A casi 300 metros bajo el desierto, cerca de Naica (Chihuahua, México), el aire está a 58 °C, con un 99 % de humedad. Incluso con un traje refrigerado se camina despacio. De las paredes de caliza de una cámara en forma de herradura brotan en todas direcciones vigas de yeso transparentes como el vidrio, algunas más largas que un autobús urbano. El mayor cristal medido tiene 11,40 metros de largo y pesa unas 12 toneladas. Son megacristales de selenita, la variedad transparente de uno de los minerales más corrientes de la Tierra: el sulfato de calcio dihidratado, de fórmula química CaSO4·2H2O. Ese mismo compuesto está en las placas de yeso laminado de cualquier cocina de las afueras y forma las dunas blancas de Nuevo México.
¿Qué es el yeso?
El yeso es un mineral blando, un sulfato de calcio hidratado de fórmula CaSO4·2H2O. Cristaliza en el sistema monoclínico, se raya con la uña (dureza 2 de Mohs) y es el sulfato más abundante de la cobertera sedimentaria de la Tierra. El mismo nombre designa la roca formada mayoritariamente por este mineral, que en las secuencias evaporíticas suele aparecer intercalada con halita y anhidrita. El yeso es el mineral que define la dureza 2 de la escala de Mohs.
La palabra viene del griego gypsos, el nombre que daban los griegos al yeso calcinado que obtenían cociendo esa misma roca. En Montmartre, en el extremo norte de París, se ha extraído yeso desde época romana. Las capas de Montmartre suministraron tanto polvo calcinado al comercio de la Europa medieval que, a finales del siglo XIV, el material ya se conocía en inglés como plaster of Paris, «yeso de París».
Química y estructura cristalina
La estructura del yeso es laminar. Láminas dobles de iones calcio unidos a tetraedros de sulfato alternan con láminas de moléculas de agua, todas apiladas perpendicularmente al eje cristalográfico b. Esas capas de agua son el eslabón débil. Por ellas, una lámina de exfoliación de selenita se desprende limpiamente del cristal, como una hoja de mica, y por ellas todas las obras de referencia describen como «perfecta» la exfoliación según {010}.
Los cristalógrafos Pedersen y Semmingsen refinaron la estructura por difracción de neutrones en 1982 y fijaron el grupo espacial como I2/a (una elección de ejes alternativa del grupo monoclínico C2/c, n.º 15), con parámetros de celda a = 5,679 Å, b = 15,202 Å, c = 6,522 Å y β = 118,43°. Un estudio Rietveld publicado en 2004 en Powder Diffraction por De la Torre y sus colaboradores confirmó esos valores con márgenes de error muy estrechos y sigue siendo la referencia de trabajo para la cuantificación industrial por rayos X de las fases de cementos y yesos.
Las dos moléculas de agua del yeso no son humedad suelta: están enlazadas en la red cristalina y solo la abandonan a temperatura elevada. Si se calienta el yeso a unos 100–150 °C, pierde alrededor de tres cuartas partes de esa agua y se convierte en basanita (CaSO4·½H2O), el hemihidrato que se vende como yeso de París. Por encima de unos 200 °C se deshidrata por completo y pasa a anhidrita (CaSO4). Si se le vuelve a añadir agua, el polvo fragua y endurece en pocos minutos, a medida que se reconstruye la red del yeso. Esa deshidratación reversible es la base de una industria que mueve más de 150 millones de toneladas de roca al año.
Ficha técnica
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Fórmula química | CaSO4·2H2O |
| Estatus IMA | Válida («grandfathered») |
| Sistema cristalino | Monoclínico, grupo puntual 2/m |
| Grupo espacial | I2/a (β = 118,43°) |
| Dureza | 2 en la escala de Mohs (mineral que define ese grado); medida: 1,5–2, variable según la dirección |
| Densidad | 2,31–2,32 g/cm³ |
| Exfoliación | {010} perfecta; {100} distinta; {011} buena |
| Brillo | Subvítreo; nacarado en {010}; sedoso en los ejemplares fibrosos |
| Raya | Blanca |
| Color | Incoloro, blanco, gris; amarillo, rosa, pardo o rojizo si tiene impurezas |
| Carácter óptico | Biáxico (+); α = 1,521, β = 1,523, γ = 1,530 |
| Solubilidad (25 °C, agua pura) | ~2,0–2,5 g/L; retrógrada a temperaturas más altas |
| Maclas | Frecuentes según {100} (maclas en cola de golondrina y cruciformes) |
La solubilidad del yeso es retrógrada: disminuye a medida que el agua se calienta, al contrario de lo que ocurre con la mayoría de las sales. Sus finas láminas de exfoliación son además flexibles: se doblan y no recuperan su forma. Al tocarlo con la lengua, el yeso tiene un leve sabor a tiza, sin el amargor de la epsomita ni el salado intenso de la halita.
Cómo se forma el yeso
El yeso precipita a partir de aguas ricas en sulfato a temperaturas moderadas. El escenario clásico es una cuenca marina restringida en la que el agua de mar se evapora: el calcio y el sulfato se concentran, el yeso precipita y, cuando la salmuera se vuelve aún más salada, le sigue la halita. Hay otras vías que producen este mineral, y el registro geológico las conserva todas.
Cuencas evaporíticas marinas
El caso más espectacular del registro geológico es la crisis de salinidad del Messiniense, hace entre 5,97 y 5,33 millones de años, cuando la restricción de las conexiones con el Atlántico convirtió el Mediterráneo en una cuenca parcialmente desecada. En el fondo marino se acumularon más de un millón de kilómetros cúbicos de evaporitas: carbonatos, yeso, anhidrita y halita. Marco Roveri y sus colaboradores, en una larga serie de artículos que culminó en una síntesis de 2014 en Marine Geology, dividieron estos depósitos en un Yeso Inferior Primario (Primary Lower Gypsum, PLG; 5,97–5,60 Ma), depositado en subcuencas someras aisladas por umbrales; un Yeso Inferior Resedimentado (RLG), desplazado hacia aguas más profundas, y un Yeso Superior (UG), que marca el rellenado gradual de la cuenca. La Vena del Gesso, en el norte de los Apeninos, y los gessi de Sicilia son ejemplos de manual, con capas de selenita de varios metros de espesor que pueden correlacionarse a lo largo del Mediterráneo occidental.
Si el Mediterráneo llegó a desecarse por completo, si parte del yeso precipitó a partir de salmueras de baja salinidad diluidas por los ríos y si la crisis terminó con una inundación zancliense catastrófica siguen siendo cuestiones abiertas. Una revisión de 2024 de Andreetto y sus colaboradores en Nature Reviews Earth & Environment resume los debates aún sin resolver.
Lagos playa continentales
El yeso también se acumula en cuencas continentales cerradas. El mayor campo de dunas de yeso del mundo, el del Parque Nacional White Sands, en la cuenca de Tularosa (Nuevo México), cubre 712 km² de arena blanca en movimiento, formada por granos de la selenita que cristalizó en el fondo del lago Otero a finales del Pleistoceno. La escorrentía cargada de minerales que bajaba de las sierras de San Andres y de Sacramento desembocaba en la cuenca y se evaporaba; el viento fragmentó en granos las placas de selenita resultantes y las arrastró a sotavento. El proceso sigue activo hoy: cada 10 a 15 años, las crecidas que llegan al lago Lucero renuevan el sistema y hacen crecer cristales nuevos.
El campo de dunas conserva además las huellas humanas más antiguas de América cuya datación se considera segura. Las pisadas, impresas en sedimentos de lago playa ricos en yeso y acotadas por semillas de Ruppia cirrhosa, dieron edades de radiocarbono calibradas de entre 21.000 y 23.000 años: un trabajo dirigido por el Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS), publicado en Science en 2021 y confirmado en 2023 con otros métodos de datación.
Hidratación de la anhidrita
Buena parte del yeso que se extrae para la industria nunca fue primario. Es anhidrita rehidratada por las aguas subterráneas a poca profundidad, que gana alrededor de un 60 % de volumen a medida que la red incorpora dos moléculas de agua por unidad fórmula. El proceso inverso, la deshidratación del yeso a anhidrita durante el enterramiento, tiene lugar en la diagénesis. El punto de cruce, la llamada transición yeso–anhidrita, se estudia desde los tiempos de van’t Hoff y sigue en discusión. El artículo de Hardie de 1967 en American Mineralogist situó el equilibrio en unos 58 °C en agua pura a una atmósfera. Una reevaluación de 2023 de Wolfgang Voigt y Daniela Freyer rebajó la cifra a 42 ± 1 °C. La discrepancia importa porque la anhidrita nuclea con notoria lentitud a partir de una disolución a baja temperatura, y los depósitos naturales registran a menudo un límite cinético, no termodinámico. En salmueras cloruradas saturadas en halita, Hardie demostró que el límite puede bajar hasta unos 18 °C.
Ambientes hidrotermales y volcánicos
Donde los fluidos calientes ascendentes se encuentran con rocas encajantes carbonatadas que se van enfriando, el yeso puede precipitar a temperatura moderada. Naica es el ejemplo célebre. Bajo la mina de Naica, a 3–5 km de profundidad, hay una cámara magmática. Aguas calientes con sulfato ascendieron, disolvieron la anhidrita de la caliza y se mantuvieron estables durante cientos de miles de años justo por debajo del límite de fases yeso–anhidrita. Juan Manuel García-Ruiz y sus colaboradores, a partir de inclusiones fluidas, establecieron en 2007 en Geology que los cristales crecieron en una disolución mantenida a 54,5 ± 2 °C: apenas unos grados por debajo de la transición. Más tarde, Alexander Van Driessche y sus colaboradores midieron la velocidad de crecimiento de esos cristales, de alrededor de 1,4 × 10−5 nm/s, y propusieron que la nucleación pasa por agregados amorfos de basanita en lugar de formar yeso directamente, una idea que todavía se está poniendo a prueba.
El yeso se forma también como subproducto del ataque del ácido sulfúrico a las rocas carbonatadas, algo habitual en los yacimientos de sulfuros en oxidación y en torno a las fumarolas volcánicas, y como costras eflorescentes en los suelos áridos.
Variedades
- Selenita: cristales transparentes y bien formados, a veces de escala métrica. Su nombre viene de seléné, «luna» en griego, por el brillo nacarado de sus superficies de exfoliación.
- Espato satinado: fibroso, con brillo sedoso; se talla y se pule en cabujones.
- Alabastro: variedad masiva de grano fino, tallada desde la Antigüedad, de Mesopotamia a Nottingham.
- Rosa del desierto: rosetas de cristales laminares que engloban granos de arena y se forman en sabkhas y lagos playa de zonas áridas.
- Maclas en cola de golondrina: maclas de contacto según {100} que forman parejas características en forma de V o de corazón.
- Flor de yeso: espeleotemas de cristales radiales que crecen en las paredes de las cuevas.
- Roca de yeso: variedad masiva y estratificada, que aporta el grueso de la materia prima industrial.
Dónde se encuentra el yeso
El yeso es el sulfato más común de la Tierra, y hay grandes capas de yeso en todos los continentes. Entre las localidades que han dado ejemplares especialmente notables o que sostienen industrias regionales figuran las siguientes.
La mina de Naica, en Chihuahua (México), con sus cuevas de cristales gigantes de selenita. La Geoda de Pulpí, en Almería (España), una cavidad de 8 metros de largo tapizada de cristales de yeso transparentes de hasta 2 m, cuyo origen atribuyeron García-Ruiz y Van Driessche en 2019, en Geology, a un lento proceso de maduración controlado por la temperatura. La Vena del Gesso y la cuenca siciliana de Caltanissetta, afloramientos clave del yeso messiniense. La cuenca de París, donde el yeso de Montmartre dio nombre al yeso de París. Nottinghamshire y Cumbria, en el Reino Unido, donde el yeso pérmico y triásico se explota desde hace siglos. La cuenca del Ebro, en el noreste de España. Los lagos playa repartidos por Australia Meridional y por la región de Cloncurry, en Queensland. Las Great Salt Plains de Oklahoma, origen de las «rose rocks» adoptadas como mineral oficial del estado. Y los espectaculares espeleotemas de yeso de la cueva de Lechuguilla, en las cavernas de Carlsbad (Nuevo México).
Y luego está Marte. En 2011, el rover Opportunity de la NASA analizó en el borde del cráter Endeavour una vena blanca del grosor de un pulgar que el investigador principal de la misión, Steve Squyres, calificó como la prueba más sólida que la misión había encontrado de que el agua líquida había circulado por el sustrato rocoso marciano; el equipo publicó el hallazgo en Science en 2012 e identificó la vena como yeso o un sulfato de calcio muy próximo. Más tarde, el rover Curiosity de la NASA rastreó abundantes venas claras de sulfato de calcio que atraviesan las fangolitas de Yellowknife Bay, en el cráter Gale. El equipo de Nicolas Mangold y Marion Nachon, en un artículo publicado en JGR Planets en 2014, mostró que esas venas están mayoritariamente hidratadas, y un trabajo posterior de William Rapin, de 2016, en Earth and Planetary Science Letters, identificó la fase dominante como basanita, posiblemente la descendiente deshidratada de un yeso que se formó en un Marte más húmedo.
¿Para qué se usa el yeso?
Si se calienta el yeso, pierde agua. Si se le devuelve el agua, el polvo fragua y endurece en pocos minutos. Esa reacción reversible es la base de una industria que mueve más de 150 millones de toneladas de roca al año. El yeso de París, las placas de yeso laminado (drywall, sheetrock) y los modelos dentales y los enyesados ortopédicos dependen de esa misma hidratación reversible. Según los Mineral Commodity Summaries del Servicio Geológico de Estados Unidos, la producción mundial de yeso bruto fue en 2023 de unos 150 millones de toneladas. Estados Unidos encabezó la lista, con unos 22 Mt, seguido de Irán, con unos 16 Mt, y también hubo producciones importantes en China, Turquía, España y México. A comienzos de 2023, la capacidad de fabricación de placas de yeso de Estados Unidos rondaba los 34.000 millones de pies cuadrados anuales.
Alrededor de un tercio del suministro de yeso de Estados Unidos procede hoy del yeso sintético, sobre todo del yeso FGD, el que se recupera en la desulfuración de los gases de combustión de las centrales térmicas de carbón; es químicamente indistinguible del mineral natural y se usa en placas, cemento y agricultura. Más allá de la construcción, el yeso actúa como retardador de fraguado en el cemento portland (alrededor del 5 % en masa), como enmienda de suelos agrícolas sódicos o muy arcillosos, como fuente de calcio y azufre en los fertilizantes, en la fabricación de vidrio y como aditivo alimentario E516. La escultura en alabastro es más antigua que la historia escrita.
Cómo identificar el yeso en el campo
- Prueba de rayado: la uña (~2,5 en la escala de Mohs) deja una marca clara.
- Exfoliación: se desprenden láminas finas y flexibles en una sola dirección; la cara exfoliada tiene brillo nacarado.
- Baja densidad: se nota claramente más ligero que un trozo de calcita o de baritina de tamaño parecido.
- Solubilidad: lenta pero real en agua; los paisajes de yeso se karstifican a lo largo de miles de años.
- Prueba de calor (laboratorio): al calentarlo pierde el agua y deja un polvo blanco que vuelve a fraguar si se le añade agua.
Lo que aún se debate
La temperatura exacta de la transición yeso–anhidrita en agua pura sigue siendo objeto de un debate real, con valores que se agrupan entre 42 y 58 °C según el método de estimación: calorimetría, solubilidad o modelización termodinámica. La cinética es más lenta que la termodinámica, y los depósitos naturales conservan a menudo la fase lenta y no la de equilibrio. La vía de nucleación del yeso a partir de una disolución, directa o a través de precursores amorfos de sulfato de calcio y de basanita, es un campo activo de la geoquímica. La crisis de salinidad del Messiniense sigue dividiendo a los investigadores: hasta qué punto se secó el Mediterráneo, con qué rapidez y qué parte del yeso precipitó a partir de salmueras muy diluidas, alimentadas por los ríos y por las entradas de agua del Paratetis. En Marte, lo que las venas de sulfato estudiadas por Curiosity y Opportunity revelan sobre el pasado habitable del planeta, y si alguna de ellas conserva biofirmas, depende de una química que aún no se ha podido analizar en el laboratorio: una pregunta que heredarán Mars Sample Return y las futuras misiones de astrobiología.
El mismo mineral que formó los cristales de Naica está en la pared que hay detrás de cualquier escritorio. Casi siempre merece la pena recordarlo.
Preguntas frecuentes
¿El yeso es una roca o un mineral? Las dos cosas. El yeso es el mineral CaSO4·2H2O. La roca de yeso es la roca sedimentaria formada mayoritariamente por ese mineral, por lo general con pequeñas cantidades de anhidrita, halita, arcilla o carbonato.
¿Por qué se usa el yeso en las placas para tabiques? El yeso se deshidrata al calentarlo y se rehidrata al mezclarlo con agua, y fragua en pocos minutos. El agua ligada en su red hace además que las placas de yeso resistan el fuego: en un incendio, esa agua absorbe calor al evaporarse antes de que la propia pared pueda arder.
¿Qué diferencia hay entre el yeso y la anhidrita? El agua. El yeso es CaSO4·2H2O; la anhidrita es CaSO4, sin agua estructural. La anhidrita se forma a temperaturas más altas o durante el enterramiento, y cerca de la superficie se rehidrata y pasa a yeso, una transición que supone un aumento de volumen de alrededor del 60 %.
¿Es seguro manipular el yeso? Sí. El yeso no es tóxico, es soluble en agua en pequeñas cantidades y figura como aditivo alimentario con el código E516. El polvo que se produce al cortar placas de yeso irrita las vías respiratorias, como cualquier polvo mineral fino, pero el material en sí es uno de los minerales formadores de rocas más inocuos.
