Análisis avanzado de piedras preciosas

No hace mucho tiempo, identificación de piedras preciosas se llevó a cabo con un pequeño conjunto de instrumentos utilizados para medir propiedades tales como índice de refracción y Gravedad específica . Los gemólogos experimentados podrían identificar casi todos los tipos de gemas con solo un refractómetro, un polariscopio, un conjunto de líquidos de gravedad específica, un espectroscopio y un microscopio binocular.

Con la introducción de nuevos materiales sintéticos y tratamientos, así como un aumento significativo en la cantidad de variedades de gemas en el mercado, los laboratorios gemológicos dependen cada vez más de tecnología avanzada para la identificación confiable de gemas.

Espectrómetro FT-IR

El uso de instrumentos científicos para la identificación de piedras preciosas permite decidir sobre casos complejos de forma repetible y verificable. El siguiente es un resumen de los instrumentos de alta tecnología que se utilizan actualmente en muchos de los principales laboratorios gemológicos del mundo:

Espectrómetro infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR)

La espectroscopia infrarroja mide la absorción de la luz infrarroja. La absorción se debe a las vibraciones en la estructura cristalina. Este análisis se puede utilizar para ayudar a separar un material de gema de otro o para detectar ciertos tipos de tratamiento. Se puede utilizar, por ejemplo, para identificar cuarzo sintético y natural, o identificar la impregnación de polímeros de ópalo.

Espectrómetro de fluorescencia de rayos X de dispersión de energía (EDXRF)

Espectrómetro EDXRF

El sistema EDXRF se utiliza para analizar elementos dentro de un material. La radiación de los rayos X hace que los átomos de la muestra liberen energía en forma de radiación fluorescente y los rayos X resultantes pueden analizarse para determinar los elementos químicos de la gema. Los agentes colorantes se pueden detectar en muchos materiales de gemas, así como otros elementos que son evidencia de ciertos procesos de tratamiento. Por ejemplo, así es como se detecta el cobre en la turmalina Paraiba.

Espectrómetro de ruptura inducida por láser (LIBS) y espectrómetro de masas de plasma acoplado inductivamente por ablación láser (LA-ICP-MS)

Estas técnicas implican disparar pulsos láser que cortan pequeñas partículas de la superficie del material de muestra (un proceso conocido como ablación láser). Estas partículas se ionizan (se convierten en iones mediante la eliminación de electrones) en una pequeña columna de plasma que crece. A medida que crece el plasma, los átomos del gas ionizado emiten luz espectral, que luego se analiza. Las firmas espectrales únicas permiten identificar los elementos. Esto se puede utilizar para el análisis rápido de metales con el fin de clasificar y/o monitorear la composición durante el procesamiento. Estos métodos pueden detectar elementos ligeros como el berilio que no pueden ser detectados por FTIR o EDXRF. También se pueden detectar cantidades muy pequeñas de oligoelementos que pueden ayudar a identificar el origen geográfico de una piedra preciosa.

Espectroscopia Raman

El efecto Raman es un cambio en la longitud de onda de la luz que ocurre cuando pasa a través de un medio transparente. Esto da como resultado una dispersión de la luz en un patrón distintivo de la sustancia transmisora. Dado que cada material tiene su propio patrón espectral distintivo, el efecto Raman se puede utilizar como herramienta de identificación. Donde LIBS y LA-ICP-MS son ligeramente destructivos para el material que se está probando, la espectroscopia Raman no requiere un muestreo destructivo.