Incastonare una gemma di fluorite come pietra centrale di un grazioso anello, o pulire l’ambra con agenti chimici sono tra le azioni che i gioiellieri normalmente evitano.
Queste pratiche nascono dalla conoscenza specifica di come le singole pietre preziose sono in grado di resistere alle sollecitazioni, quali urti, graffi, luce, calore e incontri con una varietà di sostanze chimiche, provenienti dall’ambiente circostante.
Tutti questi “nemici delle gemme” possono imbruttirle o modificarne l’aspetto in maniera permanente.
Proprio per questo motivo è necessario che chi è del mestiere si mantenga informato sulle caratteristiche specifiche di ogni specie di gemma, soprattutto le più comuni.
In questo senso, esiste un’ampia letteratura che si occupa, in maniera approfondita, della durabilità di ognuno di questi preziosi cristalli.
La durabilità e la combinazione dei livelli di resistenza delle gemme a sollecitazioni esterne ed è convenzionalmente suddivisa in tre fattori: durezza, tenacità e stabilità.
Queste tre componenti aiutano lapidari e orafi a valutare la capacità delle loro creazioni di essere indossate, in base al loro grado di resistenza verso i vari tipi di utilizzo e i relativi rischi.
1. Durezza
La durezza è la resistenza o la forza superficiale della pietra contro i graffi.
In gemmologia questa qualità è importantissima poiché influisce enormemente sulla durata di una pietra preziosa, la sua capacità di mantenere finitura e lucidatura nel tempo, nonché la sua “indossabilità”.
La scala Mohs è il metodo più frequentemente utilizzato, anche se non il più accurato, per la determinazione di tale caratteristica.
Il metro di misurazione di questo sistema si basa sulla proprietà di ogni minerale di intaccare la superficie di tutte le sostanze aventi durezza pari o inferiore alla propria.
Esso si misura su in gradi che vanno da 1 (talco, il più tenero) a 10 (diamante, il più duro).
La scala Mohs non è comunque indicativa dei valori esatti di resistenza al graffio, che vengono esplicitati più accuratamente da altri test specifici (vedi tabella).
Esisto una varietà di tecniche di valutazione della durezza, ognuna di esse viene utilizzata per scopi specifici.
La scala Mohs è semplice e intuitiva, forse per questo è quella utilizzata più comunemente nel mondo della gemmologia.
Questa sua prominenza in gioielleria deriva dal fatto che la polvere comune, che fluttua e si deposita anche su superfici come le pietre preziose, sia composta in buona parte proprio da questo minerale (ed anche di feldspati, che però sono molto meno duri).
Quando queste gemme vengono indossate ogni giorno, è essenziale ricordare che se ad esse non viene prestata la dovuta cura durante la pulizia, piccoli graffi possono facilmente scalfire la superficie delle pietre con durezza uguale o inferiore a sette.
Come regola generale, è preferibile utilizzare pietre preziose con resistività al graffio superiore a quella del quarzo (vedi tabella) per anelli e braccialetti, monili maggiormente proni all’usura, mentre collane, orecchini e spille, che sono meno soggetti alle attività quotidiane, possono ospitare anche gemme più tenere.
Durezza minerale nella vita quotidiana
La durezza viene spesso confusa con la tenacità, ma le due proprietà sono essenzialmente diverse; la prima è correlata alla forza esterna di una gemma, mentre la seconda a quella interna.
La durezza è la resistenza contro il graffio o la scalfittura, la facilità con cui una gemma può essere spezzata in due o più pezzi.
Essa può variare anche significativamente con la composizione o con i piani cristallografici di un materiale; nel diamante, per esempio, questa caratteristica varia di diverse centinaia di volte tra la direzione più resistente e quella più morbida.
I punteggi di durezza frazionaria della scala Mohs, come per esempio 5,5, vengono riportati quando la letteratura indica un valore intermedio.
Tuttavia, non è davvero fondamentale se la durezza di un minerale sia 5 o 5,5, un intervallo di durezza pieno è normalmente molto più significativo.
Ogni test di durezza può essere potenzialmente un metodo di identificazione potenzialmente distruttivo; se è davvero necessario applicarlo su pietre sfaccettate, è assolutamente indispensabile ricordarsi di non graffiare mai la tavola (la faccia superiore) o l’apice (la punta estrema della parte inferiore o padiglione,) delle stesse.
È meglio, invece, lavorare sulla cintura (bordo più esterno).
I gioielli in pasta (vetro) e le pietre preziose meno conosciute possono essere danneggiati (scissi o spaccati) da questa prova.
Esistono metodi più accurati e meno dannosi che possono essere impiegati nell'identificazione delle gemme.
Nell’esame standard, il test della durezza non è normalmente incluso, visto che ci sono molti altri metodi (più sicuri) per determinare l’identità delle pietre preziose.
Esso è invece piuttosto utile nella determinazione della specie minerale.
Esistono due procedure comunemente utilizzate per determinare questo valore.
Matite di durezza: metodo da applicare esclusivamente sui minerali, poiché sulle pietre preziose può lasciare dei segni visibili.
Con questo sistema, frammenti appuntiti di minerali standard, tarati sulla scala di Mohs da 4 a 10, sono montati su supporti di metallo o di legno.
Il punto di durezza deve essere applicato saldamente a una parte poco appariscente del campione da testare.
Si inizia sempre con la matita più morbida, aumentando gradualmente il valore sulla scala fino a quando un graffio diviene visibile.
Si esamina il graffio con una lente a 10x per assicurarsi che sia un effettivo segno e non la polvere lasciata dalla punta stessa.
2. Piastre di durezza: questo è un metodo più sicuro per testare la durezza delle pietre preziose, poiché è la piastra ad essere graffiata dal bordo (cintura) della pietra che si intende esaminare e non la gemma stessa.
È possibile utilizzare lastre lucide di vario tipo e di indice diverso sulla scala Mohs.
2. Tenacità
Tenacità significa, in soldoni, tenuta contro la rottura, ossia la resistenza a scheggiature, fessurazioni, nonché la frattura.
Una pietra può essere dura – resistente al graffio -, ma non tenace – fragile -, oppure tenace, ma non dura.
L’esempio comunemente portato per illustrare queste due qualità è quello in cui si paragona un piatto di ceramica ad una cintura di cuoio: non è possibile scalfire la superficie del primo usando le unghie, ma se lo si lascia cadere, questo va in frantumi, mentre la cintura, che può essere facilmente incisa, non si rompe se gettata per terra.
Se da un lato la durezza è molto importante, poiché permette ad una gemma di resistere agli urti meccanici superficiali (per esempio quando viene strofinata contro qualcosa), la tenacità rappresenta un valore significativo di coesione rispetto a sollecitazioni più forti.
Il diamante, che è la gemma più dura, può essere molto fragile; l’acciaio di un martello (durezza 5 o 6) non è in grado di graffiarlo, ma può frantumarlo.
Al contrario, la giadeite, che una durezza di molto inferiore (6.5 circa), è decisamente più tenace e può rimanere intatta anche se viene colpita.
Molte istituzioni gemmologiche suddividono la tenacità in quattro gradi: Scarsa, Discreta, Buona ed Eccellente.
Indipendentemente dal loro grado di tenacità, tutte le gemme si possono rompere.
Facilità e modalità secondo le quali questo avviene forniscono importanti informazioni sia sulla natura della gemma stessa (e a volte la sua identificazione), sia indicazioni su come essa possa venire utilizzata.
Le forme di rottura avvengono secondo leggi fisiche e chimiche differenti, ma specifiche e sono classificate come: sfaldatura, separazione e frattura.
La Sfaldatura
Fattore essenziale nella valutazione della tenacità di una pietra è la presenza di piani di sfaldatura, cioè di livelli paralleli di scissione netti, dovuti alla presenza di superfici piatte, all’interno del cristallo, in cui i legami fra le particelle sono particolarmente deboli.
La sfaldatura può variare da perfetta, quando le superfici che risultano da una scissione della gemma sono lisce e regolari a nulla, quando non si nota nessuna regolarità nel punto in cui una pietra si spacca e si divide in due o più pezzi.
Esistono anche diversi livelli intermedi, per un totale di 5 livelli:
- Perfetta come nella mica, topazio o calcite. Perfetta ma difficile nel caso del diamante.
- Moderata, complessa come nel peridoto.
- Discreta, semplice e perfetta come nella calcite.
- Debole e imperfetta come nella fluorite o come nella la sfaldatura basale del berillo.
- Nulla, quando il minerale non si rompe seguendo superfici regolari.
Per identificare la sfaldatura: si osservano sui piani scissi alcuni piani piatti minutamente scalati o leggermente ondulati.
Le superfici risultanti mostrano una lucentezza perlata a causa della natura laminata della spaccatura.
A volte sono presenti colori iridescenti all'interno della pietra o sulla sua superficie della stessa, lungo le direzioni della scissione.
Ciò avviene quando un sottile film d'aria penetra nelle fessure.
I colori spettrali sono normalmente visibili in fluorite, topazio e calcite (non appaiono sempre).
Separazione (parting in inglese) di pietre preziose
Il termine separazione si riferisce alla rottura dei minerali lungo direzioni di debolezza strutturale, come per esempio quella derivata da processi di geminazione.
La geminazione fa sì che due o più cristalli della stessa specie siano associati in modo che l’uno cresca sopra l’altro (condividono una parte delle loro strutture), con una rotazione di 180°: 1. intorno a un asse (legge dell’asse), 2. per riflessione rispetto a un piano (legge del piano) oppure 3. secondo tutte e due le leggi.
La separazione dovuta a questo fenomeno è solitamente associata alla geminazione di tipo lamellare (o polisintetica, che mostra direzioni di crescita parallele), come nella labradorite (feldspato).
La separazione è possibile solo lungo piani ben definiti in cristalli gemellati e non lungo ogni piano parallelo.
Un cristallo può mostrare sia scissione che separazione.
A differenza della sfaldatura, la separazione non è presente in tutti gli esemplari di un dato tipo.
Essa è il risultato della crescita individuale di una particolare cristallo e non della struttura atomica o cristallina caratteristica della sua specie.
La Frattura
Il termine frattura è usato per descrivere la scheggiatura o la rottura di una sostanza in qualsiasi direzione diversa da quella di un piano di scissione o di separazione.
Essa può essere presente in materiali sia cristallini che non cristallini.
Esistono diversi tipi di frattura, che, anche se in maniera limitata, sono utilizzati per l’identificazione sia di minerali che di pietre preziose.
Tipi di frattura
La frattura concoidale assomiglia alle creste di una conchiglia.
Si presenta nel vetro o nelle pietre colorate per lo più trasparenti.
Il quarzo, il calcedonio, il corindone e l’opale si rompono lasciando superfici lisce ma curve, simili all’interno di una conchiglia..
Questo tipo di caratteristica è presente in quasi tutte le gemme.
La frattura sotto/sub-concoidale è simile a quella concoidale, ma con curvatura meno significativa, sviluppata in materiali fragili caratterizzati da superfici semi curve.
La frattura fibrosa si presenta in pietre con struttura micro - o criptocristallina come per esempio l’occhio di tigre.
Pietre come i feldspati e l’ematite, invece, hanno un tipo di frattura che viene definita come scheggiosa, in pratica quando si rompono rivelano fibre e schegge.
Infine, la frattura splinteria ricorda l’apparenza del legno tagliato.
Essa è tipica di aggregati cristallini come la nefrite, la giadeite (che a volte mostra anche frattura granulare) e il lapislazzuli.
La frattura granulare è presente quando le gemme sono rotte, la superficie dell'area rotta appare come granelli di zucchero.
Questo tipo di frattura è identico a quella che si può fare su una zolletta di zucchero.
La frattura non-uniforme o irregolare viene attribuita a tutte i tipi di scissioni che non mostrino regolarità discernibili di scheggiatura, come per esempio idocrasio, zoisite o prehnite (e molti altri).
Nella frattura a gradini, la rottura si può manifestare come una combinazione di sfaldatura su più di un piano o un misto di sfaldatura e altri tipi di scheggiatura.
Tipi di fratture tipicamente applicate alle rocce (e non alle pietre preziose)
• La frattura (di) Hackly è presente quando un minerale o una roccia è frastagliato/a al punto di essere talora aguzzo o tagliente, a volte essa viene fatta coincidere con quella fibrosa.
• La frattura terrosa (earthy) riguarda invece rocce o minerali friabili con fratture molto fragili che si sbriciolano (o si sgretolano) come zolle di terra.
Molte gemme presentano un tipo di frattura prominente (principale), ma possono anche altri
Per comprendere a fondo la natura e la durabilità delle pietre dure vanno considerati anche altri fattori come coesione, elasticità e fragilità.
La Coesione
Tutte le sostanze sono considerate composte da piccole particelle conosciute come atomi, tenute insieme da una forza di attrazione chiamata coesione, ossia la forza interna che si oppone a qualsiasi separazione tra gli atomi stessi.
Quando una sostanza si rompe, una forza esterna infrange questa proprietà.
Più forte è la coesione, maggiore sarà lo sforzo necessario per rompere un materiale.
I minerali policristallini sono tipicamente più resistenti degli altri perché, vista la loro struttura, composta da mini-cristalli intrecciati in maniera più o meno casuale, hanno una maggior resistenza alla spaccatura.
Nota: la maggior parte delle gemme sono mono-cristalline (diamanti, smeraldi, rubini ecc.), cioè formate da un singolo cristallo, una parte minore di esse è amorfa (ambra, opale, ossidiana), ossia senza struttura interna ordinata e, infine, una parte molto piccola è composta da gemme policristalline, formate da una miriade di minuscoli cristalli.
A loro volta, le gemme policristalline possono essere divise in: Microcristalline (nefrite, giadeite, malachite, avventurina), con cristalli delle dimensioni dell’ordine dei 0.25-1.0 mm, visibili con lenti a basso ingrandimento (ma non ad occhio nudo) e criptocristalline (quarzite, calcedonio, agata, diaspro, crisoprasio ecc.) di soli pochi micron (millesimi di millimetri), osservabili solo al microscopio.
Non esiste, in realtà, una netta distinzione, condivisa a livello globale, tra queste due categorie.
Elasticità
L’elasticità è la capacità di un minerale, dopo aver subito una certa distorsione o pressione di ritornare alla forma originale o, più in generale, la proprietà che permette ad un corpo di deformarsi sotto l'azione di una forza esterna e di riacquisire, se le deformazioni non risultano eccessive, la sua forma originale al venir meno della causa sollecitante.
Fragilità
Questo termine si riferisce grado di resistenza alla distorsione senza separazione di un determinato materiale.
Quando un minerale viene indicato come “fragile”, non significa necessariamente che esso possa essere frantumato facilmente, ma vuol dire che, quando posto sotto stress, esso si sbriciola in polvere invece di appiattirsi o modificarsi come fanno i materiali malleabili (o maggiormente elastici).
Tutte le pietre preziose o minerali, che sono rigide e quindi sono, entro un certo limite, “fragili”, tuttavia alcune di esse sono maggiormente suscettibili a sgretolamento (la suddivisione in molti pezzi più piccoli) rispetto ad altre.
Esse sono quindi essere suddivise in "friabili” (si trasformano in piccoli grani), " tenere "(si sbriciolano) e "tenaci" (offrono qualche resistenza ad essere infrante) in base alle loro capacità di resistere alle sollecitazioni esterne.
Smeraldo, opale, fluorite, ambra, alcuni zirconi, tanzanite e pietre di luna sono pietre particolarmente fragili.
3- Stabilità
La stabilità nelle pietre è la capacità di resistere a reazioni o cambiamenti causate da calore, luce o attacchi chimici.
In questo caso, ogni specie ha delle caratteristiche precise e va, di conseguenza, maneggiata con la cura mirata dovuta per evitare di esporla a quegli agenti che ne enfatizzino le suscettibilità idiosincratiche.
Alcune Precauzioni generali:
Tutte le pietre preziose non amano essere messe a contatto l’una con l’altra (per esempio in una borsa) perché lo sfregamento può danneggiarle.
È buona norma pulire le gemme con acqua tiepida e sapone piuttosto che con agenti chimici o apparecchi ad ultrasuoni.
Conoscere le debolezze proprie delle gemme può evitare di sottoporle alle sollecitazioni che potrebbero rovinarle.
Una Riflessione Conclusiva
Non tutte le pietre preziose sono dure come il diamante, tenaci come la giada o durevoli come gli zaffiri.
Ogni gemma può esser potenzialmente deturpata, alterata, o addirittura rotta da fattori fisico-chimici collegati con ambienti (ed usi) in cui queste pietre dure si possono trovare.
Conoscere i punti deboli di ciascuna gioia può allungarne sia la vita che preservarne l’apparenza.
Con semplici accorgimenti si possono evitare offese alla bellezza di questi piccoli tesori.
Articolo di: Dario Marchiori
Fonti: sedagems.com, shubhgems.com, geogemsmineralclub.com, matmatch.com, gemstonebuzz.com, wikigempedia.com, visafashion.it, Introduction to Prospecting, gov.nu.ca, classicgems.net, gemstonebuzz.com. visafashion.it/
