Existen ciertas propiedades físicas, en concreto las ópticas, que pueden aplicarse tanto en el mineral en bruto como tallado.
A continuación describimos diversos instrumentos y métodos básicos para la identificación de una gema:
- Los lápices de dureza. Para determinar la dureza se toma como referencia una escala empírica formada por diez minerales patrones dispuestos en una serie de dureza creciente. Esta escala la creó Friedrich Mohs (geólogo y mineralogista alemán) y de ahí que la escala se llame escala de Mohs.
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1. Talco.
2. Yeso.
3. Calcita.
4. Fluorita.
5. Apatito.
6. Ortosa.
7. Cuarzo.
8. Topacio.
9. Corindón.
10. Diamante.
El método de la dureza fue muy común durante el siglo pasado, pero hoy en día se utiliza menos puesto que supone un riesgo para la gema si está facetada.
- La naturaleza óptica de las gemas. Mediante un polariscopio podemos determinar la naturaleza óptica de una gema. Hay piedras que son ópticamente isótropas, esto quiere decir la luz al penetrar la red cristalina se comporta de igual forma en todas las direcciones. Un rayo incidente en una piedra isótropa origina un solo rayo refractado, a esto se le llama monorrefrigencia. Sin embargo, hay gemas que son anisótropas (no confundir la anisotropía óptica con la anisotropía de la disposición de los átomos en una red cristalina). En las gemas anisótropas un rayo incidente da lugar a dos rayos refractados, a esto lo llamamos doble refracción o birrefrigencia. Aunque hay ciertas direcciones en las sustancias anisótropas en las que el cristal se comporta como monorrefrigente. Con la ayuda de un polariscopio, y conociendo la relación entre la naturaleza óptica y estructura de las gemas , podemos identificar una piedra aunque con un solo método no es conveniente establecer un dictamen definitivo. Diferenciar una piedra isótropa de otra anisótropa mediante el polariscopio no es una tarea complicada, pero si requiere de un poco de práctica y visualizar un determinado número de gemas, es un buen método para hacer un rápido dictamen cuando ya sabemos si la gema es natural o sintética y lo único que queremos es conocer a que familia mineralógica pertenece la piedra. La luz polarizada atravesará la gema, según esta sea isótropa o anisótropa, mostrará unas sombras en su interior que según su movimiento o apariencia se tratará de una sustancia isótropa o anisótropa.
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| Polariscopio |
- Los índices de refracción. Un refractómetro es un aparato indispensable para la identificación de gemas, no hay laboratorio gemólogico que prescinda de un refractómetro. Este aparato proyecta los rayos de luz reflejados por la gema que se está tratando de identificar sobre una escala que puede medirse a través de una lente. Colocamos la gema sobre la base de vidrio del refractómetro pero antes debemos echar gotas de yoduro de metileno (cuidado con este líquido porque es muy tóxico) para permitir el contacto óptico entre las dos superficies. La escala que podemos observar a través de la lente aparecerá una parte sombreada y otra iluminada. La parte sombreada representa los rayos parcialmente reflejados por la gema, el límite a donde llegue la sombra es igual al índice de refracción de la sustancia que estamos estudiando. La gema a investigar siempre deberá ser transparente y la colocaremos con la parte de la tabla apoyada sobre el vidrio del refractómetro, para las gemas talladas en cabujón tendremos que hacer uso del método de visión lejana. El refráctometro estándar suele hacer lecturas de 1,760 como máximo siendo el índice del líquido de yoduro de metileno el más alto que podemos casi observar. Para las piedras isótropas solo necesitaremos de una lectura, para las anisótropas iremos girando la piedra alrededor de los 360 º para obtener los diferentes índices de refracción y determinar si se trata de una gema uniáxica o biáxica. Como ejemplo de gema anisótropa y uniáxica negativa tenemos el zafiro, con un índice casi siempre comprendido entre 1,770 y 1,762... Restamos el valor más alto y el más bajo, así obtenemos una birrefrigencia de 0,008 para el zafiro.
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| Refractómetro |
- El interior de las gemas. El método más entretenido pero que también más atención requiere es la lupa binocular. Nos será muy útil para conseguir apreciar las inclusiones que con la lupa no hemos conseguido detectar. Con un microscopio podremos identificar un peridoto apreciando una inclusión de nenúfar, o ver las agujas de una moissanita que nos querían colar como diamante, distinguir un rubí sintético Chatham de uno natural, discernir las líneas curvas de crecimiento de un zafiro sintético Verneuil...
Microscopio
- Análisis del espectro de absorción. La absorción, sobre todo en las piedras coloreadas, se da casi siempre en bandas bien marcadas o líneas finas que cruzan el espectro continuo, eliminando determinados colores o longitudes de onda cuando la luz blanca es transmitida o reflejada por la piedra. La distribución de estas bandas o líneas oscuras depende del elemento de la composición de la gema, proporciona una buena ayuda para llevar cabo la identificación de una piedra. Necesitaremos un espectroscopio con rejilla de difracción, estos son los más asequibles por su tamaño y su precio. La observación de las líneas negras de absorción en las gemas requiere bastante práctica. Tendremos que aprender a manejar la ranura del espectroscopio que dependiendo de si se trata de una gema oscura o no tendremos que ir abriendo o cerrando la ranura para recoger más luz y poder discernir las líneas de absorción. Como ejemplo tenemos al rubí con unas líneas de absorción sobre el color rojo (sabemos que el cromo da lugar al color rojo en los rubíes) y también absorciones sobre amarillo, verde, azul y violeta.
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| Espectro del rubí |
- La lupa. Después haber visto todo estos aparatos, lo fundamental en un gemólogo y su arma más preciada es sin dudarlo la lupa de 10x. Con el tiempo la experiencia te ayudará a poder diferenciar las piedras, como por ejemplo poder distinguir rápidamente un brillante de una zirconita.
- El peso específico. Llamamos peso específico de una gema al número de veces que una piedra es más pesada que un volumen igual de agua. El peso específico es un dato importante a la hora de identificar una gema, mientras que otros métodos pueden confundirnos con algunas piedras de características parecidas, el peso específico puede ser un veredicto final que nos ayude a salir de dudas. Para determinar el peso específico necesitamos una balanza hidrostática o una balanza analítica. Como ejemplo, el PE del diamante es 3,52.
