13.2: Tratamiento térmico

Calentamiento de Piedras Preciosas

A continuación se presenta una discusión sobre uno de los métodos más antiguos para la mejora de las piedras preciosas.

Por Alberto Scarani y Paolo Minieri

En artículos anteriores, hemos discutido cómo agregar berilio con tratamientos de alta temperatura genera un cambio y mejora del color en el corindón. De igual manera, se han discutido varios aspectos del tratamiento de difusión superficial, un sistema modificado, mediante la adición de elementos extraños que se convierten en cromóforos utilizados para alterar y embellecer piedras preciosas: el tratamiento térmico.

Antes de avanzar será útil enfocarnos en un aspecto esencial: el simple calentamiento de una piedra preciosa puede mejorar en gran medida su apariencia debido a cambios químicos en elementos ya presentes dentro de la piedra, o a veces una combinación de elementos, cuando se calienta, puede ayudar en la “curación” de fracturas. La “curación de fracturas es muy importante para distinguirla de otros métodos de mejora de calor, ya que es más penalizada cuando se observa en los Informes de Identificación de Piedras Preciosas emitidos por los principales laboratorios debido a que a menudo se agregan elementos extraños. A decir verdad, como veremos más adelante, incluso con tratamientos térmicos simples hay intercambios químicos entre la gema y la atmósfera circundante, pero la mayoría de los laboratorios consideran esto de menor importancia.

Es prácticamente imposible establecer una datación precisa de los primeros experimentos de calentamiento de piedras preciosas. Las ágatas rojas y las cornelias reveladoras de evidencia de tratamiento térmico se produjeron en la India en 2000 a.C.; también se recuperaron muchos ejemplos de tumbas egipcias, incluyendo tesoros encontrados con Tutankamón (Circa 1300 B.C.). ¡En más de 4000 años, el procedimiento no ha cambiado sustancialmente! Esto será evidente cuando eche un vistazo a algunos hornos elementales que todavía están operativos hoy en día en la zona de Chanthaburi, Tailandia y Camboya. Estos hornos todavía producen a toda velocidad gemas calentadas de buena calidad.

En el siglo XIX, las mejoras en las ciencias experimentales dieron como resultado la mejora continua de los recursos técnicos, permitiendo el desarrollo de hornos capaces de alcanzar y mantener fácilmente temperaturas de 1500 °C o más. Sin embargo, hay que decir, que hasta que los primeros estudios fueron realizados por el Dr. G.O. Wild en 1932, la efectividad del calentamiento de las piedras preciosas no podía ser estimada de manera confiable ni siquiera por los “quemadores” más expertos.

Pero, ¿cómo se realiza el tratamiento térmico común? Si bien hay muchas variaciones del procedimiento y están involucradas varias gemas, podemos resumir diciendo que hay dos elementos principales involucrados: la temperatura y el ambiente (composición de la atmósfera y presión) en el que tuvo lugar. El mecanismo que permite las modificaciones se desata elevando la temperatura. En la mayoría de los casos, esto permite intercambios químicos a niveles atómicos entre la piedra preciosa y su atmósfera circundante.

Hay muchos efectos diferentes que pueden ocurrir cuando una piedra se calienta: desde el oscurecimiento hasta un cambio/mejora de color, desde una variación estructural hasta una grieta. Es claro que el propósito principal de un tratamiento debe ser mejorar la apariencia de la piedra preciosa. Por lo tanto, los aspectos más interesantes implicarán modificaciones de color y claridad.
Pueden ocurrir modificaciones de color:

• en diamantes como resultado de con irradiación, recocido
• En variedades de zafiro (añadiendo o reduciendo color en tonos amarillos, verdes o azules)
• Rubí (modificando de marrón o púrpura a rojo, de rojo a naranja y eliminando componentes de color no deseados)
• Aguamarina (modificando de verde a azul)
• En otros berilos (de amarillo a incoloro, de naranja a rosa)
• En infinitas variedades de cuarzo (desde amatista hasta cuarzo ahumado, cuarzo criptocristalino como cornelias, ojos de tigre, etc.)
• Espodumena y Kunzita (de púrpura a azul, de verde a rosa o violeta)
• Topacio y turmalinas (casi todas cumplen el tratamiento)
• Circón (de marrón a rojizo o azul, de verde a azul o amarillo)
• La tanzanita (una variedad de zoisita) es un caso emblemático: se origina en la naturaleza, un indeseable color amarillo parduzco, solo después del tratamiento térmico esas piedras obtendrán el hermoso color azul violáceo mundialmente conocido.

La modificación de claridad más impresionante debido al tratamiento térmico ocurre en las variedades de corindón de zafiro y rubí. La técnica requerida para la modificación/mejora del color que se necesita es muy similar a la que se necesita para lograr modificaciones de claridad. Implica una composición adecuada y controlada de la atmósfera. Un ambiente reductor u oxidante (mayor o menor porcentaje de oxígeno) permitirá, como ejemplo, la exsolución de la banda de agujas de rutilo de seda con la consiguiente mejora de la transparencia en piedras lechosas, blanquecinas o turbias. El procedimiento podría potenciar, reducir o eliminar la visibilidad del fenómeno del asterismo. Exponer las piedras preciosas a altas temperaturas a menudo causa distintas modificaciones. Las inclusiones (muchas veces están presentes) podrían sufrir alteraciones distintivas que, a veces (raramente) podrían dar lugar a daños irreparables. El diferente coeficiente de dilatación entre la piedra y los cristales incluidos a menudo producen fracturas discoidales que los rodean llamadas halos de tensión que son muy comunes para encontrar en piedras calentadas.

Otro ejemplo de evidencia diagnóstica es la modificación morfológica de la forma cristalina incluida; bien definida, con superficies rectas y bordes distintos en piedras sin calentar, aparecerán con manchas, más redondeadas y libres de bordes claros en las piedras tratadas, en un grado proporcional directo al alcanzó la temperatura.

No siempre es necesario alcanzar temperaturas muy altas. Considerando la duración del tiempo del tratamiento una variable relacionada con la temperatura (son inversamente proporcionales) se nos permitirá bajar el calentamiento (500-700 °c) si podemos prolongar la duración del tratamiento. De esta manera, podremos reducir drásticamente los efectos de calentamiento a las inclusiones. El calentamiento a baja temperatura es realmente difícil de detectar solo por observaciones visuales, incluso para gemólogos capacitados y calificados, muy a menudo se requiere el uso de aparatos avanzados como el espectrofotómetro FTIR et al. Hoy en día el tratamiento térmico es ampliamente aceptado (si se da a conocer, por supuesto) y en algunos casos (tanzanita, turmalina, circón, cuarzo etc.) se considera una rutina tan consolidada que muy a menudo la divulgación no se menciona (entre los profesionales) en los procedimientos comerciales. Es bueno saber que en esas piedras descritas, sólo en raras ocasiones el tratamiento será considerado de importancia discriminatoria desde el punto de vista del precio, en muchas otras situaciones (en zafiros y rubíes, por ejemplo) la importancia de este factor es absolutamente inevitable. Hoy en día muchas minas que proporcionan piedras preciosas de alta calidad son estériles o están en vías de agotamiento, mientras que la demanda de tales piedras preciosas sigue siendo muy alta. Esto ha llevado a intentos de hacer materiales rentables de baja calidad mediante el uso de tratamientos de mejora. Es el caso típico de los llamados zafiros Sri-lankan “Geuda” (el nombre proviene de la palabra singalesa utilizada para describir el material de baja calidad gris-azulado) inundó el mercado a mediados de los 70' y de Mong-HSU Birmania los rubíes aparecieron en gran cantidad en el mercado a principios de los 90'. Los zafiros Geuda son comúnmente casi incoloros y la claridad se ve fuertemente afectada por la abundante presencia de rutilo en las nubes o formas de bandas de seda, esto es común con los rubíes Mong-Hsu que casi siempre tienen una zonificación azul distinta que afecta el color. En ambos casos, el tratamiento térmico permitió una excelente mejora del color (enriquecimiento en zafiros Geuda, foto 10-11 y eliminación del componente azul en rubíes Mong-HSU, foto 12) y claridad por exsolución de seda (rutilo). A decir verdad, en el tratamiento de rubíes Mong-HSU se necesitaba la adición de un componente extraño (flujo) para permitir la cicatrización de las numerosas fracturas típicas de ese áspero.

Podemos afirmar sin lugar a dudas que la mayoría de las piedras preciosas del mercado son sometidas a tratamiento térmico de intensidad variable de forma regular (aunque de mínimo impacto como en algunos casos de aguamarina et al), sin apreciables efectos depresivos en el lado del precio que, sin embargo, podrían considerarse mucho mayor cuando se realiza el uso intensivo de elementos extraños y/u otras manipulaciones.

En términos generales, la demanda de piedras preciosas sin calentar está en continuo aumento (En EEUU, Japón y en algunos mercados europeos más heladas) principalmente por su rareza pero incluso por su incomparable belleza.
Pero, ¿y qué pasa con los precios de las piedras calentadas comparando con las Solo para tener una pista, para un zafiro Sri-Lankan de 1 ct sin calefacción hay una prima promedio de 20-25%, las cosas cambiarán significativamente si pasamos por encima de 2, 3 o más cts, el precio se duplicará, triplicará y mucho más en algunos casos particulares.
¿Y qué pasa con el mercado italiano? Llegamos muy tarde, como de costumbre, pero la tendencia muestra una apreciación distinta y creciente por las piedras preciosas sin calentar y seguro que las libres de tratamiento serán cada vez más solicitadas.

Temperaturas para tratamientos individuales de gemas:

Aguamarina: 450 grados Celcio cambia el estado de valencia del hierro
Amatista a Citrino:: 450 grados Celcio Marrón
Rojizo Circón a Azul: 1000 grados C en un ambiente reductor (libre de oxígeno) Marrón
Rojizo Circón a Incoloro 900 grados C en aire
Naranja Berilo a Morganita: 400 grados C Topacio
amarillo y amarillo parduzco a Rosa: 550 grados C
Topacio (todos los colores) a Incoloro: 1000 grados C
Verde Oscuro Turmalina de Namibia iluminará Significativamente: 370 grados C Verde
Parduzco Zoisita a Tanzanita: 370 grados C
Zafiro que contiene titanio para desarrollar o aclarar color: 1600 grados C

Bibliografía y Referencias

• “Mejora de piedras preciosas”, Kurt Nassau, Butterworths, Londres, 1984, ed IGI 1989
• “Ruby & Sapphire”, Richard W. Hughes, publicación RWH, 1997

(Copyright Revista Preziosa, 2009 - Traducido y revisado por Alberto Scarani & Barbra Voltaire)

• “Gemología”, Peter Read