DENSIDADE RELATIVA

DENSIDADE RELATIVA

1ª Parte – Conceito e Determinação pelo Método Hidrostático Entre os diversos meios de identificação de gemas soltas, sejam brutas ou lapidadas, a determinação da densidade relativa pode ser considerada o mais útil, além de não requerer métodos de ensaio destrutivos e dispensar o uso de instrumentos ópticos dispendiosos. Esta propriedade física, também conhecida como peso específico(*), pode ser definida como o valor numérico que exprime a relação entre o peso de um determinado volume de uma substância qualquer (em nosso caso uma gema) e o peso de igual volume de água. O peso específico é expresso em g/cm3 e, para se obter resultados precisos, adotou-se como padrão a água pura, destilada, à temperatura de 4oC, ponto crítico na qual ela é mais densa. Na prática gemológica diária, utiliza-se água corrente, eventualmente fervida, à temperatura ambiente. Assim sendo, quando se diz, por exemplo, que o peso específico de um diamante é 3,52 g/cm3, isto significa que ele pesa 3,52 vezes mais que um volume igual de água. Nos minerais, o peso específico depende basicamente de dois fatores: o(s) tipo(s) de átomo(s) presente(s) e a maneira como eles estão arranjados entre si na estrutura cristalina. Deste modo, quanto mais estreitamente unidos e mais fortes as ligações entre eles, maior será a densidade relativa do mineral. A influência do arranjo dos átomos sobre o peso específico está bem ilustrada no caso dos minerais polimorfos, isto é, aqueles que possuem a mesma composição química, mas diferem quanto às demais propriedades. O exemplo mais notório pode ser constatado ao compararmos as densidades relativas do diamante e da grafita, ambos constituídos unicamente de carbono. Por ter os átomos arranjados de forma mais compacta e unidos por ligações mais fortes, o diamante apresenta uma peso específico (3,52 g/cm3) muito superior ao da grafita (2,20 g/cm3). A densidade relativa é constante para cada substância pura, porém as substituições isomórficas ou a presença de impurezas, inclusões e/ou defeitos na estrutura cristalina podem fazê-la variar, ligeiramente, dentro de certos limites. Existem diversos métodos de determinação do peso específico, sendo que, em gemologia, dois mostraram-se úteis: o método hidrostático, que abordaremos neste artigo e o método dos líquidos densos, a respeito do qual discorreremos no próximo mês. O processo para obtenção da densidade relativa pelo método hidrostático fundamenta-se no princípio estabelecido por volta de 250 a.C. pelo matemático grego Arquimedes, segundo o qual qualquer corpo submerso em um líquido recebe um empuxo igual ao peso do volume do líquido deslocado. O procedimento consiste em efetuar, inicialmente, a pesagem da gema no ar, do modo corriqueiro, preferencialmente em uma balança analítica digital, com a qual se obtém resultados bastante precisos. Posteriormente, faz-se uma adaptação simples para transformá-la em hidrostática ou utiliza-se um acessório fornecido pelo próprio fabricante da balança para esta finalidade e efetua-se a pesagem da gema submersa em um béquer com água até aproximadamente ¾ de sua capacidade. Depois de obtido o peso da gema na água, determina-se o peso específico mediante um cálculo simples: Recomenda-se, como medida de precaução, efetuar várias medições e tomar o valor médio delas, não levando em consideração aquelas que se desviem muito das demais. Como a tensão superficial da água é alta, é conveniente colocar-se uma gota de detergente líquido para reduzi-la e evitar a formação de bolhas de ar, o que certamente influenciaria a exatidão dos resultados, ou bem empregar líquidos de menor tensão superficial, tais como tolueno, álcool, tetracloreto ou dibrometo de etileno. Neste caso, a fórmula de cálculo deve ser corrigida, multiplicando-se o resultado pela densidade do líquido empregado, conforme descrito a seguir: Apesar de sua comprovada utilidade e acuidade, quando efetuada com os devidos cuidados, a determinação do peso específico também apresenta alguns inconvenientes, tais como a impossibilidade de obtê-la em gemas montadas; a dificuldade de aplicá-la a gemas porosas, como são os casos da opala e da turquesa, devido à absorção da água pela gema; e a pouca confiabilidade dos resultados, quando se lida com exemplares demasiadamente pequenos. * Os termos peso específico e densidade relativa (ou simplesmente densidade) são geralmente empregados indistintamente; no entanto, segundo alguns autores, o peso específico deveria estar sempre acompanhado das unidades, como por exemplo, grama por centímetro cúbico (g/cm3), enquanto a densidade relativa dispensaria o uso delas.

O ESPODUMÊNIO E SUAS VARIEDADES

O ESPODUMÊNIO E SUAS VARIEDADES

O espodumênio é uma espécie mineral cujo nome é menos popular entre os consumidores de gemas e jóias que os de suas variedades kunzita, hiddenita e trifana, sobretudo a primeira delas. A kunzita apresenta exuberantes matizes rosas, lilases e violetas, que se assemelham aos da alfazema, perfeitamente transparentes e de tonalidades claras, às vezes ligeiramente azulados. Ela foi descoberta em Pala, Califórnia, no início do século 20 e deve seu nome a George Frederick Kunz (1856 – 1932), o mineralogista que primeiro a descreveu. A atraente e rara hiddenita, igualmente transparente, possui uma coloração verde-esmeralda intensa, devida a impurezas de cromo, sendo sua designação uma homenagem a William E. Hidden (1853 – 1918), seu descobridor e um eminente colecionador de minerais em seu tempo. A trifana, amarela pálida, cuja cor se atribui a impurezas de ferro, foi a primeira variedade gemológica de espodumênio a ser descoberta, em Minas Gerais, por volta de 1870, nove anos antes que a hiddenita fosse identificada na Carolina do Norte (EUA). A designação trifana não é consensual no meio gemológico, de modo que a tendência atual é designar as variedades com o nome do mineral, seguido pelo sufixo correspondente a sua cor, tal como espodumênio amarelo ou amarelo esverdeado. As variedades kunzita (rosa) e hiddenita (verde produzido pelo cromo) são exceções, pois tratam-se de termos consagrados. Ainda assim, na prática comercial diária, é difícil determinar se um espécime contém ou não cromo, de forma a designá-lo como hiddenita ou simplesmente espodumênio verde. O espodumênio é um silicato de lítio e alumínio, incolor em seu estado puro. Cristaliza-se no sistema monoclínico e ocorre em característicos cristais prismáticos alongados, com terminações achatadas, muitas vezes de tamanhos consideráveis; possui seção freqüentemente quadrada ou retangular e faces longitudinais estriadas, com numerosas figuras de corrosão na forma de triângulos escalenos. Sua dureza varia de 6½ a 7, apresenta clivagem perfeita em duas direções paralelas às faces prismáticas e quase perpendiculares entre si, o que faz com que seja uma pedra de difícil lapidação. Apresenta brilho vítreo (nacarado nas superfícies de clivagem), sendo que a kunzita geralmente exibe fluorescência de cor alaranjada a rosa dourada à luz ultravioleta, muito mais intensa sob comprimentos de onda longos e, adicionalmente, pode apresentar fosforescência. A kunzita e a hiddenita possuem pleocroísmo intenso, perceptível até mesmo à vista desarmada, pela simples rotação dos exemplares, principalmente os mais saturados. A cor mais intensa corresponde a direção paralela à do comprimento do cristal e, para melhor aproveitar o efeito ao lapidar-se a gema, deve-se orientar a faceta principal (mesa) perpendicularmente a esta direção. Por apresentar-se sempre em tonalidades claras, o espodumênio costuma ser lapidado com a maior profundidade possível para obter-se a máxima retenção da cor, procurando-se, contudo, resguardar as proporções esteticamente corretas, o que resulta em gemas de rara beleza. Ao contrário de muitas gemas coradas, que são lavradas principalmente em depósitos secundários, o espodumênio é mais comumente extraído de suas fontes primárias, os pegmatitos graníticos. Os principais países produtores de kunzita e hiddenita são, atualmente, Afeganistão, Brasil, Madagascar, Myanmar, Sri Lanka e EUA. A produção brasileira de espodumênio tem se mostrado irregular nos últimos anos, sendo que os principais depósitos estão localizados no estado de Minas Gerais, nos municípios de Galiléia, Conselheiro Pena, Resplendor, Água Boa e Barra do Cuité. As principais inclusões observadas nos espodumênios são as fásicas, os finos tubos de crescimento com aspecto de agulhas, os planos de geminação e de clivagem, além das inclusões que comprovam sua origem pegmatítica, tais como muscovita, feldspato e minerais de argila. O fascinante matiz lavanda das kunzitas deve-se a traços de manganês, mas esta variedade pode empalidecer se exposta à luz por longos períodos de tempo. A cor pode ser restaurada por irradiação, que deve ser seguida de tratamento térmico a temperaturas entre 200oC e 250oC ou por exposição à luz, com o objetivo de remover os componentes verdes e marrons que simultaneamente se formam. Como a autêntica hiddenita é muito rara, espodumênios de cor verde intensa devem ser vistos com extrema reserva, pois não é raro nos depararmos com material com esta coloração obtido por irradiação, de praticamente qualquer natureza, a partir de espécimes originalmente rosas. A coloração verde-esmeralda resultante deste tratamento é instável e o empalidecimento extremamente rápido, ocorrendo, às vezes, em menos de uma hora. Não há qualquer centro de cor envolvido nesta mudança, mas sim uma alteração no estado de valência do manganês, que passa de Mn3+ a Mn4+.

GEMAS ALTERNATIVAS

GEMAS ALTERNATIVAS

A mística e o fascínio que gemas como diamante, esmeralda, rubi e safira exercem em quase todos nós são notórios e compreensíveis. Os gemólogos costumam lamentar, no entanto, o fato de que a maior parte dos apreciadores e consumidores de jóias tenham poucas oportunidades de conhecer e lidar com outras tantas belíssimas gemas, que não as de uso tradicional e consagrado. Ficamos intrigados pelo fato de que gemas naturais menos conhecidas e de menor valor, mas de cor ou aspecto parecido ao de outras mais valiosas, sejam ainda pouco utilizadas como alternativas mais econômicas, principalmente em cortes e formas menos usuais, ainda que grande parte delas seja produzida regularmente em nosso país. Porque não vemos com mais freqüência a apatita azul, de tons neon e ultra-marinho, substituindo a turmalina da Paraíba e a safira ? Ou o quartzo amarelo-mel com chatoyance ao olho-de-gato ? A iolita à tanzanita ? O diopsídio à granada tsavorita ? A safira com mudança de cor à alexandrita ? A jarina ao marfim ? Gostaríamos de ver mais andaluzitas, morganitas, heliodoros, espessartitas, kunzitas, opalas, pedras-da-lua, berilos verdes, esfênios, peridotos e muitas outras gemas menos usuais nas grandes coleções e não restritas apenas a pequenas linhas ou a peças exclusivas de designers mais inovadores. A aceitação e popularização de tais gemas é, evidentemente, um processo lento, mas cabe a todos os segmentos envolvidos na produção de jóias contribuir para a conscientização quanto a sua existência, sobretudo agora que a disseminação da informação pela internet criou uma nova geração de consumidores dotados de mais conhecimentos (mas não necessariamente melhores) e, portanto, mais curiosos, exigentes e ávidos por novidades. Para tanto, faz-se necessário também que os vendedores de jóias possuam um conhecimento gemológico básico, que lhes permita melhor informar e esclarecer ao público consumidor a respeito das principais características, propriedades, particularidades e cuidados no uso e conservação dessas gemas menos comuns. Em nossa opinião, o aumento da demanda pelas gemas alternativas elevaria seus preços, estimulando um aumento nos investimentos em prospecção e lavra, assim como o desenvolvimento de novas técnicas de tratamento para intensificação de suas cores e o aprimoramento das já existentes. Deixando um pouco de lado as gemas naturais e nos acercando às sintéticas, nos perguntamos porque estas não vêm sendo mais amplamente utilizadas como materiais alternativos, desde que devidamente revelada a sua origem, uma vez que a obtenção de gemas de igual composição, estrutura, propriedades físicas e ópticas ao de suas equivalentes naturais, a custos bastante inferiores, é uma fabulosa conquista dos laboratórios de síntese. Estas têm a vantagem adicional de serem produzidas em larga escala, possibilitando aos fabricantes suprir confortavelmente uma provável demanda crescente, com maior uniformidade de tamanhos, cores e pureza. Além disso, é de se esperar, a médio prazo, que o avanço tecnológico na produção de cristais sintéticos de aplicação em alta tecnologia leve a uma maior compreensão e melhoria nos métodos de síntese, trazendo para o setor joalheiro gemas sintéticas de maior tamanho e qualidade, cada vez mais parecidas com as naturais e mais difíceis de serem delas diferenciadas, no que se converterá em mais um grande desafio para os gemólogos.

TOPÁZIOS: ORIGEM DA COR E TRATAMENTOS Topázio Imperial

TOPÁZIOS

TOPÁZIOS: ORIGEM DA COR E TRATAMENTOS Topázio Imperial Há uma série de trabalhos acadêmicos em curso, nos quais vêm sendo pesquisados os mecanismos envolvidos na origem da cor no topázio imperial da região de Ouro Preto(MG), principalmente buscando compreender a influência sobre ela da presença de traços (< 0,1 %) de elementos químicos tais como cromo, ferro, vanádio, manganês, césio e titânio. Atualmente, acredita-se que os apreciados matizes róseo, avermelhado e violáceo, assim como o componente róseo dos alaranjados, devam-se à presença de impurezas de cromo e outros metais de transição dispersos na estrutura cristalina do mineral. O topázio imperial pode ser submetido a tratamentos visando melhorar o seu aspecto e tornar suas cores mais atraentes, com o conseqüente aumento do seu valor de mercado. O método mais usual é o tratamento térmico, através do qual obtém-se gemas rosas a partir de exemplares alaranjados ou amarelos amarronzados. A cor resultante é estável e obtida após um lento aquecimento da gema em um tubo de ensaio até aproximadamente 450 oC, o que permite observar a transformação da cor e cessar o processo no momento mais adequado. Supõe-se que, durante o referido procedimento, o cromo disperso na estrutura cristalina incorpora-se a ela, de modo que o pleocroísmo torna-se um pouco mais intenso e a linha de absorção do espectro visível, devida ao referido elemento, fica ligeiramente mais evidente nos espécimes rosas tratados. A técnica de preenchimento de fraturas para melhoria da aparência, comumente utilizada em diamantes, esmeraldas, rubis e safiras, pode também ser aplicada com sucesso no topázio imperial. Este método consiste na impregnação da gema com uma resina de alta viscosidade e índice de refração próximo ao do topázio, efetuando-se o selamento das fraturas com um catalisador, após o endurecimento da resina. Topázio Azul Diferentemente do topázio imperial, crê-se que a origem da cor da variedade azul está relacionada a um centro de cor, termo utilizado para designar um defeito reticular no cristal que o torna capaz de reter um elétron em uma posição que normalmente não deveria ocupar, ou bem pela ausência de um elétron, dando lugar a uma vacância. O tratamento clássico empregado no topázio originalmente incolor ou azul de tons muito claros consiste em submetê-lo à irradiação gama, utilizando como fonte geradora o cobalto-60, com subsequente tratamento térmico entre aproximadamente 200 oC e 300 oC, para fins de indução ou intensificação da cor azul. Este tratamento é estável e amplamente utilizado há pelo menos 40 anos no comércio internacional de gemas de cor. Por razões ainda desconhecidas, os topázios incolores respondem de modo diferenciado ao tratamento por irradiação gama, segundo a sua origem. Assim sendo, sob iguais condições de tratamento, uma maior proporção de exemplares provenientes de determinadas localidades costuma adquirir a apreciada cor azul e, dentre estes, nos quais o tratamento é bem sucedido, os tons costumam ter maior aceitação comercial e, conseqüentemente, maior valor mercadológico. Esta distinta resposta à irradiação segundo a procedência distingue-se, obviamente, dos diferentes resultados obtidos sob distintas condições, isto é, quando se alteram variáveis tais como níveis de radiação aplicados, uniformidade das dosagens administradas, tempo de exposição à radiação e dispositivos utilizados. Estas modificações em algumas variáveis resultam em materiais azuis com diferentes tons e saturações, que recebem diversas designações comerciais, tais como “Sky Blue”, “London Blue” e “Swiss Blue”. As regiões pegmatíticas do nordeste de Minas Gerais, sobretudo a localidade de Marambaia (município de Caraí), têm suprido o mercado internacional de gemas por décadas com topázios incolores que respondem excepcionalmente bem à irradiação. No entanto, nos últimos anos, a produção de topázio incolor desta localidade vem decaindo consideravelmente e sendo gradativamente substituída por materiais provenientes de outras fontes, sobretudo de Ariquemes, em Rondônia, sendo esta, em particular, menos eficaz ao tratamento por irradiação. A detecção do tratamento por radiação gama pode ser realizada somente por meio de técnicas não utilizadas em laboratórios gemológicos convencionais, como é o caso da que leva em conta a propriedade da termoluminiscência, que consiste na capacidade de um material emitir luz ao ser aquecido, quando previamente exposto à radiação ionizante. No caso particular do topázio, esta emissão de luz ocorre em torno de 360 oC, mas deve-se ter a precaução de não permitir que a temperatura atinja os 450 oC, na qual os exemplares azuis, sejam de cor natural ou induzida, se tornam incolores. Felizmente, de modo geral, pode-se intuir se um exemplar de topázio azul foi submetido ou não ao referido tratamento, empiricamente, observando-se o seu grau de saturação. Isso é possível porque mesmo os melhores topázios de cor azul natural apresentam coloração menos intensa que a da maior parte dos azuis tratados. Recentemente, outro método de tratamento, conhecido como difusão superficial - anteriormente utilizado em outros tipos de gemas, sobretudo safiras e rubis - vem sendo aplicado ao topázio incolor, para fins de indução de diversas cores. Até onde sabemos, esta técnica está disponível, em escala comercial, apenas no exterior. De acordo com informações prestadas por comerciantes de gemas, topázios incolores provenientes de diferentes origens respondem igualmente ao tratamento por difusão superficial. Por este motivo, acreditamos que os valores desta gema tendam a se tornar mais uniformes, independentemente das localidades de onde provenham, à medida que esta técnica for sendo mais amplamente utilizada no topázio, embora não tenhamos condições de prever a extensão do impacto que estas novas condições terão sobre a cotação da variedade incolor e, inclusive, se esta influência já vêm ocorrendo no mercado internacional.

A ORIGEM DAS CORES NATURAIS EM DIAMANTES Verde, Violeta, Alaranjado, Branco, Cinza e Preto

A ORIGEM DAS CORES NATURAIS EM DIAMANTES Verde, Violeta, Alaranjado, Branco, Cinza e Preto

Finalizando o tema abordado nos dois artigos anteriores, neste trataremos da origem das cores naturais verde, violeta, alaranjada, branca, cinza e preta em diamantes. Verde Os diamantes de cor verde lapidados são muito raros e, geralmente, apresentam tons suaves com um componente modificador marrom, amarelo ou azul. Por outro lado, os espécimes brutos com um finíssimo recobrimento superficial verde, usualmente de óxido de cromo, são mais freqüentes, inclusive no Brasil, onde são encontrados principalmente na região de Diamantina, em Minas Gerais. A cor verde interna em diamantes deve-se a diversas causas, sendo a mais importante delas a irradiação natural. Acredita-se que esta provenha de minerais radioativos presentes no kimberlito (rocha-matriz do diamante) próximo à superfície ou mesmo de águas radioativas que percolem o corpo kimberlítico. O mais famoso diamante verde conhecido é o Dresden, que se encontra atualmente em um museu na Alemanha, na cidade do mesmo nome. A gema apresenta forma de gota, pesa 41 ct e seu local de origem é objeto de intensa polêmica, sendo a Índia ou o Brasil a mais provável fonte. Há diamantes verdes tratados pelo menos desde a década de 40 e a maior parte dos vistos atualmente no mercado foram submetidos ao processo de altas pressões e temperaturas (HPHT), realizado em vários países, sobretudo nos EUA, Rússia e Suécia. Estas pedras têm coloração verde amarelada e são obtidos a partir de exemplares originalmente marrons, do tipo Ia. Embora determinadas propriedades gemológicas, tais como a elevada saturação da cor, a presença de graining e fraturas de tensão e a fluorescência verde amarelada gredosa sob UVC e UVL sugiram uma indução da cor pela mencionada técnica, a identificação irrefutável requer ensaios mais sofisticados, tais como espectroscopia de infravermelho e espectroscopia visível de baixa temperatura. Violeta Os diamantes violetas procedem quase exclusivamente da jazida de Argyle, na Austrália, e adicionalmente apresentam uma nuança acinzentada. Embora quase nada se saiba a respeito dos mecanismos que originem tal cor em escala atômica, há evidências de que esteja associada à presença do elemento hidrogênio. Alaranjada A cor alaranjada pura, sem qualquer componente modificador é, provavelmente, a mais rara dentre todas as cores em diamantes, até mais que a vermelha ou a verde. A origem desta cor segue sendo um mistério, embora se saiba que um centro desconhecido provoca o aparecimento de uma banda de absorção na região azul do espectro visível, centrada em 480 nanômetros (unidade de medida dos comprimentos das ondas luminosas, de abreviatura nm), o que dá lugar à cor complementar desta, a alaranjada. Branca Embora nas práticas comerciais seja comum referir-se equivocadamente a diamantes brancos quando se pretende descrever pedras aproximadamente incolores, esta cor de fato existe neste mineral. Acredita-se que os comprimentos de onda que compõem a luz branca são enviados por diminutas inclusões em todas as direções e em cada uma delas sejam recombinados para dar lugar à luz branca, conferindo ao diamante um aspecto leitoso ou opalescente. Cinza A cor cinza em diamantes é mais uma das quais a origem não está ainda esclarecida, embora hajam evidências de que esteja associada a defeitos relacionados à presença de hidrogênio. Em diamantes ricos neste elemento, a absorção da luz ocorre com igual intensidade em todos os comprimentos de onda do espectro visível, o que resulta em uma coloração acinzentada. Preta Os diamantes pretos, entre os quais o mais famoso representante é o russo Orlof, tornaram-se mais populares a partir dos anos 90 e devem sua cor à presença de uma grande quantidade de diminutas inclusões escuras, em forma de plaquetas, que se acredita serem majoritariamente do mineral grafita. Em alguns casos, estas inclusões são tão numerosas que dificultam o polimento do exemplar, o que influi, evidentemente, no aspecto final da gema. A cor preta - ou melhor, uma cor verde-azul que, por muitíssimo saturada, nos transmite a sensação de preta - também pode ser obtida artificialmente por tratamento, mediante intensa irradiação com nêutrons em diamantes facetados, sobretudo aqueles com graus de pureza muito baixos.