Locos por la Geología

Como vengo haciendo lentamente, hoy voy a continuar dándoles elementos para que ustedes reconozcan los minerales por sí mismos.

Sobre todo, porque mal que nos pese, consultar por internet «¿qué piedra es ésta?» es bastante absurdo, como lo he explicado ya en otro post.

Las propiedades que dependen de los campos son las últimas que quedan por presentar entre aquéllas que pueden establecerse de manera sencilla.

Hoy comenzaremos por la electricidad, que obviamente se relaciona con campos eléctricos, pero nos limitaremos a analizar sus manifestaciones obvias en muestras minerales macroscópicas. Sobre otras aplicaciones de los campos eléctricos en Geología, vendrán más adelante muchos otros posts.

¿Cuáles son las propiedades eléctricas de los minerales?

Son las que se manifiestan a través de la producción de un campo eléctrico interno debido al reacomodamiento de las cargas presentes en la estructura atómica. Se consideran propiedades macroscópicas, porque a menudo se producen «chispazos» fácilmente visualizables.

Caracterizan especialmente a los minerales que son malos conductores, y que por tal razón se clasifican como dieléctricos. Se trata mayormente de aquéllos de aspecto vítreo, con brillo no metálico.

Se conocen dos o tres tipos (según el criterio que se aplique) de propiedades eléctricas en los minerales. Ellas son:

• piezoelectricidad,
• triboelectricidad, que para algunos es solamente un caso particular de la anterior, y
• piroelectricidad.

¿Qué es la piezoelectricidad?

La palabra piezoelectricidad procede del vocablo griego «piezein», que significa apretar, y designa al fenómeno según el cual, algunos minerales se polarizan eléctricamente cuando son sometidos a tensiones mecánicas.

Se trata de una propiedad vectorial, ya que la presión debe ser ejercida a lo largo de ciertas direcciones bien definidas del cuerpo cristalino, en cuya geometría, es un requerimiento básico la falta de centro de simetría.

En esos casos, al ejercerse la presión sobre el cristal, y como respuesta a ella, los iones positivos se desplazan hacia un extremo y los negativos migran al otro; de tal manera que el cristal se polariza eléctricamente; o en otras palabras, en las caras opuestas surgen cargas de signo contrario entre sí.

Es muy notable el hecho de que también ocurre el fenómeno inverso, es decir que esta clase de minerales, si se exponen a un campo eléctrico, se deforman, aunque muchas veces el cambio sólo sea microscópico. Estas deformaciones son además casi siempre y casi totalmente, reversibles, ya que basta con alejar el material del campo eléctrico para que recupere su configuración original.

¿Desde cuándo se conoce la piezoelectricidad?

Si bien muchos atribuyen el descubrimiento a Pierre Curie, ya con anterioridad al menos dos científicos mencionaron y analizaron el fenómeno.

El primero fue René Just Haüy (1743 – 1822), mineralogista francés al que se recuerda como el padre de la cristalografía, y quien en 1817, estableció la polarización en la calcita y generó criterios para reconocer los distintos tipos de propiedades eléctricas en los minerales. Fue inclusive creador de los dispositivos que llamó electroscopios para investigar esos campos.

Entre los años 1875 y 1882, Antoine Henri Becquerel (1852-1908), físico francés, parte de una de las más ilustres dinastías científicas de París, estudió con algún detalle la polarización inducida por las rupturas a lo largo de los clivajes.

Y luego, en 1881, Pierre y Jacques Curie, estudiaron los efectos de la compresión, tanto en la turmalina como en el cuarzo, estableciendo que las cargas en ambos casos se dirigían a los extremos opuestos de los cristales.

¿Cómo se reconoce esta propiedad de manera sencilla?

En una forma práctica, cuando los cristales de determinados minerales, como el cuarzo por ejemplo, se golpean entre sí, ocurre una polarización de la carga, que se expresa en el fenómeno por el cual saltan chispas, y que fue aprovechado por los hombres primitivos para encender fuego, lo cual significó un asombroso avance en la civilización.

Una aplicación que todos utilizamos, sin estar conscientes de ello es la de los encendedores eléctricos, tipo magiclick, que tienen en el interior un cristal, generalmente sintético, que por ser piezoeléctrico, al recibir un golpe seco (como el del gatillo de la pistolita que simulan, o de la tecla en aparatos que lo traen incorporado) provoca un arco voltaico o chispa, que enciende la cocina, el mechero o el calefón, según sea el caso.

¿Qué es la triboelectricidad?

Como dije más arriba, hay quienes sostienen que solamente se trata de una división artificial del mismo fenómeno descripto más arriba, ya que en este caso se reemplaza la presión por un estímulo ligeramente diferente, como es la fricción.

El término se genera a partir del vocablo griego tribein, que significa frotar, y una manifestación, no relacionada con los minerales la hemos experimentado seguramente todos, cuando nos quitamos ropas sintéticas en la oscuridad y vemos que a partir del roce se generan chispas.

¿Qué es la piroelectricidad?

¿Sencillo, verdad?

¿Desde cuándo se conoce la piroelectricidad?

Los primeros registros datan de 1824, y se deben al científico y naturalista escocés sir David Brewster (1781-1868), que reconoció el fenómeno en la sal de Rochelle, un tartrato de sodio y potasio con fórmula KNa (C ₄ H ₄ O ₆)· 4H ₂o que es también piezoeléctrico.

Más tarde, el efecto piroeléctrico se descubrió en minerales como cuarzo, turmalina y otros.

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Un abrazo y hasta el miércoles. Graciela.