Los procesos sintéticos

Desde finales del siglo XIX, se investiga en la creación de todo tipo de cristales para diversos usos. Definimos como procesos de síntesis a todos aquellos destinados a crear gemas con la misma composición y los mismos elementos asociados que se encuentran en la naturaleza. Por tanto, las gemas presentan propiedades físicas, ópticas y coloraciones iguales o muy parecidas a las naturales.
En un principio, los procesos consistían en un simple fundido de los materiales y un posterior enfriamiento controlado para obtener un crecimiento cristalino similar al natural. Posteriormente se investigaron nuevos métodos que lo que intentaban era crear las gemas en condiciones muy parecidas a la creación natural.

1-Sustancia fundida: Es el primer proceso utilizado y conocido como el método “Verneuil” , que consiste en el fundido de un compuesto con sus colorantes adecuados, en proporciones iguales a las de las gemas naturales. El compuesto funde a una temperatura entre 2000º y 2500º C, y éste una vez licuado, gotea sobre una superficie giratoria y descendente que dirige el crecimiento, en la que se sitúa una semilla del cristal que se desea obtener, haciendo que el compuesto cristalice a partir de la semilla, obteniéndose una sustancia acampanada de mineral sintético
Este proceso deja unas inclusiones en el cristal que nos servirán para diferenciarlo de uno natural, como son las líneas de crecimiento curvas alrededor de la semilla, burbujas de aire, masas de fundente oscuras y restos o “nubes” de colorante. Últimamente el proceso se ha perfeccionado y modificado de varias formas, haciendo que las inclusiones sean mucho menores, y en algunos casos, como para investigaciones láser, se crean rubíes perfectos, o también para la industria de la relojería, se crean cuarzos y corindones sintéticos (los llamados cristales minerales o cristal zafiro que nunca se rayan).

2-Método “Melt-fluxion”: Utilizando temperaturas inferiores que el método anterior, a unos 1300º C, se funden en crisoles de platino los componentes naturales del producto a sintetizar, junto con elementos fundentes que a elevadas temperaturas se vuelven fuertes disolventes. La mezcla fundida se enfría lentamente a razón de unos 4º C por hora, y los cristales van creciendo aleatoriamente dentro de la masa o sobre semillas colocadas al efecto.
Las inclusiones que deja suelen ser placas de platino de aspecto metálico, numerosos “velos” con formas retorcidas, que son restos del fundente nuevamente solidificado, aparentes inclusiones secundarias que semejan bifásicas y grandes masas de fundente.

3-Método Hidrotermal: Se utiliza una autoclave cilíndrica de gruesas paredes de acero recubiertas interiormente por metal noble. Se prepara una solución acuosa con los elementos fundentes adecuados. Los componentes naturales del producto a sintetizar, se colocan por separado mediante rejillas de platino en puntos distantes del cilindro. Se distribuyen semillas entre la solución acuosa para dirigir el crecimiento. Una vez cerrada la autoclave, se calienta a temperaturas no superiores a 700º C y presiones entre 500 y 1500 atmósferas, haciendo que la solución con el fundente disuelva los componentes, haciendo que se desplacen por convección, reaccionando y creciendo alrededor de las semillas.
Este es el método más parecido al natural, y los productos obtenidos son muy similares. Sus inclusiones son también muy parecidas a las naturales y solo un ojo experto puede diferenciarlas. Por ejemplo, en el caso de esmeraldas, en ambas se presentan inclusiones bifásicas y fracturas cicatrizadas. Solo el uso adecuado de la luz hace que se aprecien las diferencias.

4-Altas presiones y temperaturas: Utilizadas para la obtención de diamantes. Usando el grafito como componente base, ya que al igual que el diamante, ambos están formados por carbono, pero con diferente estructura cristalina debido a las diferencias en sus condiciones de cristalización. Induciendo altísimas presiones instantáneas de hasta 400 kilobares (400.000 bares) se producen elevadas temperaturas de unos 1000º C formando pequeñísimos diamantes. También se pueden usar presiones inferiores de hasta 180 Kb de forma continuada, produciendo unas temperaturas de hasta 3.500º C y formando diamantes pequeños. Otras presiones y temperaturas inferiores, junto con el uso de diferentes disolventes del carbono, son métodos empleados para obtener diamantes de uso industrial.

5-Otros métodos: Mediante el uso de disolventes de todo tipo, y con componentes químicos, se pueden obtener diversos materiales gemológicos. Estos métodos están en continuo desarrollo, pero en ningún caso salvo en los ópalos los componentes utilizados son iguales a los naturales.