de los productos manufacturados.

El papel de lija de óxido de aluminio se fabrica adhiriendo partículas graduadas de corindón sintético (óxido de aluminio) a una hoja de papel. Es un papel de lija muy utilizado para trabajar la madera y otros trabajos de fabricación. Foto copyright iStockphoto / Ma-Ke.

Roca de esmeril: Un espécimen de roca de esmeril rica en corindón y espinela de Peekskill, Nueva York. Este espécimen mide aproximadamente seis pulgadas (quince centímetros) de ancho. El esmeril ha sido a menudo triturado, procesado y cribado para su uso como abrasivo industrial.

Las limas de esmeril: Las «tablas de esmeril» son un producto para la manicura y el cuidado de las uñas que se fabrican pegando papeles abrasivos a una fina pieza de cartón. Obtuvieron su nombre en el siglo XIX cuando se utilizaba esmeril triturado como abrasivo. Las tablas de esmeril actuales no se fabrican con esmeril. En su lugar, muchos de ellos tienen un lado grueso de corindón sintético (óxido de aluminio) y un lado fino de abrasivo de granate. Foto con copyright iStockphoto / Acerebel.

Esmerilado

La piedra de esmerilado es una roca granular metamórfica o ígnea rica en corindón. Es una mezcla de minerales de óxido, normalmente corindón, magnetita, espinela y/o hematita. Es la forma más común de corindón natural que se ha utilizado para fabricar abrasivos.

El uso del esmeril como abrasivo ha disminuido considerablemente en las últimas décadas. Ha sido sustituido casi por completo por abrasivos manufacturados como el carburo de silicio. El carburo de silicio tiene una dureza Mohs de 9 a 9,5. Es barato y suele dar mejores resultados que los abrasivos naturales fabricados con corindón o esmeril.

Corindón como rubí, zafiro y zafiro de fantasía: El corindón de calidad gema es un material muy apreciado y valioso. Cuando es de color rojo brillante se llama «rubí». Cuando es azul se llama «zafiro». Cuando es incoloro se llama «zafiro blanco». El corindón de calidad gema de cualquier otro color se llama «zafiro de fantasía». En el pasado, la mayor parte del corindón gema se producía en Asia y Australia. En la década de 1990, se descubrieron muchas gemas de corindón en África. Todas las piedras de esta foto se extrajeron en África. Casi todos los corindones gema se tratan mediante calentamiento u otro proceso para mejorar su color.

La mejor manera de aprender sobre los minerales es estudiar con una colección de pequeños especímenes que puedas manejar, examinar y observar sus propiedades. En la tienda de Geology.com hay colecciones de minerales baratas.

Uso como piedra preciosa

En el mercado de las piedras preciosas y la joyería, casi toda la atención se dirige a un pequeño grupo de gemas conocidas como «las cuatro grandes»: diamante, rubí, zafiro y esmeralda. Dos de ellas, el rubí y el zafiro, son gemas corindón.

Estas gemas, las más populares, son muy codiciadas y se extraen en muchas partes del mundo desde hace miles de años. En la actualidad, se necesitan millones de rubíes y zafiros cada año para satisfacer la demanda del mercado de la joyería, desde las piedras comerciales de bajo coste que se venden en centros comerciales y grandes almacenes hasta los espectaculares ejemplares utilizados en la joyería de diseño y a medida. La demanda de piedras atractivas supera la capacidad de suministro de las minas. Como resultado, los precios pagados por las piedras naturales atractivas han subido a niveles altos.

Cuando un consumidor quiere un «anillo de rubí» o un «colgante de zafiro», generalmente no está interesado en sustituirlo por una espinela roja, una iolita azul u otra gema atractiva de color similar. Quieren «rubí» o quieren «zafiro». Los joyeros minoristas, especialmente los que venden piezas y conjuntos de menos de 500 dólares, han ido presentando cada vez más gemas sintéticas o «creadas en laboratorio» junto a las piedras naturales en sus vitrinas.

Los materiales sintéticos tienen la misma composición de óxido de aluminio y estructura cristalina que los rubíes y zafiros naturales. Su color también se produce por los mismos oligoelementos (cromo para el rubí y hierro con titanio para el zafiro).

Tienen el mismo atractivo óptico y, por lo general, un mejor aspecto físico que las piedras naturales de tamaño similar y del mismo precio. Por ello, muchos consumidores compran ahora con gusto piedras sintéticas porque reciben un producto más atractivo a un precio que pueden pagar. A largo plazo, es probable que las gemas sintéticas sigan desplazando a las piedras naturales del mercado, sobre todo en los rangos de precios bajos y medios, donde los consumidores son muy conscientes del precio.

No hay nada malo en vender o comprar joyas que contengan piedras preciosas sintéticas siempre que se cumplan dos condiciones 1) el vendedor debe revelar el hecho de que las piedras preciosas son productos del hombre en lugar de productos de la naturaleza; y, 2) el comprador entiende claramente que las piedras preciosas son sintéticas y hechas por personas en lugar de ser productos de la naturaleza.

Cojinetes de reloj de corindón: Cojinetes de corindón (rubí) en un reloj de bolsillo antiguo con movimiento «joya». A principios del siglo XX, se utilizaba corindón sintético como cojinetes para las joyas de los relojes. Derechos de autor de la imagen iStockphoto / RobertKacpura.

Cojinetes de corindón: Un dibujo de cojinetes joya y una piedra de cabeza (roja) que sostiene una rueda pivotante en un reloj mecánico lubricado por aceite (amarillo). Imagen de dominio público de Chris Burks Chetvorno.

«Joyas» y «cristales» en los relojes

A mediados del siglo XIX, los fabricantes de relojes de Suiza necesitaban rodamientos diminutos que fueran muy resistentes a la abrasión. Descubrieron que podían taladrar un agujero en un pequeño trozo de corindón y utilizarlo para obtener un cojinete de funcionamiento suave y de larga duración. El corindón era mucho más duro que los metales utilizados para fabricar las piezas móviles de un reloj, y era capaz de soportar la abrasión continua sin fallar. Los cojinetes de corindón se llamaban «cojinetes joya» por sus homólogos de piedra preciosa.

Los relojes suizos y sus «movimientos joya» se hicieron famosos en todo el mundo por su larga duración y fiabilidad. A principios del siglo XX, los cojinetes de corindón sintético sustituyeron a los de corindón natural en la mayoría de los relojes suizos. El corindón sintético era más uniforme que el natural, además de ser más barato y fácil de obtener. Este uso de los rodamientos para joyas creó una reputación positiva para los relojes suizos que continúa hasta hoy, incluso cuando los relojes mecánicos están siendo reemplazados por los relojes digitales.

Corindón sintético: Una bolita de corindón sintético. Por su color rojo, podría llamarse «rubí sintético». Este tipo de material se utiliza para los rodamientos de los relojes, las piedras preciosas, los medios de ganancia del láser y muchos otros fines.

El zafiro sintético incoloro también se utiliza en los relojes. Su durabilidad, brillo vítreo y resistencia a los arañazos lo convierten en una cubierta transparente perfecta para la esfera de un reloj mecánico o digital. Estas cubiertas transparentes, conocidas como «cristales», protegen la esfera del reloj de los impactos, el polvo, la humedad y la abrasión. El zafiro sintético se utiliza para este fin desde hace casi 100 años.

Láser de rubí: Esquema del primer láser en funcionamiento. Empleaba un fino cristal de rubí como medio de ganancia. Imagen de dominio público del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore.

Láseres de rubí

El corindón sintético es una parte esencial de muchos láseres. De hecho, el primer láser que funcionó fue un «láser de rubí», fabricado por Theodore Maiman en los Laboratorios de Investigación Hughes en 1960. Empleaba un cristal de rubí sintético como «medio de ganancia». El medio de ganancia es un material del láser que es el objetivo de una intensa ráfaga de luz.

Esa luz hace que los electrones del medio de ganancia salten a un nivel de energía más alto provocando la emisión de fotones, que golpean a otros átomos del medio de ganancia, haciendo que se exciten y emitan más fotones. Esta breve reacción en cadena produce la intensa luz de un rayo láser. Los láseres reciben el nombre del material utilizado como medio de ganancia, como «láser de rubí» o «láser de zafiro de titanio» o «láser YAG» (granate de aluminio de itrio).

En pocas décadas, los láseres se han convertido en elementos comunes de nuestra sociedad. En los reproductores de CD y DVD se utilizan láseres diminutos. Los láseres se utilizan para cortar metal, piedra y otros materiales resistentes. Los láseres se utilizan para eliminar tatuajes, realizar cirugía estética, cirugía de cataratas y cirugía LASIK para corregir la visión.

Ventanas de escáner de corindón sintético: Una máquina de autocomprobación con una ventana de escáner de código de barras en una tienda minorista de Houston, Texas. La ventana del escáner está probablemente hecha de corindón sintético. Imagen de dominio público de WhisperToMe.

Otros usos del corindón

El corindón tiene muchos otros usos. Es químicamente inerte y resistente al calor. Estas propiedades lo convierten en un material perfecto para la fabricación de productos refractarios como ladrillos de fuego, revestimientos para hornos y muebles para hornos. Hoy en día, estos productos suelen fabricarse con corindón sintético.

El corindón puro es incoloro, transparente, duradero y resistente a los arañazos. Se cultivan grandes cristales de corindón sintético transparente, que se aserran en finas láminas, y luego se utilizan como ventanas de los escáneres de las tiendas de comestibles, cristales de relojes, ventanas de aviones y cubiertas protectoras de dispositivos electrónicos.

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