La escala de Mohs ordena la dureza de los minerales en función de su capacidad para rayar o ser rayados (siguiendo el principio de que los minerales de mayor dureza rayan los de menor dureza).
La escala de Mohs está dispuesta en orden ascendente, colocando el talco como el número 1, es decir, el mineral más blando, y relacionando el diamante con el número 10, es decir, el más duro de todos.
Sin embargo, esto no significa que el diamante sea 10 veces más duro que el talco, ya que la escala de Mohs es una clasificación de dureza relativa y no proporcional.
El concepto de «dureza»
Cuando hablamos de dureza nos referimos a la resistencia que un material opone a ser rayado por otro.
La definición técnica sería: Capacidad de cada material para resistir su deformación plástica cuando se le aplica fuerza, aunque en términos más simples se habla de resistencia a la abrasión, a los arañazos, el corte o a la penetración.
La dureza, por lo tanto, es la propiedad que da a los minerales la capacidad de resistir una deformación permanente cuando se someten a una fuerza opuesta.
Así pues, la dureza es muy importante, por ejemplo, para la ingeniería, ya que determina el aguante al desgaste del material (por fricción o erosión), que es mayor a medida que aumenta la dureza, (cuanto mayor es la dureza de un metal, mayores son las posibilidades de preservar su estructura a lo largo del tiempo).
Las medidas de dureza más importantes son:
- Dureza al rayado: mide la resistencia de una muestra a la fractura o a la deformación plástica permanente debida al roce de un objeto puntiagudo. La escala de Mohs se suele utilizar para hacer esta medición;
- Dureza a la penetración: mide la resistencia de una muestra a la deformación del material debido a la aplicación de una fuerza constante por un objeto puntiagudo. Las escalas de dureza a la penetración incluyen Rockwell, Vickers, Brinell y Shore;
- Dureza de rebote: mide la altura del «rebote» de un martillo con punta de diamante cuando se suelta desde una altura fija en un material determinado. La prueba de dureza de Leeb y la escala de Bennet se utilizan comúnmente para medir la dureza de rebote;
Hay diferentes escalas de medición individuales dentro de cada una de estas clases de medición. Sin embargo, para evaluar la dureza de los minerales, la mejor y más utilizada es sin duda la escala de Mohs.
Cómo medir la dureza con la Escala de Mohs
Esta escala es una de las maneras más extendidas para medir la dureza, y fue desarrollada en 1812 por Friedrich Mohs (un mineralogista alemán).
La escala de Mohs se basa en una prueba que observa la superficie de los minerales al rayarse con otro material o elemento cuya dureza ya se conoce.
Así, la escala de Mohs se ha convertido en una de las medidas reconocidas a nivel científico para identificar los cristales y minerales en general, comparando dicha piedra con otros 10 minerales de referencia, cuya dureza ya es conocida, lo que desemboca en la llamada «escala de dureza de Mohs».
Un kit práctico para determinar esta escala contiene estos 10 materiales:
- Talco;
- Yeso;
- Calcita;
- Fluorita;
- Apatita;
- Feldespato;
- Cuarzo;
- Topacio;
- Corindón;
- Diamante.
Aunque el diamante no está incluido en muchos de los kits disponibles en el mercado – debido a su alto costo – el resto de los materiales son asequibles y son fáciles de conseguir.
Escala de Mohs de minerales específicos
Además de conocer la escala de Mohs en general, es interesante observar cómo se aplica a minerales específicos. Por ejemplo, en la escala de Mohs, el cobre tiene una dureza aproximada de 3, mientras que el oro, uno de los metales más valorados, tiene una dureza de 2.5 a 3.
La escala de Mohs también incluye minerales como la obsidiana, que es un vidrio volcánico y tiene una dureza de 5 a 5.5, lo que la hace más dura que algunos metales. Esto resalta la importancia de la escala de dureza de los minerales, que nos permite clasificar no solo piedras preciosas, sino también materiales industriales.
Medición de la dureza
A partir del hecho de que la dureza debe entenderse como la resistencia y oposición a ser rayado, este test se realiza colocando un extremo de un mineral anterior en la escala de Mohs (que, en nuestro ejemplo, llamaremos «A») sobre una superficie no marcada de otro mineral (o del mineral «B»).
Mostramos las 4 situaciones que pueden producirse al realizar la prueba a 2 muestras:
- Intentamos rayar el mineral B con el mineral A. Si no sabemos nada sobre la dureza de B, empezaremos con la más blanda (o menos dura), que es el talco;
- Si el mineral A (talco) no araña al mineral B, entonces B es más duro que el material A;
- Entonces determinamos como A un mineral más duro, por ejemplo el yeso;
- Si el mineral A (yeso) no rasca al mineral B, entonces B es más duro que el mineral A.
Seguimos y seguimos hasta que el mineral A es capaz de rascar al mineral B. La dureza de la muestra estará entre el mineral más duro que no la arañó y el que sí lo hizo.
Si, por ejemplo, tenemos un mineral B que no rasca la apatita pero es capaz de rascar el feldespato, significa que este mineral B (según esta escala) tiene dureza entre 5 y 6.
Si las dos muestras tienen la misma dureza, ninguna de ellas se rayará. Sin embargo, hay que tener cuidado ya que pueden producirse pequeños arañazos que dificultan la determinación de si los minerales son de dureza equivalente o no.
Este test es fácil de realizar, ya que puede realizarse con las propias manos, simplemente presionando y arrastrando la muestra de dureza conocida contra el mineral a investigar.
Si la dureza del material es 5 o menos, deberá arañar sin apenas esfuerzo, pero si el material tiene una dureza de 6 o más, arañarlo necesitará aplicar más presión.
Se conocen otros minerales y materiales, (aunque la precisión sea poco científica), el vidrio tiene una dureza de 6.6, las uñas entre 2-2.5, el cobre alrededor de 3, etc. La dureza del vidrio Mohs es un dato interesante para aquellos que estudian materiales en un contexto arquitectónico o de diseño.
A pesar de lo que se cree, el material más duro no es el diamante, sino otros materiales más complicados de obtener y encontrar, como el grafeno o el nitruro de boro.
Es poco probable que encuentres un mineral más suave que el talco. Sin embargo, algunos metales pueden ser aún más blandos, como el cesio, el rubidio, el litio y el potasio.
