La fabbrica del gioiello. Strumenti di analisi
     
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Strumenti di analisi

Analizzare le gemme comporta una prima considerazione, ovvero una precisa distinzione delle finalità perseguite, e cioè:

a - la graduazione dei diamanti, e
b - l'identificazione delle pietre di colore

1 - DIAMANTI

Una volta identificati come tali, graduare i diamanti, significa attribuire loro precise caratteristiche merceologiche secondo regole prestabilite, recentemente codificate in quelle Norme di cui si tratta in altra parte di questo testo.
Massa, colore, purezza e taglio sono i quattro parametri la cui esatta delimitazione consente di individuare con buona approssimazione il valore dell'esemplare graduato, in base ai listini correnti in circolazione sui diversi mercati.
La massa (tempo addietro si diceva peso) viene misurata con bilance elettroniche di precisione, con risoluzione che arriva di solito al millesimo di carato.
Ne esistono numerosi modelli con portate diverse, ma per il normale impiego sono sufficienti quelli con le portate minori, di solito fino a 150/200 carati.
E però preferibile optare subito per le bilance già dotate di una gabbia antivento di generose dimensioni, suscettibili di uso (con un apposito kit) anche per la determinazione della densità.
Graduare il colore è il secondo passo da affrontare, con l'attrezzatura e l'esperienza necessari ad un'operazione che, a volte, si presenta tutt'altro che facile.
L'attribuzione di un livello di colore si effettua in (luce normalizzata), cioè con l'ausilio di una lampada speciale con caratteristiche ben precise: emissione luminosa a 5.500K, il tipo di luce artificiale che, standardizzata, presieder? tutte le valutazioni tanto dei singoli esemplari quanto dei diamanti in lotto. Ed essendo il colore una funzione (ovvero una conseguenza) della luce, sarà bene ricordare che solo una lampada standard sarà in grado di riprodurre è di evidenziare lo stesso colore a prescindere dalle condizioni d'analisi (latitudine, stagione, ora del giorno, eccetera).

STRUMENTI DI ANALISI

In alcuni laboratori, al posto delle lampade si trovano vere e proprie (camere neutre?) alle quali l'analista si avvicina solo in camice rigorosamente bianco; la luce normalizzata è così schermata e protetta dalle influenze cromatiche dell'ambiente circostante, che ne potrebbe cambiare notevolmente le caratteristiche.
Insieme alle lampade normalizzate si usano serie di (pietre di paragone) i cui livelli di colore siano, per quanto possibile, esattamente al confine della scala adottata: attualmente, le più conosciute sono la Scala I.D.C., europea, e quella G.I.A., americana, i cui intervalli di colore sono perfettamente sovrapponibili.
Importante notare come le scale di colore (diamond color masters) debbano rigorosamente essere in diamante: i campioni in cubic zirconia, pur se molto meno costosi, possono tutt'al più servire come esempi per sottolineare argomenti di vendita!
L'attribuzione del colore, infine, non sarebbe corretta o, meglio, non sarebbe completa senza un'opportuna valutazione dell'intensità dell'eventuale fluorescenza del diamante: questa è un'operazione semplice e rapidissima, che si attua con una sorgente di luce U.V. a 366 nm (onda lunga), di cui alcune lampade normalizzate sono già corredate.
La purezza, o meglio la presenza e la visibilità delle caratteristiche interne del diamante, si valuta per tradizione, oltre che per norma, con una lente (acromatica ed aplanatica) a 10 ingrandimenti. Apparecchietto diffusissimo, la lente richiede però una capacità di ricerca e di valutazione molto elevata, nonchè una vista in condizioni più che buone. E, se si considera che l'impiego prolungato è anche molto faticoso (si lavora con un occhio solo), si comprende facilmente come, appena possibile, venga regolarmente sostituita con un buon microscopio gemmologico.
Il microscopio gemmologico è l'apparecchio con cui si lavora maggiormente perchè, se l'individuazione di certe caratteristiche può anche esserne facilitata, la valutazione delle stesse presenta quasi sempre un elevato grado di difficoltà.
Per l'analisi dei diamanti si usano modelli con stativi verticali, a volte con colonne inclinabili in posizioni ergonomiche; l'ottica deve essere di ottima qualità. In ogni caso è altamente raccomandabile disporre della possibilità di variare gli ingrandimenti (ottiche zoom), per lavorare sempre ai valori più adatti alle varie circostanze.
Se il microscopio è stato progettato per l'impiego specifico, sarà dotato di sofisticati sistemi di illuminazione che consentiranno di effettuare l'analisi nelle condizioni più adatte, a seconda del soggetto in esame. Se l'illuminazione in campo scuro è d'obbligo, è da tenere in considerazione anche la possibilità di usare la luce riflessa e le sonde a fibre ottiche eventualmente già integrate nel sistema.
Le simmetrie di taglio, che nei diamanti sono state a lungo sacrificate a favore delle dimensioni, sono state oggetto di precisi studi derivanti dalla fisica ottica e, giustamente rivalutate come concorrenti a pieno titolo nel valore finale di queste gemme.
Per una valutazione accurata del taglio e, se necessario anche per il rilevamento delle quote significative (angoli e grandezze percentuali), sono disponibili proiettori speciali che permettono di sovrapporre il profilo della gemma su speciali schermi trasparenti, di solito intercambiabili, dai quali ricavare tutte le necessarie informazioni. Di uso semplice questi strumenti, necessitano di un minimo di accuratezza nelle letture e, spesso, si rivelano anche un ottimo veicolo promozionale.
In alternativa si impiegano anche oculari da microscopio con reticoli appropriati, ma la poca praticità ne consiglia l'adozione solo in previsione di un uso sporadico.
Anche il calibro per gemmologia non dovrebbe mancare nel corredo di un moderno operatore: meccanico, con precisione al decimo di millimetro, fornire le dimensioni fisiche dei campioni descritti nell'eventuale certificato d'analisi, o nello schedario degli esemplari più importanti. Volendone un tipo elettronico, forse si potrebbe consigliare uno di quelli utilizzati nella meccanica di precisione, anche se il millesimo di millimetro è una risoluzione certamente eccessiva.
Con un facile calcolo, o mediante l'uso di apposite tabelle, il calibro gemmologico permette di stimare con buona approssimazione la massa dei diamanti (e, convertendone i valori, anche delle altre gemme).
Per inciso, con un poco di attenzione, il solo calibro sarebbe già sufficiente per evitare la confusione fra diamanti e cubic zirconia, semplicemente rapportando le dimensioni rilevate al peso del soggetto.

2 - PIETRE DI COLORE

L'esame delle pietre di colore prevede invece due momenti che, pur contigui, sono nettamente distinti:

a - l'identificazione dell'esemplare;
b - la distinzione dei campioni naturali (con l'eventuale riconoscimento dei trattamenti di abbellimento) dai soggetti di origine sintetica o artificiale.

Se lo scopo dell'analista è quello di raggiungere dati attendibili e inconfutabili, ma non la stesura di un certificato completo, si procede abitualmente per esclusione, in modo da ridurre al massimo le ipotesi di partenza con il numero minimo di operazioni di analisi.
La determinazione della densità, pur con le tolleranze che i soggetti presentano, consente subito una drastica riduzione dell'area di ricerca. A fianco della bilancia idrostatica, che è utilissima per le singole pietre ma dispendiosa (in termini di tempo) per i lotti, è opportuno disporre di una serie di flaconi con liquidi a densità nota, dai valori opportunamente spaziati.
Indispensabili, oltretutto, quando gli esemplari in esame siano di dimensioni ridotte (massa inferiore a 0,50 ct) o quando l'analisi venga eseguita in luoghi diversi dal proprio laboratorio.
Il rifrattometro è il secondo strumento che si impiega per identificare le pietre di colore e la sua rapidità d'uso ne fa, spesso il primo apparecchio per un'identificazione immediata.
L'apparecchio è estremamente utile per il gioielliere, visto che consente di analizzare anche le gemme montate. Purchè presentino una faccetta piana e sopraelevata rispetto alla montatura, naturalmente.
L'esame si esegue per contatto, appoggiando la gemma su di un vetrino illuminato (un prisma su cui viene depositata una gocciolina di liquido apposito) e, attraverso un oculare, si rileva il valore dell'indice di rifrazione caratteristico dell'esemplare in esame. Nel caso la gemma fosse birifrangente, gli indici di rifrazione saranno due, da rilevare con l'ausilio di un filtro aggiunto sopra l'oculare stesso. Apposite tabelle consentiranno di risalire alla famiglia del cristallo da identificare.
Forse il più semplice degli strumenti per uso gemmologico, il polariscopio consiste in una sorgente di luce schermata, posta in un contenitore dal quale fuoriesce attraverso un filtro polarizzatore, ove si appoggiano gli esemplari da esaminare.
Un secondo filtro, allineato a breve distanza dal primo, è ruotabile in modo da consentire esami (in estinzione) cioè in luce polarizzata a filtri incrociati. Con il polariscopio si analizzano campioni trasparenti, spesso tutti insieme e si separano in modo pressochè immediato i soggetti monorifrangenti o bi-rifrangenti anomali da quelli bi-rifrangenti.
Aggiungendo al polariscopio una semplice lente o una piccola sfera di vetro si ottiene il conoscopio, grazie al quale si effettua un'ulteriore discriminazione fra gemme birifrangenti uniassiche e biassiche mediante la ricerca delle figure caratteristiche.
Ricorrente nei testi di gemmologia, il (filtro Chelsea), detto anche (filtro per smeraldi), ?è un accessorio di costo modesto, che l'evolversi delle tecnologie di produzione nel campo dei materiali sintetici ha praticamente relegato al solo uso didattico.
Con il filtro Chelsea, usato tanto in luce convenzionale quanto in luce U.V., si osservano effetti particolari di smeraldi e relative imitazioni, ma i risultati non sono più sufficienti per l'emissione di (diagnosi) gemmologiche. Di tutt'altra importanza è invece dicroscopio, con questo strumento infatti si osservano accostati in una finestrella le coppie dei colori che formano il colore finale di un cristallo bi-rifrangente, del quale si rileva pertanto il già citato pleocroismo.
Eseguita con successo l'identificazione del soggetto, nel caso delle pietre di colore rimane da sciogliere l'ultima e più importante incognita: si tratta di un esemplare naturale o no?
A volte, le osservazioni con la lente e l'attenta valutazione della densità insieme all'indice (gli indici) di rifrazione possono anticipare, almeno come suggerimento, una conclusione: però, quasi sempre, la risposta definitiva si trova solo con un'attenta analisi al microscopio.
I modelli verticali, con i diversi sistemi d'illuminazione utilizzati per l'analisi del diamante, sono di solito sufficienti nella maggior parte dei casi, quando cioè consentono di individuare con sicurezza all'interno delle gemme quelle caratteristiche tipiche che le contraddistinguono senza incertezze.
Con il progredire delle tecniche di sintesi e dei trattamenti atti a migliorare l'aspetto (il colore, di solito, ma anche per nascondere certi difetti), a volte la semplice osservazione (in aria) non è più sufficiente. Per l'esame approfondito, alla ricerca di particolari dalle dimensioni davvero minime, è necessario allora utilizzare un microscopio orizzontale ad immersione. I campioni si osservano, se necessario anche in luce polarizzata, immersi in una vaschetta contenente liquidi di densità (ottica) appropriata. Questo consente di avere un'immagine stabile e ben contrastata anche agli ingrandimenti maggiori, perchè i liquidi eliminano i riflessi delle faccette.
Come soluzione di ripiego, almeno agli ingrandimenti minori, si può sistemare una vaschetta sotto un microscopio verticale, rinunciando però alla comodità e alla completezza d'esame offerti da un apparecchio progettato per tale uso speciale. E, a causa dell'instabilità dei liquidi, perdendo la stabilità d'immagine che offre l'osservazione attraverso il vetro laterale della vaschetta.
Il microscopio orizzontale, che è presente in tutti i laboratori gemmologici come strumento autonomo, per il gioielliere è di uso meno frequente; sovente viene quindi sostituito con il solo gruppo-base, sul quale montare all'occorrenza l'ottica dell'apparecchio verticale.
Inoltre, se non integrati in altri apparecchi, sarebbe bene disporre di illuminatori a fibre ottiche, le cui flessibili sonde sono di notevole aiuto per illuminare particolari in posizioni difficili. Abbastanza numerosi i modelli disponibili, con bracci auto-portanti oppure in guaina morbida; buono anche l'assortimento dei diffusori, che possono essere vantaggiosamente utilizzati anche per l'illuminazione ad effetto di vetrine e di oggetti particolari (perle, opali).
Importante, in ogni caso, accertarsi che le fibre ottiche siano realizzate in vetro, perchè quelle in plastica, più economiche, offrono minori garanzie di durata e di efficienza.
Il nostro elenco continua con uno strumento, di non molta diffusione ma non certo di poca importanza, che completa il laboratorio gemmologico di base: lo spettroscopio.
Come indica il nome stesso, è un apparecchio che permette l'analisi della luce, o meglio del colore restituito dalle gemme, per mezzo di una scomposizione dello stesso nei singoli colori che lo compongono. Facile da usare, ma non sempre immediato nei risultati, consente di rilevare le zone di assorbimento (o di emissione) sotto forma di linee e bande scure (o luminose) che compongono appunto il cosiddetto (spettro) del soggetto.
Una scala di lunghezze d'onda fornirà le informazioni di posizione delle emissioni e degli assorbimenti rilevati, valori da confrontare con quelli riportati nelle tabelle apposite che si trovano nei più diffusi testi di gemmologia.
Lo spettroscopio può essere di due tipi: a reticolo o a prismi. Il primo tipo è più economico, ma di prestazioni modeste ed è utile per completare l'analisi di una gemma giù identificata o per la rilevazione di uno spettro facilmente visibile. Il modello a prismi, nel tipo a banda stretta, è praticamente l'unico che venga utilizzato per le ricerche più impegnative, almeno dai gemmologi professionisti.
Lo spettroscopio chiude idealmente il cerchio delle attrezzature gemmologiche e rappresenta l'anello di congiunzione fra quelle destinate solo ai diamanti e quelle previste solo per le pietre di colore. Pur con scopi diversi, è infatti estesamente utilizzato con entrambi.
L'ultimo strumento da prendere in considerazione e da usare con assiduità, è la lampada a raggi U.V. a due lunghezze d?onda, 254 nm (onde corte) e 366 nm (onde lunghe).
Facile da usare e dal costo ragionevole, l'apparecchio risulta molto utile nella routine quotidiana poichè, pur se non diagnostico, almeno nella maggior parte dei casi, permette spesso una serie di utili deduzioni orientative.
Nella gemmologia moderna si utilizzano anche, in casi particolari, strumenti e apparecchiature scientifiche estremamente sofisticate (microscopi a scansione elettronica, microsonde Raman, spettrofotometri I.R. ecc.) il cui impiego, evidentemente, è riservato ad operatori altamente specializzati.


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