Caso de estudio sobre difusión en estado

EL TRABAJO CON HOJUELAS Y ARENAS BRILLANTES EN EL MUNDO
PREHISPÁNICO
(300 AC-500DC)
(Caso de estudio sobre difusión en estado sólido de Oro y Platino)
Introducción
Cerca del Ecuador planetario, en el norte del actual país Ecuador y en la parte sur de
Colombia colindando con éste, se encuentra una región llamada Tumaco-La Tolita. En el
mundo prehispánico (300AC-500DC) allí vivía un grupo de artesanos que observaba como
en el lecho de los ríos, se podían captar arenas y hojuelas brillantes con relativa facilidad.
Eran como gotas de “lagrimas” plateadas, salidas de” la luna” y otras como gotas de”
sudor” que “el sol” dejaba caer para deleite de los humanos 1 Colectadas de entre los otros
granos de arena que no brillaban, podían llevarse a la fogata y hacer con ellas objetos de
formas variadas, para ofrenda y gozo de los dioses. Curiosamente, notaron que a las
temperaturas de la fogata ( ¿máximo 1050 0C?), las que brillaban como la luna no se
derretian como las del sol. Algunos de ellos que habían viajado a otros regiones, sabían que
las lágrimas de la luna sí se podían derretir con el fuego, así que siguieron intentando.¿ qué
habrá pasado por su mente? ¿las habrán dejado mucho tiempo a las temperaturas de fusión
del sol y al ver que no se derretian juntas empezaron a labrar las mezclas cuando estaban ya
frías?¿ las habrán vuelto a dejar al calor y vuelto a labrar, hasta que se dieron cuenta que
ambos metales se integraban sin necesidad de que los dos fundieran? ¿ cuantos ciclos de
calentamiento y trabajado habrán tenido?
No cabe duda que se dieron cuenta pronto que éstas lágrimas de luna, eran diferentes de
aquellas otras que si se derretían. Habrán ideado hacer una serie de ellas desde el color
dorado al color plateado usando distintas proporciones de las hojuelas y granos de los 2
colores. Seguramente habrán trabajado con ellas porque eran las que tenían (las que los
dioses les dieron), sin ir a buscar las otras, que sí se derretían junto con las del sol. Lo cierto
es que trabajando tesoneramente lograron producir aleaciones Oro Platino de una variedad
de Au desde casi 100% a Au-60%Pt, haciendo con ellas objetos impresionantes
Son muchas las preguntas que pueden hacerse al respecto de la técnica usada. Los
arqueólogos han conjeturado varias teorías sobre las temperaturas que podrían haberse
usado y las formas de trabajar. Definitivamente en esa época no pudieron haber alcanzado
la temperatura de fusión del Platino ( 17600C). El Platino no fue fundido sino hasta finales
del siglo XIX. Los objetos hallados en esa región son verdaderas aleaciones sólidas de
distintas proporciones2.2 El método para poder lograrlas es por difusión al estado sólido.
Esto es, la idea más aceptada es que después de un recubrimiento inicial de las partículas de
Pt con oro fundido, la aleación se logra a base de difusión en estado sólido ayudada por el
trabajado mecánico. Sin embargo también es posible trabajarlas sólo en estado sólido.
Las civilizaciónes andinas llamaban al oro “sudor del sol” y a la plata, “lágrimas de la
luna”. En forma similar, los mesoamericanos le decían excreción del sol al oro y
excremento de la luna a la plata
2
Hay algunos que tienen el platino sobre el oro, como si fuera un depósito en substrato de
oro..
1
La difusión necesita temperatura para llevarse a cabo, así que las partículas fueron
calentadas a cierta temperatura y el trabajo mecánico fue realizado quizá con la intención
primera de darle la forma deseada desde el primer conglomerado hasta obtener la forma
final, aunque en realidad el trabajado mecánico ayudó a la difusión considerablemente.
La pregunta a responder sería ¿Cómo le hicieron? En ese cómo interviene la respuesta que
se puede dar a: ¿a qué temperatura?, ¿cuanto tiempo?, ¿qué tamaño tenían las partículas de
que partieron? ¿qué procesos involucraron?
CONFORMACIÓN DE UN CASO-ESTUDIO
De la información anterior se tiene un caso-estudio sobre la fabricación de una aleación por
difusión al estado sólido.
Se trata de usar los conceptos de difusión, sobre todo, los fenomenológicos, los modelos
sencillos de solución de la 2ª ley de Fick, para calcular el tiempo que pudieron haberse
tardado para llegar a una composición determinada, usando sólo la difusión, sin tomar en
cuenta el trabajo mecánico..
He aquí algunos tips:
Imagina que para hacer la aleación tienes partículas de Platino, rodeadas de oro.
-Consulta el diagrama de fase Au-Pt.
-Selecciona una composición de la aleación en el rango de total solubilidad, que desees
como composición final
-Selecciona una temperatura probable de trabajo (abajo del solidus).
-Elige adecuadamente tu valor númérico de distancia de difusión..
-Dibuja un diagrama para cada uno de las soluciones simples, Identifica bien tus variables y
-CALCULA EL TIEMPO con cada uno de los tres modelos de solución.
Datos :
Los tamaños de la arena varían entre 0.023 -2mm, las formas son redondeadas.
Datos de Difusión:
Para 90Au-10Pt: Do=0.60 mm2 s-1 y Q =231.1 kJmol-1;
para 88 Au-Pt1:Do=0.58 mm2 s-1 y Q= 231.1 kJmol-1;
para Au86-Pt14:Do =0.53 mm2 s-1 y Q = 230.7 kJmol-1;
para Au84-1 -1 Pt16:Do =0.52 mm2 s -1y Q= 231.1 kJmol-1;
para Au82-Pt18. Do= 0.47 mm2 s -1y Q = 230.7 kJmol-1 ;
para Au80-Pt1.:Do=0.43 mm2 s-1 y Q= 230.3 kJmol-1 .