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¿Qué es el cuarzo?

El cuarzo es un compuesto químico que consiste en una parte de silicio y dos partes de oxígeno. Es dióxido de silicio (SiO_2). Es el mineral más abundante que se encuentra en la superficie de la Tierra, y sus propiedades únicas lo convierten en una de las sustancias naturales más útiles.

Cuarzo cristal de roca: Cuarzo transparente de «cristal de roca». Este espécimen muestra la fractura concoidea (fractura que produce superficies curvas) que es característica del mineral. El espécimen mide aproximadamente cuatro pulgadas (diez centímetros) de ancho y es de Minas Gerais, Brasil.

¿Dónde se encuentra el cuarzo?

El cuarzo es el mineral más abundante y ampliamente distribuido que se encuentra en la superficie de la Tierra. Está presente y es abundante en todas partes del mundo. Se forma a todas las temperaturas. Es abundante en rocas ígneas, metamórficas y sedimentarias. Es altamente resistente a la intemperie mecánica y química. Esta durabilidad lo convierte en el mineral dominante de las cimas de las montañas y el componente principal de la arena de la playa, el río y el desierto. El cuarzo es omnipresente, abundante y duradero. Los depósitos minables se encuentran en todo el mundo.

Cuarzo amatista: El cuarzo cristalino púrpura se conoce como «amatista». Cuando es transparente y de alta calidad, a menudo se corta como una piedra preciosa. Este espécimen mide aproximadamente cuatro pulgadas (diez centímetros) de ancho y es de Guanajuato, México.

Propiedades físicas del cuarzo

Clasificación química	Silicato
Color	El cuarzo se produce en prácticamente todos los colores. Los colores comunes son claro, blanco, gris, púrpura, amarillo, marrón, negro, rosa, verde, rojo.
Raya	Incoloro (más duro que la placa de rayas)
Lustre	Vítreo
Diafanidad	Transparente a translúcido
Escote	Ninguno: normalmente se rompe con una fractura concoidea
Dureza Mohs	7
Gravedad específica	2.6 a 2.7
Propiedades de diagnóstico	Fractura concoidea, brillo vítreo, dureza
Composición química	SiO2
Sistema cristalino	Hexagonal
Usos	Fabricación de vidrio, abrasivo, arena de fundición, proppant de fracturación hidráulica, piedras preciosas

Pedernal: Flint es una variedad de cuarzo microcristalino o criptocristalino. Ocurre como nódulos y masas concrecionarias y con menos frecuencia como un depósito en capas. Se rompe consistentemente con una fractura concoidea y fue uno de los primeros materiales utilizados para hacer herramientas por las primeras personas. Lo usaban para hacer herramientas de corte. Después de miles de años, la gente continúa usándolo. Actualmente se utiliza como el filo de corte en algunas de las mejores herramientas quirúrgicas. Este espécimen mide aproximadamente cuatro pulgadas (diez centímetros) de ancho y es de Dover Cliffs, Inglaterra.

Puntas de flecha de sílex de cuarzo: Uno de los primeros usos del cuarzo, en forma de pedernal, fue la producción de objetos afilados como cuchillas de cuchillo, raspadores y puntas de proyectil como las puntas de flecha que se muestran arriba. Derechos de autor de la imagen iStockphoto / Leslie Banks.

¿Cuáles son los usos del cuarzo?

El cuarzo es uno de los materiales naturales más útiles. Su utilidad puede estar ligada a sus propiedades físicas y químicas. Tiene una dureza de siete en la escala de Mohs, lo que lo hace muy duradero. Es químicamente inerte en contacto con la mayoría de las sustancias. Tiene propiedades eléctricas y resistencia al calor que lo hacen valioso en productos electrónicos. Su brillo, color y diafanidad lo hacen útil como piedra preciosa y también en la fabricación de vidrio.

Usos del cuarzo en la fabricación de vidrio

Los procesos geológicos han depositado ocasionalmente arenas que están compuestas por casi 100% granos de cuarzo. Estos depósitos han sido identificados y producidos como fuentes de arena de sílice de alta pureza. Estas arenas se utilizan en la industria de la fabricación de vidrio. La arena de cuarzo se utiliza en la producción de vidrio de contenedor, vidrio de placa plana, vidrio especial y fibra de vidrio.

Ventanas de vidrio de cuarzo: La fabricación de vidrio es uno de los principales usos del cuarzo. Derechos de autor de la imagen iStockphoto / Chinaface.

Cuentas de jaspe: El cuarzo se utiliza a menudo en joyería o como piedra preciosa. Estas cuentas de jaspe son un ejemplo de cuarzo utilizado como piedra preciosa.

Arena de vidrio de cuarzo: Arenisca de cuarzo de alta pureza adecuada para la fabricación de vidrio de alta calidad. La «arena de vidrio» es una arenisca que se compone casi en su totalidad de granos de cuarzo. En la foto hay un espécimen de la arenisca Oriskany de Hancock, Virginia Occidental. En algunos lugares, el Oriskany es más del 99% de cuarzo puro. Gran parte de ella se ha utilizado para el vidrio de contenedor, pero parte de ella se ha seleccionado para su uso en la fabricación de lentes para los telescopios más grandes. El espécimen mide aproximadamente cuatro pulgadas (diez centímetros de ancho).

Cuarzo aventurina azul: La aventurina es una colorida variedad de cuarzo que contiene abundantes inclusiones brillantes de minerales como la mica o la hematita. A menudo se corta y pule para su uso como piedra ornamental. Los colores comunes para la aventurina son verde, naranja y azul. Este espécimen mide aproximadamente cuatro pulgadas (diez centímetros) de ancho y es de la India.

Usos del cuarzo como abrasivo

La alta dureza del cuarzo, siete en la escala de Mohs, lo hace más difícil que la mayoría de las otras sustancias naturales. Como tal, es un excelente material abrasivo. Las arenas de cuarzo y la arena de sílice finamente molida se utilizan para el chorro de arena, limpiadores de limpieza, medios de molienda y arena para lijar y aserrar.

Usos del cuarzo como arena de fundición

El cuarzo es muy resistente tanto a los productos químicos como al calor. Por lo tanto, se utiliza a menudo como arena de fundición. Con una temperatura de fusión más alta que la mayoría de los metales, se puede utilizar para los moldes y núcleos de trabajos de fundición comunes. Los ladrillos refractarios a menudo están hechos de arena de cuarzo debido a su alta resistencia al calor. La arena de cuarzo también se utiliza como flujo en la fundición de metales.

Madera silicificada: La madera «petrificada» silicificada se forma cuando los restos de plantas enterradas se infiltran con aguas minerales que precipitan el cuarzo. Este cuarzo rellena las cavidades dentro de la madera y, a menudo, reemplaza los tejidos leñosos. Este espécimen mide aproximadamente cuatro pulgadas (diez centímetros) de ancho y es del condado de Yuma, Arizona.

Usos en la industria petrolera

La arena de cuarzo tiene una alta resistencia a ser aplastada. En la industria petrolera, los lodos de arena son forzados a bajar pozos de petróleo y gas bajo presiones muy altas en un proceso conocido como fracturación hidráulica. Esta alta presión fractura las rocas del reservorio, y la suspensión arenosa se inyecta en las fracturas. Los granos de arena duraderos mantienen las fracturas abiertas después de que se libera la presión. Estas fracturas abiertas facilitan el flujo de gas natural hacia el pozo.

La mejor manera de aprender sobre los minerales es estudiar con una colección de pequeños especímenes que pueda manejar, examinar y observar sus propiedades. Las colecciones de minerales de bajo costo están disponibles en la tienda Geology.com.

Chert: Chert es un cuarzo microcristalino o criptocristalino. Ocurre como nódulos y masas concrecionarias y con menos frecuencia como un depósito en capas. Este espécimen mide aproximadamente cuatro pulgadas (diez centímetros) de ancho y es de Joplin, Missouri.

Muchos otros usos de la arena de cuarzo

La arena de cuarzo se utiliza como relleno en la fabricación de caucho, pintura y masilla. Los granos de cuarzo cribados y lavados, cuidadosamente dimensionados se utilizan como medios filtrantes y gránulos para techos. Las arenas de cuarzo se utilizan para la tracción en las industrias ferroviaria y minera. Estas arenas también se utilizan en la recreación en campos de golf, canchas de voleibol, campos de béisbol, cajas de arena para niños y playas.

Cristal de cuarzo: Un cristal de cuarzo Herkimer «Diamond» en dolostone. Este espécimen mide aproximadamente seis pulgadas (quince centímetros) de ancho y es de Middleville, Nueva York.

Usos de los cristales de cuarzo

Una de las propiedades más sorprendentes del cuarzo es la capacidad de sus cristales para vibrar a frecuencias precisas. Estas frecuencias son tan precisas que los cristales de cuarzo se pueden utilizar para fabricar instrumentos y equipos de cronometraje extremadamente precisos que pueden transmitir señales de radio y televisión con frecuencias precisas y estables.

Los pequeños dispositivos utilizados para estos fines se conocen como «osciladores de cristal». Los primeros osciladores de cristal se desarrollaron en la década de 1920, y solo veinte años después, se necesitaban decenas de millones de ellos cada año para abastecer a los militares durante la Segunda Guerra Mundial. Hoy en día, miles de millones de cristales de cuarzo se utilizan para hacer osciladores para relojes, relojes, radios, televisores, juegos electrónicos, computadoras, teléfonos celulares, medidores electrónicos y equipos GPS.

También se ha desarrollado una amplia variedad de usos para cristales de cuarzo de grado óptico. Se utilizan para fabricar lentes, ventanas y filtros especializados utilizados en láseres, microscopios, telescopios, sensores electrónicos e instrumentos científicos. El material de arena de playa es ahora el material de los dispositivos electrónicos más avanzados del mundo.

Una necesidad de cristales de cuarzo sintético

Durante la década de 1900, la demanda de cristales de cuarzo de alta calidad se aceleró tan rápidamente que las operaciones mineras de todo el mundo no pudieron suministrarlos en cantidades adecuadas. Afortunadamente, esta necesidad se realizó durante la Segunda Guerra Mundial, y la industria militar y privada comenzó a trabajar en métodos para cultivar cristales de cuarzo sintético para cumplir con los requisitos especiales de uso óptico y electrónico.

Hoy en día, la mayoría de los cristales de cuarzo utilizados en componentes electrónicos e instrumentos ópticos se cultivan en laboratorios en lugar de producirse a partir de minas. La mayoría de los laboratorios cultivan sus cristales utilizando métodos basados en el proceso geológico de la actividad hidrotermal. Los cristales sintéticos se cultivan a altas temperaturas a partir de aguas sobrecalentadas que son ricas en sílice disuelta. Estos cristales fabricados se pueden cultivar en formas, tamaños y colores que coincidan con las necesidades de los procesos de fabricación. El costo de cultivar cristales de cuarzo sintético es competitivo con la minería, y el único límite en la producción es la disponibilidad de equipos de crecimiento de cristales.

Ametrina: Una piedra bicolor que combina citrino dorado y amatista púrpura. Esta gema mide unos 8×10 mm.

El cuarzo como piedra preciosa

El cuarzo es una excelente piedra preciosa. Es duro, duradero y, por lo general, acepta un pulido brillante. Las variedades populares de cuarzo que se usan ampliamente como gemas incluyen: amatista, citrino, cuarzo rosa, cuarzo ahumado y aventurina. El ágata y el jaspe también son variedades de cuarzo con una estructura microcristalina.

Cuarzo rosa: Cuarzo rosa translúcido en bruto.

Cuentas de cuarzo rosa: Cuarzo rosa translúcido – cuentas cortadas y pulidas. Cada cuenta tiene unos diez milímetros de diámetro.

Novaculite es una variedad de cuarzo densa y criptocristalina con una textura de grano fino y muy uniforme. Como cuarzo, tiene una dureza de 7 (más duro que el acero) y se utiliza como «piedra de afilar» para afilar cuchillos.

Usos especiales de la piedra de sílice

«Piedra de sílice» es un término industrial para materiales como cuarcita, novaculita y otras rocas de cuarzo microcristalinas. Estos se utilizan para producir herramientas abrasivas, medios de desbarbado, piedras de moler, hones, piedras oleaginosas, limas de piedra, revestimientos de molinos de tubos y piedras de afilar.

Trípoli

Trípoli es sílice cristalina de un tamaño de grano extremadamente fino (menos de diez micrómetros). Trípoli comercial es un material de sílice casi puro que se utiliza para una variedad de propósitos abrasivos suaves que incluyen: jabones, pastas de dientes, compuestos de pulido de metales, compuestos de pulido de joyas y compuestos de pulido. Se puede usar como pulido cuando se hacen piedras caídas en un vaso de roca. Trípoli también se utiliza en productos de fricción de frenos, rellenos en esmalte, compuestos de calafateo, plástico, pintura, caucho y refractarios.

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