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Il Riscaldamento delle pietre preziose

Foto 1. Tradizionale fornace cambogiana tutt’ora in uso nell’area di Pailin per il riscaldamento degli zaffiri. (Per gentile concessione di Vincent Pardieu. Photo: Len Rummel/www.fieldgemology.org, 2004)
Abbiamo in precedenza visto come l’aggiunta di berillio in associazione con l’aumento di temperatura produca un cambio di colorazione nei corindoni. Similmente, si è cercato di investigare il trattamento per termodiffusione, classificato come perfezionamento per addizione di elementi estranei cromofori del metodo principe utilizzato per l’abbellimento artificiale delle gemme: il trattamento termico. È il caso di evidenziare qui un aspetto fondamentale: il semplice riscaldamento di una gemma produce effetti di miglioramento riconducibili esclusivamente alla modificazione fisica di elementi chimici già preesistenti all’interno della stessa, talvolta combinati con agenti che aiutano il risanamento delle fratture. Tale caratteristica ha conseguenze importantissime nell’analisi e nella certificazione della qualità delle pietre preziose, campi in cui l’intrusione invasiva di sostanze estranee è considerata elemento sempre penalizzante.
Una datazione precisa dei primi esperimenti di riscaldamento risulta impossibile. Già in India nel 2000 A.C. venivano prodotte agate rosse e corniole con evidenze di trattamenti termici, rinvenute tra l’altro in numerose tombe egizie, compresa quella di Tutankhamon (1300 a.c. circa). In più di 4000 anni il procedimento non ha subito sostanziali variazioni, basti dare un’occhiata a molti dei rudimentali apparati che a tutt’oggi, principalmente nella zona di Chanthaburi in Tailandia, o in Cambogia (foto 1), sfornano a pieno ritmo gemme riscaldate di ottima qualità. Semmai, sino ai primi studi analitici condotti dal Dr. G.O. Wild nel 1932, l’efficacia dell’esposizione delle gemme al calore non poteva che essere valutata, dai pur esperti “burner” che in modo rudimentale, per così dire “a occhio”.
Foto 2. Moderna fornace elettrica per trattamenti ad alte temperature (1800° C) realizzata da Ted Themelis (per gentile concessione di Ted Themelis)
L’affinamento dei metodi delle scienze sperimentali sfociò nel diciannovesimo secolo in miglioramenti continui delle risorse tecniche, e si resero disponibili quindi forni capaci di raggiungere e mantenere agilmente temperature superiori ai 1500 ° (foto 2). Ma in cosa consiste il trattamento termico o per riscaldamento? Benché siano numerosissime le gemme interessate come pure le varianti del procedimento, possiamo affermare che gli elementi principali sono fondamentalmente due: la temperatura e l’ambiente (composizione dell’atmosfera e pressione) in cui questo avviene. Il meccanismo che consente le modificazioni viene scatenato dall’aumento della temperatura che, nella maggioranza dei casi, consente scambi chimici a livello atomico tra la gemma e l’atmosfera circostante. Gli effetti del calore su di una gemma possono essere molteplici: si va dall’inscurimento al cambiamento di colore, dalla variazione strutturale alla fratturazione.
Foto 3-4. Cristalli grezzi di zaffiro proveniente dal Montana, USA, prima e dopo il riscaldamento. (per gentile concessione di Jason Brim)
È chiaro che lo scopo principale di un trattamento consiste nel migliorare l’apparenza di una gemma per cui gli aspetti che maggiormente ci interessano riguarderanno la modificazione del colore e della purezza. Il cambiamento di colore si può avere nel diamante (in associazione ad irraggiamento); nei corindoni varietà zaffiro (aggiunta o riduzione di colore nelle tinte giallo, verde o blu, foto 3 e 4) e rubino (modificazione da bruno o porpora a rosso, da rosso ad arancio, rimozione di componenti di colore indesiderate); nell’acquamarina, (modificazione da verde a blu); in altri berilli (da giallo ad incolore, da arancio a rosa); in una sterminata varietà di quarzi (dall’ametista al quarzo affumicato, quarzi microcristallini come corniole, occhio di tigre etc.); in Spodumene e Kunzite (da porpora a blu, da verde a rosa o violetto); nei Topazi e nelle Tormaline (quasi la totalità di esse subiscono il trattamento, Foto 5 e 6); nello Zircone (da bruno a rossastro o blu, da verde a blu o giallo).
Foto 5-6. Tormalina Elbaite di 3 carati provenienza Mozambico, prima e dopo il trattamento termico. (per gentile concessione di Jason Brim)
La Tanzanite (varietà della zoisite) è un caso emblematico: in natura si presenta nella stragrande maggioranza dei casi di un poco attraente color giallo-brunastro e, solo a seguito riscaldamento, ottiene la splendida colorazione blu-porpora che l’ha resa famosissima nel mondo. La modificazione della purezza più conosciuta e apprezzata si può osservare nei corindoni varietà zaffiro e rubino. In questo caso si agisce opportunamente sulla composizione gassosa dell’atmosfera per ottenere un ambiente “ossidante” o “riducente” (maggiore o minore quantità di ossigeno) e ciò consente, per esempio di provocare la dissoluzione delle bande di “seta” composte da aghi di rutilo con conseguente miglioramento della trasparenza in gemme lattescenti, biancastre o nebulose. Il procedimento può consentire anche di accentuare la visibilità del fenomeno dell’asterismo, di ridurlo o di eliminarlo del tutto.
Foto 7. Alone di tensione discoidale concentrico intorno a cristallo incluso in zaffiro sottoposto a riscaldamento (Foto: A. Scarani)
L’esposizione ad alte temperature provoca molto spesso distinte modificazioni all’interno delle gemme. Le inclusioni (quasi sempre presenti) subiscono alterazioni che in alcuni rari casi possono portare ad irreparabili danneggiamenti. Spesso, all’interno di una pietra sottoposta a riscaldamento si possono osservare inclusioni cristalline che, a causa del differente coefficiente di dilatazione, hanno provocato una frattura discoidale concentrica denominata alone di tensione (foto 7). Un altro inequivocabile indizio viene dalla modificazione esterna dei cristalli inclusi che, se nelle gemme non trattate risultano solitamente ben definiti, con pareti e spigoli netti (foto 8), appariranno invece deformati, maggiormente arrotondati e privi di spigoli vivi in quelle scaldate (foto 9) in ragione direttamente proporzionale rispetto alla temperatura raggiunta.
Foto 8. Cristallo integro in zaffiro non scaldato. La nettezza degli spigoli e la presenza di inclusioni aciculari di rutilo intatte fanno escludere l’eposizione ad alte temperature (Foto: A. Scarani)- Foto 9. Inclusione di Pirrotite parzialmente fusa in rubino scaldato. Notare l’ammorbidimento degli spigoli (Foto: A. Scarani)
Un discorso a parte merita il riscaldamento a bassa temperatura. Dato che i tempi di esposizione e il grado di calore sono inversamente proporzionali a volte può essere vantaggioso prolungare di molto la procedura abbassando notevolmente la temperatura (500-700 gradi). In questo caso gli effetti sulle inclusioni potranno essere drasticamente limitati o annullati e il trattamento sarà di conseguenza rilevabile solo con l’ausilio di apparecchiature molto avanzate (es. spettrofotometro FTIR).
Foto 10. Zaffiro Sri-Lanka, 2.55 ct prima e dopo il riscaldamento. Notare la modificazione delle inclusioni. (per gentile concessione di Ted Themelis)
Al giorno d’oggi il trattamento per riscaldamento è ampiamente accettato ed, in alcuni casi (Tanzanite, Tormalina, Zircone, Ametista etc) considerato una routine talmente consolidata da non ritenerne rilevante neppure la menzione in fase di acquisto/vendita. A tale proposito bisogna considerare che, se nei casi appena descritti, solo raramente il trattamento costituisce una discriminante di rilievo dal punto di vista del prezzo, in molti altri (basti pensare a zaffiri e rubini) l’importanza di questo fattore è assolutamente imprescindibile. Al giorno d’oggi molti giacimenti di materiale qualitativamente elevato sono ormai sterili od in via di esaurimento e, a fronte di un’offerta in calo e di una domanda in costante rialzo, si è corsi ai ripari mediante trattamenti vari su gemme che non avrebbero altrimenti trovato immediata commercializzazione a causa della loro minore appetibilità. È il tipico caso degli zaffiri Sri-Lanka denominati Geuda (termine singalese utilizzato per descrivere il materiale grigio azzurrastro di minor pregio) che invasero il mercato nella seconda metà degli anni ‘70 e dei rubini birmani di provenienza Mong Hsu commercializzati a partire dai primi anni ‘90.
Foto 11. Zaffiri grezzi di provenienza Ilakaka, Madagascar. In alto materiale non trattato, in basso, a seguito del riscaldamento. (Photos: V. Pardieu www.fieldgemology.org, 2005)
Gli zaffiri Geuda all’origine mancavano quasi totalmente di colore e la trasparenza era notevolmente compromessa dalla presenza di abbondante rutilo in forma di “nubi” e “bande” di “seta”, cosa che li accomunava ai rubini Mong Hsu nei quali spiccavano inoltre marcate zonature violaceo-bluastre. In entrambi i casi il riscaldamento ha consentito un drastico miglioramento del colore (arricchimento per i Geuda, foto 10-11, e rimozione della componente blu per i Mong Hsu, foto 12) e la dissoluzione della “seta”. Tuttavia, nel caso dei Mong Hsu è stato necessario l’utilizzo di un componente aggiuntivo sotto forma di fondente per consentire il risanamento delle numerose fratture tipiche del materiale.
Foto 12. Rubini grezzi di provenienza Mong Hsu, Birmania. Sulla sinistra materiale non trattato, a destra dopo il riscaldamento. (Per gentile concessione di Richard W. Hughes)
Possiamo senz’altro dire che la maggioranza delle gemme poste oggi in commercio ha subito un trattamento termico di intensità variabile da caso a caso (magari minimo come nel caso delle acquemarine), senza effetti apprezzabilmente depressivi sul livello dei prezzi. Conseguenze riduttive si devono necessariamente prendere in considerazione a proposito del valore delle pietre che associno ulteriori manipolazioni che prevedano aggiunte di sostanze estranee. Ma, non riscaldate e tagliate da cristalli non manipolati, le gemme quanto costano? In generale la domanda di pietre di questo genere sembra in aumento (negli Stati Uniti, in Giappone, o nei mercati europei più consapevoli e maturi) principalmente a causa della loro rarità, ma anche per la loro incomparabile bellezza. Tanto per dare un’idea, uno zaffiro di provenienza Sri-Lanka può incrementare il proprio valore del 20%, se di circa un carato, del 200%, 300% o più se di dimensioni ragguardevoli ove lo si rapporti a una gemma di pari avvenenza ma trattata termicamente. E in Italia? Come sempre si arriva in ritardo, ma tutto lascia pensare che il trend verrà ripreso e le gemme senza alcun trattamento saranno sempre più richieste.
Inclusioni di rutilo (seta) in rubino birmano non scaldato (sin) e sottoposto a trattamento termico(ds). L’alta temperatura ha portato alla dissoluzione delle strutture aciculari. (Foto: A. Scarani)

3 commenti

  1. tino says:

    avete fatto un buon lavoro !!!! Per favore mi inviate la quatazione della tanzanite . grazie Tino


  2. Alberto says:

    Bell’articolo! Mi piacerebbe altri simili, che trattino delle inclusioni tipiche delle gemme 🙂


  3. erminio says:

    bell’articolo ma le foto dove sono?


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