jueves, 24 de marzo de 2016

ESPECTROSCOPIA RAMAN




Sir Raman


En el universo de ficción de Star Trek, un dispositivo de mano sofisticado llamado tricorder se utiliza como una herramienta de análisis de datos del sensor y por la tripulación de la Flota. 





Es capaz de analizar entornos desconocidos, diagnosticar la enfermedad en una forma de vida, y proporcionar información técnica sobre el estado de una nave espacial.






Aunque el tricorder claramente pertenece al reino de la ciencia ficción, los científicos desarrollaron un dispositivo similar para identificar piedras preciosas y minerales. 





La tecnología fue utilizada por la NASA, en el programa espacial de Estados Unidos, en su 2009 Mars Rover nave espacial. 
Con el tiempo se puede utilizar por los mineralogistas y los gemólogos.






El sistema utiliza una técnica llamada espectroscopia Raman para detectar la huella digital única de un mineral. 





El efecto Raman fue descubierto por primera vez en 1928 por Sir Raman, un científico indio que fue galardonado con el Premio Nobel en 1930 por su descubrimiento.






El efecto Raman se produce cuando la luz monocromática incide sobre una molécula e interactúa con la nube de electrones de los enlaces de la molécula.





Los resultados de la excitación se convierte en un patrón de dispersión de la luz distintivo a la sustancia transmisora. 





Dado que cada material tiene su propio patrón espectral distintivo, el efecto Raman puede ser utilizado como una herramienta de identificación.



Star Trek tricorder


A diferencia de otros métodos de identificación de minerales, un espectrómetro Raman no requiere muestreo destructivo. 





Se dispara un rayo láser a la muestra y luego analiza la débil luz emitida para medir el espectro del efecto Raman.






Los científicos en los EE.UU. han estado recopilando una base de datos de los espectros Raman de 4.000 minerales diferentes. 





Cuando la base de datos se haya completado con el tiempo se puede incorporar en un dispositivo de mano que se pueden apuntar a cualquier mineral. 
La comparación de los espectros de Raman de la base de daos con el espectro observado nos dará una rápida identificación.






Espectroscopia Raman es sólo un tipo de espectroscopia. 
No se debe confundir con los espectroscopios tradicionales utilizados en gemología para determinar los espectros de absorción para diferentes tipos de piedras preciosas translúcidas. 





Estos espectroscopios suelen utilizar luz blanca, en lugar de láseres. 
Hay también formas más sofisticadas de espectroscopia, tales como espectroscopia de rayos gamma, que pueden ser usados ​​para identificar en laboratorio piedras preciosas irradiadas.





Fernando Gatto
Kaia Joyas Uruguay

EL GRANATE






A pesar de que el granate se asocia comúnmente con el color rojo, estas piedras preciosas se pueden encontrar en casi cualquier color y son opciones populares para la joyería de todo tipo.


Colorful Garnet Family: Almandite, Blue Garnet, Demantoid, Hessonite, Malaia Garnet, Mali Garnet, Pyrope, Rhodolite, Spessartite, Tsavorite


La familia del granate es una de las más complejas en el mundo de la gema. 
No es una especie única sino que se compone de varias especies y variedades. 
Esta lista se centrará en las cualidades comunes a todos los granates y ofrecer una breve descripción de su diversidad.


Información
DatosValor
NombreGranate
variedadesAlmandino, almandino-Pyrope, Rodolita, Andradite, Demantoide, Melanita, Topazolita, Andradita-Grossularia, Mali granate, granate con cambio de color, gadolinio Galio granate, Grossularia, Hessonita, Hibschite, Hidrogrosularia, Transvaal Jade,Tsavorita, Malaia Granate (Malaya Granate), Proteus, Pyrope, Chrome Pyrope, Pyrope-Spessartina, Umbalite, Espesartita, mandarín granate, Uvarovita, itrio aluminio granate
Cristalografía Isométrica.
Tiene forma de trapezoedro y dodecaedro.
Formas de Cubo y octaedro son muy raras.
Colores Casi todos
Lustre Vítreo, inclinando a resinosa en grossular, andradita, y algunos almandines.
Fractura Concoidea, frágil
Dureza 6.5 a 7.5
Escote Ninguna
Sensibilidad al calorAlgunos
Transparencia Transparente a opaco
Piedra del zodíaco enero
FórmulaA 3 B 2 Si 3 O 12 . A = Fe, Ca, Mn, Mg. B = Al, Fe, Ti, Cr. Consulte "Identificación de las características" más adelante.
Óptica Consulte "Identificación de las características" más adelante.
EtimologíaDel latín granatus de "grano".

Comentarios


A diferencia de minerales como el berilo o corindón que son una sola especie con variedades de colores creados por los oligoelementos, los granates vienen en diferentes especies y nunca se encuentran en su estado puro. 







Siempre se mezclan con otras especies de granates. 
Algunas de estas mezclas tienen características distintas y son reconocidas como variedades de granates en sí mismos. 
Lo que los hace ser todos granates es la misma estructura cristalina y propiedades similares.





Especies


Almandino: La piedra preciosa más común en la familia del granate viene en una amplia gama de colores. 

La mezcla de almandino-piropo es la variedad rojo oscuro popularmente asociada con granates. 



Andradita: Una de las variedades más raras. Estas gemas tienen la mayor dispersión de todos los granates y tienen incluso más fuego que el diamante.



Demantoideo: Esta variedad verde es una de las buscadas y caras.


Grosularia: A diferencia de otros granates, estas gemas son rara vez de color rojo oscuro en su tono. 

Se pueden encontrar en todos los colores, incluso sin color, excepto el azul. 
Su luz de tonos medios y colores vibrantes hacen excelentes piedras para su uso en joyería. 


Hidrogrosularia: Estos granates son la única variedad que no existe transparentes. 

Son comúnmente verde azulado, pero a veces se encuentran en rosa, blanco y gris.
La clasificación de Hidrogrosularia como una especie de granate es discutible. 


Piropo: Esta variedad Cromo piropo es un rojo que compite con el rubí. 

Sin embargo, son muy oscuros en tono. 


Espesartita: También conocido como espesartina. 

Este granate algo raro viene en una variedad de colores naranja.
También llamados Granates mandarín y son muy buscados.


Uvarovita: La piedra más rara en la familia granate es de un rico color verde oscuro, que rivaliza con la esmeralda. 

Material que se pueda facetar es siempre pequeño y extremadamente raro.

Otras especies de granate son goldmanite, henritermierite, kimzeyite, majorite, schorlomite, y yamatoite.





Mezclas

Las siguientes mezclas se considera que son variedades de granate y no sub-variedades de las especies anteriores.






Rodolita: una mezcla de piropo y almandino con un color violáceo característico.
Malaia: un término usado originalmente para describir los granates que no encajan en las categorías estándar. 
Ahora se reconoce como una mezcla de piropo y espesartita.





Granates con cambio de color: En las últimas décadas, se ha descubierto unos granates que se vuelven de color azul con luz artificial. 
En 2007, los granates azules, que son de color rojo con destellos púrpuras bajo luz incandescente fueron descubiertos en Madagascar. 
Estas piedras que cambian de color son una mezcla piropo-espesartita. 
Algunos granates de Idaho muestran un fuerte cambio de color de rojo a rojo púrpura. 
Estos son una mezcla almandino-piropo.





Las siguientes especies son conocidas por mezclarse.

Almandino-piropo
Almandino-espesartita
Andradita-grosularia
Piropo-espesartita 







Identificación de las características

La identificación de los granates es compleja. En los últimos cincuenta años, varias nuevas mezclas han sido descubiertas en el este de África. 

No hay ninguna razón para creer que todas las posibles mezclas se hayan descubierto. 
No sabemos lo que depara el futuro para los gemólogos.





Los granates comparten propiedades comunes a nivel molecular a pesar de las variaciones considerables. 
Esto es una visualización, que, aunque no es científicamente riguroso, puede ayudar a ilustrar esto. 





Si su mano fuera un modelo de una molécula de granate, todos los granates comparten la disposición de los átomos representados por la palma de la mano. Sin embargo, los átomos representados por los dedos son intercambiables. En otras palabras, los diferentes átomos pueden residir en sus dedos, mientras que la palma de la mano sigue siendo lo mismo. 






Por supuesto, la química de los granates varía mucho más que el modelo de la mano puede demostrar con precisión. 





A continuación se muestra la composición química de la especie.

Almandino: Fe3 Al2 Si3 O12
Andradita: Ca3 Fe2 Si3 O12
Grosularia: Ca3 Al2 Si3 O12
Hidrogrosularia: Ca3 Al2 (SiO4 ) 3-x (OH)4 x
Piropo: Mg3 Al2 Si3 O12
Espesartita: Mn3 Al2 Si3 O12
Uvarovita: Ca3 Cr2 Si3 O12 






Como se puede ver, hay algunas variaciones en la química. 
Sin embargo, todos ellos mantienen la misma estructura básica. 
Los granates se cristalizan en un sistema cúbico.
Sus formas más comunes son el trapezoedro y el dodecaedro. 
Curiosamente, rara vez aparecen como cubos o octaedros, las formas más comunes de otros minerales isométricos. 
Los granates también pueden aparecer en forma masiva, granular, y en piedras desmoronadas.





Durante décadas, la variedad rodolita ha sido descrita como una parte de almandino y dos partes de piropo. 
Sin embargo, los granates no son tan simples. Los Rodolita, así como todos los demás granates, tienen algunas de las otras especies en la mezcla también. 
Estos pueden estar presentes en cantidades muy pequeñas, pero los granates nunca son tan simples, como con sólo dos ingredientes.






Por otra parte, una serie de estado sólido como una mezcla almandino-piropo no quiere decir que se trata de una mezcla de dos tipos de moléculas, Fe3 Al2 Si3 O12 y Mg3 Al2 Si3 O12. 
En su lugar, significa que la estructura contiene Fe y Mg.






Los granates no se encuentran en su forma pura en la naturaleza. 
El más puro piropo de calidad gema que se haya descubierto contenía aproximadamente un 83% piropo, 15% almandino, y aproximadamente el 2% de otros granates.






Sin embargo, los granates andradita y Espesartita se han encontrado como máximo con un 95% de pureza. 
Se han encontrado granates incoloros con 97% de piropo puro pero sin calidad gema. 





Describiendo granates

Los granates se han descrito tradicionalmente como una serie de línea recta, como almandino-piropo o piropo-espesartita. 

Esto no es lo suficientemente preciso para explicar las complejas mezclas que vemos ahora.
Granate Straight Line Series
Una descripción más útil es un gráfico de dos dimensiones, con almandino, piropo, y espesartita marcando las tres esquinas. 

La química rara vez se encuentra en uno de los lados planos. 
En realidad, sería un punto dentro del triángulo, lo que indica la cantidad de cada elemento está presente.
Granate - Dos gráfico tridimensional
Para detalles más exactos, se utiliza un modelo de cinco puntas en tres dimensiones. 
Esto añade andradita y grosularia a la fórmula. 

Aunque menos común, éstos se encuentran en casi todas las mezclas de granate. 
Con este gráfico, se puede indicar la cantidad de cada una de estas especies que está presente en un espécimen individual.
Granate - Tres Gráfico de dimensiones
Es importante que los gemólogos comprendan las mezclas de granate. 
Los granates conocidos hoy muestran variedades considerables en sus mezclas. 
A efectos de identificación, la práctica habitual es nombrar granates por sus dos especies principales a menos que sea una variedad común. 
Sólo entienden que los granates no son simples, minerales de dos especies.





En el pasado, los granates se habían agrupado de acuerdo con la composición química y todavía se hace referencia en este sistema. Los granates que contienen Al (aluminio) en la posición B en su fórmula química se conocen como pyralspites (por piropo, almandino, y espesartita). 
Los granates con Ca (calcio) en la posición A se conocen como ugrandites (uvarovita, grosularia, y andradita).






Óptica

Estas propiedades son muy dependientes de la química. 

Piropo, almandino, y espesartita son generalmente isotrópicos. 
Sin embargo, la presencia del átomo de Ca (calcio) en uvarovita, grossularia, y andradita los hace birrefringente. 
Esto puede ser debido a la tensión, pero más probablemente tiene una explicación estructural. 
Grosularia y andradita casi siempre se dividen en zonas, a menudo hermanadas, y claramente no isotrópicos bajo el microscopio.





Color

Debido a su enorme gama de colores superpuestos, los granates no pueden ser identificados sobre la base del color solo. 







Esta información es sólo para referencia.

Uvarovita: verde oscuro.

Grosularia: incoloro, blanco, gris, amarillo, verde amarillento, verde en varios tonos: verde pálido, verde manzana, verde medio, verde esmeralda, verde oscuro, marrón, rosa, rojizo, negro. 

Andradita: amarillo-verde, verde, marrón verdoso, amarillo anaranjado, marrón, negro grisáceo, negro. 

El color se relaciona con el contenido de Ti y Mn. 
Si hay poco de alguno de los elementos, el color es ligero y se puede parecer al grosularia. 

Piropo: rojo violáceo, rojo rosado, rojo anaranjado, carmesí, rojo oscuro. 

Nota: El piropo puro sería incoloro, los colores rojo se derivan de Fe + Cr.

Almandino: rojo oscuro, rojo marrón, negro parduzco, rojo violeta.


Espesartina: rojo, naranja rojizo, anaranjado, amarillo-marrón, marrón rojizo, marrón negruzco. 


Malaya: varios tonos de naranja, rojo-naranja, durazno y rosa.


Rodolita: por lo general tiene un color púrpura distintivo.
 





Sintéticos

Granates sintéticos han tenido un efecto en el mundo de las gemas. 

Antes de la llegada de circonio cúbico (CZ) a finales de 1970, el granate sintético era el  principal simulador del diamante
Si bien pueden tener una menor presencia en el mercado hoy en día todavía se pueden encontrar estas gemas sintéticas.



YAG, o granate de itrio y aluminio, fue el primer granate sintético disponible en el mercado. 

En su estado puro, YAG es incoloro. 
Sin embargo, se puede crear en casi todos los colores. 
Los agentes de dopado utilizados para la coloración también son responsables de la amplia gama de índice de refracción y la gravedad específica.

Incolora YAG está cerca de la parte inferior de cada propiedad. 
YAG no es frágil y se lleva bien. 
Sin embargo, su dispersión es un poco baja para un diamante sustituto.



GGG , o gadolinio, granate de galio, poseen una dispersión alta (.038). 

El gadolinio y galio son mucho más caros que itrio. 
Sin embargo, con una dispersión cerca de la del diamante (.044), lo hace un sustituto maravilloso. 
Al igual que con YAG, los dopantes usados ​​para la coloración también son responsables de la amplia gama de índice de refracción y la gravedad específica. 
En la variedad incolora GGG está cerca de la parte inferior de cada propiedad. 





En la mitología griega, Proteus era un dios del mar que cambia de forma. Su nombre significa ahora alguien que fácilmente cambia su apariencia o principios. Los granates se pueden cambiar, pero no es fácil. 
Proteus son llamados los granates tratados. Unas pocas gemas de almandino piropo de los EE.UU. se pueden cambiar en Proteus. 






Todos los demás tipos se resisten al cambio. Este tratamiento lleva una capa delgada de metales a la superficie de la piedra. 
Esto hace que tenga un aspecto dual.
A la luz reflejada, granates Proteus tienen un color gris oscuro, brillo metálico, al igual que la hematita. 
A la luz transmitida, el rojo oscuro se vuelve translúcido.





Tamaños

Los cristales de granate son generalmente pequeños, desde microscópicos hasta aproximadamente 6 pulgadas en el caso de grosularia. 

Muchos depósitos tienen pequeños granos de cristales sobre su roca huésped. 
Los granates en roca, con las formas externas pobres, pueden ser mucho más grandes, tales como el almandino de Gore Mountain, Nueva York, que alcanza un diámetro de 60 cm.






Unos espesartitas en Brasil han pesado varias libras y han conservado una gran transparencia y color muy bien. 
Sin embargo, estos son muy raros. 
Un típico cristal granate es de aproximadamente media pulgada a una pulgada de diámetro.







Cuidados

Los granates se limpian mejor con agua caliente, detergente y un cepillo suave. Aunque esta gema es relativamente dura y resistente, los granates pueden ser sensibles al calor. 


El calor extremo debe ser evitado.





Fernando Gatto
Kaia Joyas Uruguay