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        As gemas vêm sendo de interesse do homem há 10.000 anos. Ametista, cristal de rocha, âmbar, granada, jade, coral, lápis-lazúli, pérola, serpentina, esmeralda e turquesa foram as primeiras a serem conhecidas. Estas pedras eram reservadas para os ricos e serviam como símbolos de posição social. Os soberanos selavam documentos com selos incrustados de joias. Radiante e imponentes, as joais dão vida, adornam e realçam o corpo das mulheres com o poder de seu design e muitos quilates.

 

         No comércio internacional de gemas o quilate é utilizado como unidade de massa (usualmente chamado de peso). Desde 1907, a Europa, bem como a América, adotaram o quilate métrico (1 ct) que é equivalente a 200mg. O quilate é subdividido em frações (1/10 ct) ou decimal (1,25 ct) com até duas casas após a vírgula. Os brilhantes pequenos são “pesados” em pontos (1 ponto = 1/100 ct).

 

          Mas além da “quilatagem”, uma outra propriedade de grande importância para as gemas são suas características ópticas. Elas produzem cor e brilho, fogo e luminescência, jogo de luz e schiller (iridescência). No exame de uma gema há mais concentração dos efeitos ópticos.

 

 

· Cor

 

            A cor é a característica mais importante das gemas. No caso da maioria das pedras, a cor não é um diagnótico de identificação, pois muitas têm a mesma cor e numerosas pedras ocorrem em várias cores. A cor é produzida pela luz (onda eletromagnética). O olho humano pode perceber comprimentos de onda somente entre 700 e 400 nm (nanômetro),se tomarmos os limites, de forma arbitrária, para os comprimentos de onda para os quais a sensibilidade do olho cai a 1% de seu valor máximo, estes limites são aproximadamente 690 a 480 nm.

 

            A mistura de todas estas produz luz branca. Se um certo comprimento de onda é absorvido, a mistura remanescente produz uma cor, mas não a branca. Se todos os comprimentos de onda passam através da pedra, ela aparece incolor; se toda a luz é absorvida a pedra parece preta. Se todos os comprimentos de onda são absorvidos com o mesmo grau, a pedra é branca opaca ou cinzenta.

 

            Para o caso das gemas, os metais, principalmente o cromo, o ferro, o cobalto, o cobre, o manganês, o níquel e o vanádio, absorvem certos comprimentos de onda da luz branca e assim causam coloração. No caso do zircão e do quartzo enfumaçado nenhuma substância estranha é responsável pela cor; ela é causada pela deformação da estrutura interna (retículo) que resulta na absorção seletiva da luz, e na mudança da cor original.

 

            A distância que o raio de luz viaja através da pedra pode também influenciar absorção e assim a cor. O lapidador deve portanto se beneficiar deste fato. As gemas de coloração suave geralmente são lapidadas com espessuras maiores ou suas facetas de tal forma arrumadas que o caminho da absorção aumenta e a cor se torna mais forte ou intensa. Os materiais de cores mais escuras devem ser lapidados com espessuras menores.

 

            A luz artificial tem uma influência sobre a cor de uma gema. Para algumas gemas o efeito é desfavorável por exemplo, a safira. E um efeito favorável para outras, por exemplo esmeralda e rubi. A mudança mais óbvia ocorre na alexandrita, que é verde `a luz do dia e vermelha à luz artificial.

 

            Mesmo sendo a cor, muito importante nas gemas, exceto nos diamantes, nehum outro método prático de determinação objetiva da cor é inteiramente  aceito. O método de mensuração utilizados na ciência para determinação da cor são complicados demais e dispendiosos para o comércio.

 

 

· Cor do traço

 

            A cor aparente nas gemas, até no mesmo  grupo, pode variar muito. Por exemplo, o berilo pode ter todas as cores do espectro, mas também pode ser incolor. Esta ausência de cor é a cor verdadeira, é denominada “cor inerente”. Todas as outras são produzidas por impurezas.

 

            A cor inerente, como ela é constante, pode ajudar a identificação de uma pedra. A cor pode ser vista riscando o mineral sobre um prato de porcelana desvitrificada, denominada “placa para risco”, porque o pó dividido finalmente tem o mesmo efeito como se fossem plaquetas transparentes. A hematita especular, por exemplo, tem um risco colorido (denominado traço) que é vermelho. O traço deixado pela pirita amarela, na porcelana, é preto e a sodalita azul deixa um traço branco. No caso do mineral ser muito duro é aconselhável, primeiro, produzir um pouco de pó com uma lima de aço e depois esfregá-lo sobre a placa de risco. Estes métodos de determinação são de interesse especial para os colecionadores. Como há o perigo de danificá-las, as gemas lapidadas nunca são experimentadas na placa.

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· Mudança de cor

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             Algumas gemas podem sofre alteração na cor com o tempo. A ametista, o quartzo róseo e a kunzita podem tornar-se mais pálidos quando expostos diretamente à luz do sol. Geralmente as mudanças de cor efetuadas por causas naturais não são comuns. O homem, frequentemente, utiliza métodos científicos para aumentar a cor de certas gemas.

 

            A várias centenas de graus, a ametista, originalmente violeta, torna-se amarelo-claro, vermelho-acastanhado, verde ou branco leitosa. A maioria dos citrinos colocados à venda e todas as prasiolitas são tratados desta forma. Cores menos atrativas podem ser alteradas com tratamento térmico. Águas-marinhas esverdeadas são aquecidas até uma cor azul-marinho, turmalinas que são escuras demais podem ser clareadas e turmalinas azuis podem tornar-se verdes. Aquecendo-se a variedade castanho-avermelhado de zircão (jacinto), ela torna-se incolor como um diamante, ou azul como a água-marinha. A maioria dos rubis e safiras azuis são também tratados para melhorar suas cores.

 

           As cores também podem ser melhoradas com o tratamento pelos raios “X” e rádio e, mais recentemente, pelo bombardeamento com partículas elementares. As cores resultantes são algumas vezes tão próximas à natural que elas não podem ser detectadas a olho nu; são necessários ensaios complicados  para desmacará-las. Algumas dessas cores resultantes não são permantentes: As pedras podem tornar-se pálidas, mudar de cor ou tornar-se manchadas. No caso de gemas porosas, por exemplo, lápis-lázuli, turquesa, pérolas e ágata, as cores são melhoradas com a adição de pigmentos, óleos, resinas, plásticos e cera. Tais tratamentos em gemas é uma prática muita antiga.

 

 

· Refração da luz

 

          O índice de refração da luz nos cristais é constante nos vários tipos de gemas, podendo por isso ser utilizado na sua identificação. O índice de refração é definido como a razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz na gema. O desvio do raio de luz provém da alteração da sua velocidade assim que ele penetra um outro meio.

 

          O índice de refreção do diamante é de 2,4. Isto significa que a velocidade da luz no vácuo (@ar) é 2,4 vezes maior do que a velocidade da luz no interior do diamante. Os índices de refração das gemas variam entre 1,4 e 3,2. Eles mudam ligeiramente conforme a cor e as particularidades da gema.

 

· Refratômetro

 

           Utiliza-se um refratômetro para se determinar o índice de refração. Os valores podem ser lidos diretamente numa escala. Não obstante, este aparelho permite determinar somente índices até 1,81 e somente em gemas que possuem uma face plana ou facetas. A determinação dos índices de refração com valores acima de 1,81 requer a utilização de aparelhos especiais. O gemólogo perito pode obter valores aproximados em cabochões recorrente a sua experiência e conhecimento.

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· Método de imersão

 

           Com a utilização do método de imersão é possível medir o índice de refração sem necessidade de aparelhos dispendiosos. Observa-se a gema num líquido de índice de refração conhecido; o índice de refração da gema pode então ser julgado de acordo com a claridade, definição e espessura do contorno, além da aresta das facetas.

 

           Gemas em um líquido de imersão: 1 - Contorno branco e arestas das facetas escuras: gema tem índice de refração mais baixo; 2 - Contorno preto e arestas das facetas brancas: gema tem índice de refração mais alto; 3 - Contorno alargado: índice de refração varia consideravelmente; 4 - Contorno incerto (tendendo a desaparecer): líquido e gema têm o mesmo índice de refração. (Dragstedt et al.)

 

 

· Birrefrigência

 

            Exceto a opala, vidro e aquelas que pertencem aos Sistema Isométrico, em todas as gemas o raio de luz ao penetrar no cristal é divido em dois. Este fenômeno é denominado birrefrigência. Ele se manifesta de forma mais definida no espato da Islândia ou calcita, que os alemães denominam doppelspat (espato duplo) por essa razão. A birrefrigência também é vista facilmente no zircão, na titanita e no peridoto; uma duplicação de suas arestas inferiores. Muitas vezes é necessário uma lupa para se ver o efeito. A birrefrigência pode ajudar na identificação das gemas. Ela se exprime numericamente pela diferença entre o maior índice de refração e o menor.

 

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· Dispersão

 

             Nas gemas incolores e lapidadas, pode-se ocasionalmente observar lampejos de cor, que surgem através da dispersão da luz branca, nas cores espectrais. Isto significa que a luz branca não somente quando adentra a gema, mas é também decomposta segundo as cores do espectro, porque cada onda de luz é refratada diferentemente. A cor violeta é refratada mais fortemente que a vermelha.

 

              A dispersão é distinta de uma gema para outra. Essa diferença ocorre somente em gemas incolores ou fracamente coloridas. As facetas podem realçar a dispersão. A dispersão da cor é especialmente alta nos diamantes, onde ela produz o tão apreciado “fogo”. Gemas naturais, assim como sintéticas, com alta dispersão (por exemplo, o titanato de estrôncio, rutilo sintético, esfarelita, esfênio e zircão), são utilizadas como substitutos do diamante, embora algumas vezes, elas sejam apenas conjeturas.

 

              A medida da dispersão pode ser feita com auxílio de refratômetros e aparelhos especiais (embora isso não seja uma prática rotineira dos gemólogos). A dispersão da pedra é expressa em dados como a diferença entre os índices de refração do vermelho e violeta. Como a cor normalmente compreende um amplo espectro, é comum utilizar certas linhas (Linhas de Fraunhofer) do espectro quando se faz as medições. Na gemologia são utilizadas principalmente as linhas de Fraunhofer C e F (dispersão CF). Tabelas de valores de dispersão podem ser consultadas para a determinação da gema.

 

· Espectros de absorção

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              Dentre os métodos mais eficazes para a determinação das gemas encontra-se a espectroscopia. Esse método consiste em observar as bandas de absorção que se formam no espectro luminoso de uma maneira peculiar a cada pedra examinada. Determinados comprimentos de onda (bandas de cor) são absorvidos ao atravessar uma gema. Assim, a cor da gema é o resultado da mistura das partes restantes da luz que originalmente era branca.

 

               Porém, o olho humano não é capaz de distinguir todas as sutis diferenças de cor. Com isso, a turmalina vermelha, a granada vermelha, ou também um vidro colorido de vermelho, podem ser identificados por nós, erroneamente, como o valioso rubi. No entanto, os espectros de absorção desmacaram, sem contestação possível, as pedras ou vidros usados para imitar o rubi. Muitas gemas têm um espectro de absorção muito característico, único, que se manifesta por linhas ou bandas largas, negras.

 

                A grande vantagem da espectroscopia consiste em diferenciar, com grande facilidade, gemas que possuam densidade relativa e índice de refração iguais. Por meio da utilização deste método pode-se também promover ensaios em pedras brutas (minerais-gema), cabochões e inclusive gemas engastadas. A espectroscopia de absorção tem um crescente e amplo campo de radiação no diagnóstico de gemas  naturais e sintéticas, assim como das imitações. Os melhores resultados são obtidos com pedras coloridas, transparentes e de tons intensos. Nas gemas opacas só é possível a observação dos espectros de absorção quando um pedaço fino da pedra é preparado de forma a poder transmitir luz.

 

                 Utiliza-se o espectroscópio para se efetuar esse tipo de observação. Com ele é possível determinar o comprimento de onda de luz absorvida. Os comprimentos de onda são medidos em namômetros (1nm = 10-9m), o Ångstrom ainda é utilizado na literatura gemológica. Já que as linhas ou bandas de absorção não são sempre igualmente fortes, é usual indicar estas diferenças que elas possam apresentar, na maneira de inscrever suas cifras de medida. Desta forma, as linhas de absorção fortes são sublinhadas, por exemplo: 653, e as mais fracas se indicam entre parênteses, por exemplo: (432).

 

 

 

por A.F. Guimarães

 

Referências bibliográficas:

1. D. Halliday e R. Resnick, Os Fundamentos de Física 4, Ed. LTC, Rio de Janeiro, 1991;

2. W. Schumann, Gemas do Mundo, Ed. Disal, São Paulo, 2006.