Las facetas ( / ˈ f æ s ɪ t / ) son caras planas en formas geométricas. La organización de las facetas naturales fue clave para los primeros avances en cristalografía , ya que reflejan la simetría subyacente de la estructura cristalina . Las piedras preciosas suelen tener facetas cortadas para mejorar su apariencia permitiéndoles reflejar la luz.
De los cientos de disposiciones de facetas que se han utilizado, la más famosa es probablemente la talla redonda brillante , utilizada para diamantes y muchas piedras preciosas de colores. Se dice que esta primera versión de lo que se convertiría en el moderno Corte Brillante fue ideada por un italiano llamado Peruzzi, en algún momento a finales del siglo XVII. [1] [2] Más tarde, Marcel Tolkowsky calculó los primeros ángulos para un diamante de talla "ideal" en 1919. Desde entonces se han realizado ligeras modificaciones, pero los ángulos para los diamantes de talla "ideal" siguen siendo similares a la fórmula de Tolkowsky. Los brillantes redondos tallados antes de la llegada de los ángulos "ideales" a menudo se denominan "talla brillante redonda temprana" o "talla brillante europea antigua" y se consideran mal tallados según los estándares actuales, aunque todavía hay interés en ellos por parte de los coleccionistas. Otros cortes de diamantes históricos incluyen el "Old Mine Cut", que es similar a las primeras versiones del brillante redondo, pero tiene un contorno rectangular, y el " Rose Cut ", que es un corte simple que consta de una parte posterior plana y pulida y números variables. de facetas en ángulo en la corona, produciendo una cúpula facetada. A veces, se corta una faceta número 58, llamada culet , en la parte inferior de la piedra para ayudar a evitar que se astille la punta del pabellón. Las tallas brillantes anteriores suelen tener culetas muy grandes, mientras que los diamantes de talla brillante modernos generalmente carecen de la faceta culet, o pueden estar presentes en tamaños diminutos.
El arte de tallar una gema es un procedimiento exigente que se realiza en una máquina de facetado . El producto ideal del corte facetado es una piedra preciosa que muestra un agradable equilibrio de reflejos internos de luz conocidos como brillo , dispersión fuerte y colorida que comúnmente se conoce como "fuego" y destellos de luz reflejada de colores brillantes conocidos como centelleo . Por lo general, las piedras transparentes a translúcidas son facetadas, aunque ocasionalmente se pueden facetar materiales opacos , ya que el brillo de la gema producirá reflejos atractivos. Pleonaste ( espinela negra ) y diamante negro son ejemplos de piedras preciosas facetadas opacas.
Los ángulos utilizados para cada faceta juegan un papel crucial en el resultado de una gema. Si bien la disposición general de las facetas de una talla de piedra preciosa en particular puede parecer la misma en cualquier material de gema determinado, los ángulos de cada faceta deben ajustarse cuidadosamente para maximizar el rendimiento óptico. Los ángulos utilizados variarán según el índice de refracción del material de la gema. Cuando la luz atraviesa una piedra preciosa e incide en una faceta pulida, el ángulo mínimo posible para que la faceta refleje la luz hacia la piedra preciosa se denomina ángulo crítico . [3] Si el rayo de luz incide en una superficie inferior a este ángulo, dejará el material de la gema en lugar de reflejarse a través de la gema como brillo. Estos rayos de luz perdidos a veces se denominan "fugas de luz" y el efecto que provocan se denomina "ventana", ya que el área aparecerá transparente y sin brillo. Esto es especialmente común en piedras preciosas comerciales mal talladas. Las piedras preciosas con índices de refracción más altos generalmente son piedras preciosas más deseables; el ángulo crítico disminuye a medida que aumentan los índices de refracción, lo que permite mayores reflejos internos ya que es menos probable que la luz escape.
Esta máquina utiliza una placa accionada por motor para sostener un disco exactamente plano (conocido como " vuelta ") con el fin de cortar o pulir. Los abrasivos de diamante unidos a metal o resina se usan típicamente para cortar solapas, y se usa una amplia variedad de materiales para pulir solapas junto con polvo de diamante muy fino o pulimentos a base de óxido. Por lo general, se usa agua para cortar, mientras que aceite o agua se usa para el proceso de pulido.
La máquina utiliza un sistema generalmente llamado "mástil" que consiste en una lectura de ángulo, ajuste de altura y típicamente se utiliza un engranaje (llamado "engranaje índice") con un número particular de dientes como medio para establecer el ángulo de rotación. Los ángulos de rotación se dividen uniformemente por el número de dientes presentes en el engranaje, aunque muchas máquinas incluyen medios adicionales para ajustar el ángulo de rotación en incrementos más finos, a menudo llamados "tramposos". La piedra está unida a una varilla (típicamente de metal) conocida como "dop" o "dop stick" y se mantiene en su lugar mediante una parte del mástil denominada "púa".
La piedra dopada se muele en ángulos e índices precisos en capas de corte de grano progresivamente más fino, y luego el proceso se repite una última vez para pulir cada faceta. La repetición precisa de los ángulos en el proceso de corte y pulido se ve favorecida por la lectura de ángulos y el engranaje índice. El proceso físico de pulido es un tema de debate. Una teoría comúnmente aceptada es que las finas partículas abrasivas de un compuesto de pulido producen abrasiones más pequeñas que las longitudes de onda de la luz, lo que hace que los pequeños rayones sean invisibles. Dado que las piedras preciosas tienen dos lados (la corona y el pabellón), se utiliza un dispositivo a menudo llamado "plantilla de transferencia" para voltear la piedra de modo que cada lado pueda cortarse y pulirse. [3]
La escisión se basa en debilidades planas de los enlaces químicos en la estructura cristalina de un mineral. Si se aplica un golpe fuerte en el ángulo correcto, la piedra puede partirse limpiamente. Si bien la escisión se utiliza a veces para dividir piedras preciosas sin cortar en trozos más pequeños, nunca se utiliza para producir facetas. La división de diamantes alguna vez fue común, pero como el riesgo de dañar una piedra es demasiado alto, a menudo resultaban pedazos de diamante no deseados. Actualmente, el método preferido para dividir diamantes en trozos más pequeños es el aserrado . [2]
Un estilo más antiguo y primitivo de máquina de facetado llamado máquina de clavijas de jamba utilizaba varillas de madera de longitud precisa y un sistema de "mástil" que consistía en una placa con agujeros cuidadosamente colocados. Al colocar el extremo posterior del dop en uno de los muchos orificios, la piedra podría introducirse en el regazo en ángulos precisos. Estas máquinas requerían una habilidad considerable para funcionar con eficacia. [3]
Otro método de corte de facetas implica el uso de cilindros para producir facetas cóncavas y curvas. Esta técnica puede producir muchas variaciones artísticas e inusuales del proceso de facetado tradicional.
Muchos cristales crecen naturalmente en formas facetadas. Por ejemplo, la sal de mesa común forma cubos y el cuarzo forma prismas hexagonales. Estas formas características son consecuencia de la estructura cristalina del material y de la energía superficial , así como de las condiciones generales bajo las cuales se formó el cristal.
La red de Bravais de la estructura cristalina define un conjunto de posibles "planos de baja energía", que suelen ser planos en los que los átomos están muy empaquetados. Por ejemplo, un cristal cúbico puede tener planos de baja energía en las caras del cubo o en las diagonales. Los planos son de baja energía en el sentido de que si el cristal se escinde a lo largo de estos planos, habrá relativamente pocos enlaces rotos y un aumento relativamente pequeño de energía con respecto al cristal intacto. De manera equivalente, estos aviones tienen una energía superficial baja . Los planos con menor energía formarán las facetas más grandes, para minimizar la energía libre termodinámica general del cristal. Si se conoce la energía superficial en función de los planos, se puede encontrar la forma de equilibrio del cristal mediante la construcción de Wulff .
Las condiciones de crecimiento , incluida la superficie sobre la que crece el cristal (el sustrato), pueden cambiar la forma esperada del cristal; por ejemplo, si la base del cristal está bajo tensión por el sustrato, esto puede favorecer que el cristal crezca más en lugar de crecer hacia afuera a lo largo del sustrato. La energía superficial, incluidas las energías relativas de los diferentes planos, depende de muchos factores, entre ellos la temperatura, la composición del entorno (por ejemplo, la humedad) y la presión.