D O S S I Ê T É C N I C O

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Gemologia ao alcance de todos José Maria Leal

Carolina Duarte Becattini Victória Carolina Pinheiro Lopes

Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais CETEC

outubro 2007

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DOSSIÊ TÉCNICO

Sumário

1 INTRODUÇÃO ... 2

2 HISTÓRICO DAS GEMAS ... 2

3 HISTÓRICO DAS GEMAS NO BRASIL ... 3

4 CONCEITOS DE GEMOLOGIA ... 5

5 DEFINIÇÕES... 6

5.1 Unidades gemológicas... 6

6 GEMAS SINTÉTICAS E IMITAÇÕES ... 6

7 EQUIPAMENTOS GEMOLÓGICOS ... 10

8 GEMOLOGIA ECONOMICA ... 14

8.1 O sistema de classificação das gemas de cor... 14

8.1.Peso ... 14

8.2 Cor ... 14

8.2.1 Matiz: ... 14

8.2.3 Tom: ... 14

8.2.4 Saturação: ... 14

8.3 Pureza ... 14

8.4 Lapidação/Acabamento ... 16

8.5 Obtenção do Preço Referencial da Gema ... 16

9 EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS PARA CLASSIFICAÇÃO DAS GEMAS ... 17

CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ... 18

REFERÊNCIAS ... 18

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DOSSIÊ TÉCNICO

Título

Gemologia ao alcance de todos

Assunto

Extração de gemas

Resumo

O Dossiê apresenta informações para empresário, empreendedores e profissionais do ramo de pedras preciosas, abordando conceitos básicos de mineralogia e as principais propriedades físicas dos minerais, pontos importantes para o conhecimento de uma gema, termo designado para qualquer pedra ornamental de valor. Aborda, além dos conceitos fundamentais,

informações sobre os principais equipamentos gemológicos e os processos de identificação, classificação e avaliação das gemas.

Palavras chave

Extração de gema; extração mineral; gema (mineralogia); refratômetro

Conteúdo 1 INTRODUÇÃO

As pedras preciosas na história da humanidade sempre foram palco das atenções, elas impulsionaram o comércio, trouxeram riquezas e guerras. Por suas características intrínsecas, de portabilidade, alto valor agregado, raridade, dureza, e atemporalidade, elas possuem extrema beleza, e são cobiçadas pela humanidade através dos tempos.

2 HISTÓRICO DAS GEMAS

As gemas tem uma característica marcante na história da civilização.Contudo, seu valor em épocas remotas não era o mesmo que lhe é atribuído hoje. Provas do valor dado as gemas são facilmente enumeradas.

Um bom exemplo é a presença de lápis-lazúli e esmeraldas em túmulos egípcios, há também referências bíblicas, como as doze pedras, representado as doze tribos de Israel, cravadas no peitoral de Aarão, Sumo Sacerdote dos Judeus. No entanto, sobre o diamante, denominado pelos orientais de ALMA, pela sua pureza e raridade, um dos mais antigos documentos

existentes é uma estatueta grega, do século V. a. C., atualmente no Museu Britânico, cujo dois olhos são de diamante.

Cercados por uma visão mística e usados na aplicação medicinal , fato comprovado pelo uso em larga escala por “amuletos mágicos” nas civilizações antigas, as primeiras informações que o mundo ocidental teve das gemas iniciaram- se provavelmente, quando Alexandre Magno (356- 323 a. C.) conquistando o oriente da Pérsia à Índia, propiciou maior intercâmbio entre os povos, divulgando as lendas criadas pelos orientais sobre as gemas.

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O início da era cristã é aceito pela grande maioria dos historiadores, como o inicio de um período onde se estudou mais profundamente as gemas, devido ao grande comércio na época. Porém, existia grande confusão nas denominações das gemas, fato determinado pela ausência de testes específicos, sendo a cor o diagnóstico mais utilizado.

Os valores e usos atribuídos às gemas mudaram nos diversos períodos da história, sendo marcante na Idade Média o uso das gemas em rituais e celebrações religiosas, visto a grande influência e poder acumulados nas mãos da Santa Igreja Católica, padres e sacerdotes adotaram a ametista como gema principal em seus adornos.

Os maiores valores mágicos e medicinais se restringiam ao diamante, à safira e à esmeralda que, segundo o joalheiro e estudioso de gemas Benevenuto Cellini (1500 – 1571), poderiam ser comparados, pela sua importância, á água, ao céu, ao fogo e à vegetação, respectivamente.(e o rubi)

Pergaminhos gregos e romanos traziam inúmeros conhecimentos mágicos das pedras, como, por exemplo: “aquele que beber vinho em um copo talhado em ametista, jamais ficará bêbado”.

Além desses “conhecimentos”, era comum a associação de gemas com os signos astrológicos, para resguardar ou dar mais sorte ao portador desta.

De vários documentos antigos se extraem considerações medicinais sobre as gemas, algumas delas bastante peculiares, sendo a prática do charlatanismo amplamente difundida.

O uso do cristal de rocha, quartzo, para a cura da dor de cabeça, do rubi, contra mordida de cobra e da esmeralda contra a hemorragia, era prática normal na época. Além dessas e outras gemas “medicinais”, os “remédios especiais”, feitos a partir da mistura do pó de diversas gemas, eram também de efeito eficaz, preservando até os maridos da infidelidade das esposas.

Assim, a Idade Média marca a época da “oficialização” do uso de gemas como medicamento.

Essa prática persistiu amplamente até meados do século XVIII, não deixando, no entanto, de existir dissidentes para, vez ou outra contestá-la, como o professor Tauvry, no seu “Tratado de Matéria Médica”, no século XVII.

3 HISTÓRICO DAS GEMAS NO BRASIL

Na época do Brasil-Colônia, os viajantes, marcados pelo espírito aventureiro, viam nos tesouros do oriente, principalmente as especiarias, o ouro, o diamante e as safiras, uma chama para a renovação constante de suas aspirações. A descoberta dos grandes tesouros nas Américas Central e do Sul levou os europeus a invadirem as civilizações Asteca e Inca, a pilharem seus tesouros e a exterminarem sua cultura.

No Brasil não foram encontrados, à primeira vista, os tesouros do já afamado “Novo Continente”.

Os documentos de Pedro Vaz de Caminha à coroa relataram a existência de ouro e prata na Colônia, sem apresentar provas de tais descobertas. Desiludidos pela falta desses metais, idéia esta confirmada pela ausência dos mesmos em ornamentos e armas dos nativos, tinham os portugueses que se contentar com a riqueza propiciada pelas valiosas madeiras e pela força humana representada pelos índios.Voltaram-se, então, para a alternativa de procurar as

chamadas “pedras preciosas”, pois elas eram mais freqüentes entre os habitantes da nova terra.

Na segunda metade do século XVI tiveram início as Entradas e Bandeiras, no afã da descoberta de esmeralda e ouro, que os nativos afirmavam existir no interior do continente. Designados por Duarte da Costa, então Governador, a Entrada teve início em 1554, chefiada por Francisco Bruza Spinosa. O roteiro dessa viagem por sinal bastante confuso, foi interpretado pelo

professor Capistrano de Abreu e pelo professor Pandiá Calógeras. Segundo esta interpretação, a entrada se prendeu ao rio Jequitinhonha, chegando aos arredores de onde se localizam hoje as cidades do Serro e Diamantina.

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Seguiram, então até o São Francisco, sendo impossível a continuação do percurso,

atravessaram a região entre o rio São Francisco e o rio Verde Grande, caindo na bacia do rio Pardo, margeando-o até o encerramento da expedição.

Todo esse itinerário, cerca de 1800km, foi infrutífero para a descoberta de metais e gemas. Por volta de 1568 houve nova investida, desta vez comandada por Martim Carvalho, incitado por indígenas que levaram a Porto Seguro algumas pedras verdes. Percorrem o Jequitinhonha até a altura da serra de Itacambira, descobrindo areias com pepitas de ouro (areias auríferas de Minas Novas) e desceram o rio São Mateus.Como na entrada chefiada por Spinoza, os resultados foram negativos. Não se deixando abater, a coroa ordena a Fernandes Tourinho nova expedição.Esta se inicia ao norte do rio Doce, seguindo-o até a cabeceira do Caçoe, onde encontraram turmalinas azuis (as falsas turquesas). Voltaram até a cabeceira do Itamarandiba do Mato, onde eram abundantes as turmalinas verdes (falsas esmeraldas) as rubelitas,

indigolitas e berilos.Chegaram então até o rio Araçuaí e desceram depois do Jequitinhonha até o oceano.

Dessas primeiras incursões chegou-se a uma gama de conhecimentos que poderiam ser assim resumidos; jazidas de turmalinas, berilos, e águas-marinhas (identificadas na época como esmeraldas, safiras e turquesas), localizadas na serra divisora das bacias do Mucuri, Jequitinhonha, Rio Doce, e no Espinhaço, entre os rios São Francisco e Jequitinhonha.

Em 1672, cercada de uma flama patriótica, a aristocracia paulista se dispôs, pelos seus próprios recursos, a percorrer continente adentro na pesquisa de gemas. O nome de Fernão Dias Pães Leme é, sem dúvida, o mais importante dessa fase, iniciada em 1674, com a sua investida em busca da “terra das esmeraldas”. A nova concepção empregada, ou seja, o estabelecimento de roçado e trilhas, marcaram o real começo da colonização do interior.

Os Bandeirantes entraram pelas cabeceiras do rio Grande, passando pelo Ibituruna em direção ao norte via rio Paraopeba. Atingiram o vale do rio das Velhas, seguindo até a localidade do Serro. Chegaram às montanhas de Itacambira passando pelo vale do Jequitinhonha, subiram pelo rio Itamarandiba, um tributário do rio Araçuaí, até chegarem nas “Montanhas das

esmeraldas”.

Um total de 128 gemas foram enviadas a Lisboa, em 1698, outros suprimentos de gemas foram enviados para serem analisados por especialistas indianos. O veredito foi que as gemas não eram esmeraldas autênticas.

Observando no mapa das Entradas, as gemas classificadas erroneamente como esmeraldas concentram-se na região leste-nordeste do Estado de Minas Gerais. Ainda hoje, esta região é importante economicamente pela abundância de seus depósitos e alto valor de suas gemas exploradas até os dias atuais.

Se não bastasse o ouro e pedras preciosas exploradas pela coroa portuguesa, esta ficou ainda mais extasiada quando descobriu pela primeira vez diamantes no Brasil no começo do século XVIII.

Esta descoberta é atribuída oficialmente a Bernardo da Fonseca Lobo, em 1721, contudo outros debitam o mérito a Sebastião Leme do Prado, que descobriu diamantes no rio Manso, um tributário do rio Jequitinhonha, em 1725. A partir daí o Brasil passou a ser o maior produtor mundial de Diamantes, com o Tijuco (atual Diamantina) o centro produtor.

Com a super produção de diamantes no Brasil, os preços caíram até 25%, forçando o governo português a tomar rigorosas medidas no controle da produção.

Até o começo do século XIX, havia pequenas exportações das “falsas esmeraldas” contudo, ouro e diamantes continuaram sendo descoberto nos riachos do Quadrilátero Ferrífero de Minas Gerais, águas-marinhas e topázios principalmente na vizinhança de Ouro Preto.

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Pelo meio do século, o triângulo mineiro também se tornou importante fonte de diamantes de alta qualidade e tamanho. Em 1853, foi descoberto nessa região o famoso Estrela do Sul, pesando 245.5 quilates no estado bruto.

O final do século até as alturas da segunda grande guerra mundial a exploração no Brasil se restringiu a ouro e diamantes. Durante esse período, foram descobertos novos campos diamantíferos em Canavieiras na Bahia, Tibagi, Pitangui no Pará, e outros nos estados do Amazonas, Pará, Amapá, e no rio Garças um tributário do rio Araguaia em Goiás.

Com a necessidade de produzir minerais estratégicos para a Segunda Guerra, a região pegmática do nordeste do Brasil e Minas Gerais foram intensamente trabalhados, tornando-se as primeiras fontes de pedras coradas. Atualmente, os pegmatitos de Minas Gerais, sul da Bahia, oeste do Espírito Santo e o nordeste do Brasil são os mais importantes produtores de gemas no país, colocando o Brasil como um dos maiores exportadores mundiais de gemas de alta qualidade gemológica.

4 CONCEITOS DE GEMOLOGIA

A gemologia é um ramo da mineralogia que se refere à pesquisa dos materiais gemológicos, sejam naturais ou produzidos pelo homem. Dentre esse estudo, podemos relacionar as propriedades física, químicas e ópticas das gemas, técnicas utilizadas para síntese delas,

métodos aplicativos em sua identificação através de instrumentos gemológicos e avaliação, além da lapidação e polimento.

Para um mineral ser gemológico deve possuir cinco atributos:

Beleza (cor, transparência, dispersão-brilhança ou fogo) Durabilidade (dureza ≥ 7)

Raridade (taafeítta – Mg₃Al₈BeO₁₆, violeta avermelhada, D = 8) Moda (misticismo – gema de baixo valor)

Portabilidade (instabilidade econômica e período de guerra) As gemas podem ser classificadas em duas categorias:

Materiais amorfos – materiais orgânicos, vidros e plásticos Materiais cristalinos – minerais e as substâncias sintéticas Naturais – orgânicas e inorgânicas

Sintéticas – amorfas e cristalinas

Algumas peculiaridades relacionadas às gemas:

• Âmbar – 1ª gema usada pelo homem;

• Pintura em túmulos egípcias = lapidação malaquita e lápis-lazúli;

- técnica rudimentar (5.000 a. C.), - 4.700 a. C. – vidro,

- 2.000 a. C. – esmeralda,

- 1.922 achado o túmulo do Faraó Tutancâmon,

- Ágata – tingimento a. C. (método mais primitivo de tratamento de gema),

• Usado como Talismã = poder mágico, contra miséria, fantasma;

• Litoterapia: cura pela presença;

- Colocada na parte doente,

- Pulverizada e ingerida (Cleópatra = pérola moída),

• Astrologia = signo do zodíaco;

• Investimento: sobrevive a instabilidade política e econômica.

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5 DEFINIÇÕES

Gema: materiais que por suas propriedades físicas (cor, brilho, dureza, etc.), são usados como enfeite pessoal ou ornamento. Atualmente não se deve os termos pedra preciosa e semipreciosa e sim GEMA.

Nomenclatura das gemas: (1º Simpósio Internacional de Gemologia em Idar-Obertein-10/83):

Topázio Rio Grande = ametista queimada (citrino Rio Grande) Titanita = óxido de titânio – TiO2

YAG = ítrio + alumínio +granada – Y3Al5O12

GGG = gadolínio = gálio = granada – Gd3Ga5O12

Zircônia cúbica = óxido de zircônio de estrutura cúbica – ZrO2

Fabulita = óxido de estrôncio e titânio – SrTiO₃

5.1 Unidades gemológicas

A unidade básica de medidas das gemas é o “kilate” (quilate ou carat, ct).Definido como 1/5 do grama (200mg) e não deve ser confundido com o termo “Kilate” (K) utilizado para a definição de pureza do ouro.

Em 1907, o Comitê Internacional de Pesos e Medidas definiu o quilate como 0,20 gramas. Tendo em vista o avanço do comércio de pedras pequenas, menores que um quilate, foi necessário subdividi-lo em 100 “pontos”. Cada ponto corresponde à 2mg. Para se ter uma idéia da equivalência entre peso e diâmetro, é apresentado na figura abaixo uma série de diamantes talhados no tipo “lapidação brilhante”.

De maneira geral, uma gema é comercializada em quilate, quando lapidada e em gramas quando em estado bruto. Bastante difundida para a confecção de jóias é a gema calibrada ou milimetrada, que é separada por tamanho, utilizando-se, para tanto o paquímetro.

• O quilate do ouro é usado em relação à quantidade de liga. O ouro puro é considerado 1000 ou 24 kilates, ouro 18 K é que em 24 partes de ouro 6 é de liga, ou seja, 75% de ouro e 25% de liga.

• O ponto é usado mais para o comércio de diamantes, sendo 1 ponto equivalentes à 0,01 ct.

• O grão é outra medida usada em gemologia.Usada principalmente no comércio de pérolas.

1 grão equivale a 0,25 ct, que é igual a 0,05g.

1 ct = 100 pontos = 0,2g = 4grão

6 GEMAS SINTÉTICAS E IMITAÇÕES

Gemas sintéticas são as que não se formaram por processos naturais, ou seja foram sintetizadas pelo homem. Elas são fabricadas obedecendo à mesma composição química e estrutura interna dos cristais naturais, obtendo as mesmas propriedades físicas, ópticas e estrutura cristalina destes cristais. No entanto, algumas diferenças como impurezas e presença de bolhas nestes cristais são notadas. As imitações são aquelas fabricadas para se parecerem com as gemas naturais, não possuindo, no entanto, nenhuma propriedade semelhante às destas. A gema reconstituída é formada por fundição ou sinterização de pequenos fragmentos de material natural, usados como “semente”.

As primeiras tentativas de se sintetizar gemas foram causadas, possivelmente, pela escassez de lápis-lazúli no Egito, aproximadamente no ano 4000ª.C., quando se tentou transformar esteatito por aquecimento, em lápis-lazúli.

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Em 1837, Marc A. Gondin fundiu sulfato de potássio e alumínio e cromato de potássio, obtendo cristais de rubi pelo processo denominado “fusão de fluxo” (flux fusion). Nessa época, foram desenvolvidos processos de recristalização da esmeralda, processo que se usa parte da gema natural (reconstituição).

As tentativas de sintetizar o diamante tomaram rumo certo em 1797, quando Smithson Tennant descobriu que o diamante é constituído só de carbono (C). Em que 1955, a General Eletric publicou oficialmente a descoberta da síntese dos diamantes, sendo estes de pequeno tamanho, tendo o maior diamante sintetizado 6mm de diâmetro e 1ct, não sendo economicamente viável a síntese de diamantes com a finalidade de gemas.

Há muitos substitutos do diamante, no entanto, nenhum consegue reunir todas as propriedades desta gema. O espinélio sintético foi a primeira tentativa, produzido pelo processo “Verneuil”.

Sua dispersão é maior e apresenta dureza e índice de refração menor que o diamante. Quando imerso em iodeto de metileno ou mesmo em água, apresenta relevo muito mais baixo que o da gema natural.

O rutilo, óxido de titânio (TiO₂) usado como substituto do diamante, principalmente na década de 50, é facilmente reconhecido pela grande dispersão (a maior de todas as gemas), birrefringência e dureza (7 na escala de Mohs). Esse material foi vendido com os nomes de “Titânia”, “Diamante Mágico”, “Titanium”, “Miridis” e outros.

As granadas naturais (QUADRO. 1) não são encontradas incolores, devido principalmente ao ferro, sempre presente em sua estrutura. A síntese da estrutura da granada, como substituto do diamante, é feita observando-se a substituição do silício pelo alumínio e do magnésio pelo írio. O YAG (Ytrium Aluminium Garnet), também chamado “DIAMONAR”, tem a fórmula Y3Al5O12 e alguns gemologista discordam de se enquadrar o YAG no grupo das granadas. A adição de cromo na estrutura produz a cor verde, o manganês torna o vermelho, o cobalto o azul e o titânio o amare1o. O YAG tem índice de refração, dureza e dispersão menores que os do diamante, além de apresentar densidade em torno de 4,55. O YAG é também um cristal muito usado na tecnologia de LASERS.

QUADRO 1

Material Dureza I.R BIR. Dispersão

Diamante 10 2,42 0 0,044

Coríndon 9 1,76 0,008 0,018

YAG 8 – 8.5 1,833 0 0,026

YA10³ 8 – 8.5 1,988 0,017 0,039

Espinélio 8 1,72 0 0,020

Zircão Cúbico 7.5 – 8.5 2,15 0 0,060

Zircão 7.5 1,92 0,059 0,039

GGG 6.5 2,02 0 0,038

Rutilo 6 – 7 2,60 0,287 0,280

Fabulita* 5 – 6 2,41 0 0,190

* Titanato de Estrôncio Fonte: ELWELL, 1979.

Outra granada, denominada GGG (Gadolinium Galium Garnet) foi sintetizada a partir da substituição do írio, do YAG pelo gadolínio (Gd) e do alumínio pelo gálio (Ga), obtendo-se a fórmula Gd3Ga5O12.Ela tem IR maior que o do YAG, e assim, mais próximo do diamante, tem maior dispersão, mas apresenta dureza entre 6,5 e 7,0 bastante inferior à do diamante (vide tabela acima).

O substituto do diamante, atualmente (entenda-se bem essa colocação do tempo), é o zircão cúbico (zircônia cúbica, zirconita), que entrou no mercado de jóias em 1976. Sua sintetização se baseia no material natural chamado zircão (ZrO₂), de estrutura cúbica, que é preservada

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após resfriamento pela adição de um estabilizante. O zircão cúbico tem índice de refração de 2,15 a 2,17, próximo do diamante, dispersão de 0,060, também próxima dos 0,044 do diamante e dureza ligeiramente inferior. A densidade deste é, no entanto, muito alta, em torno de 5,65, mas, para gemas montadas, esta propriedade é difícil de se testar. O melhor teste de

identificação é feito pelo raio X, pois, esta irradiação num filme fotográfico mostra para o diamante uma transmissão melhor que qualquer outra gema, por ser ele extremamente transparente ao raio X.

A esmeralda, pela sua beleza, raridade e, daí, altos preços no mercado de gemas, despertou interesse em sua sintetização. Foi a partir do berilo que se tentou, por um processo de reconstituição, sua primeira síntese.

O processo em que se obteve resultados mais positivos se iniciou em 1911 no IG Farben Industrie, na Alemanha, conseguindo vinte anos mais tarde, os primeiros cristais de esmeralda sintética denominada “igmeralda”. O processo é uma fusão de BeO,Al2O3 e SiO2 dissolvidos com molibdeto de lítio, tendo o produto valores de índice de refração, peso específico e dupla refração mais baixos que os das gemas naturais.

As mais modernas sínteses de esmeraldas são divididas entre Caroll Chattan e Pierre Gilson. O primeiro usa basicamente o processo do IG Farben Industrie, sendo o período para o

“crescimento” normal de aproximadamente um ano. No processo de Pierre Gilson, o

“crescimento” se dá na razão de 1mm por mês, durante nove, meses, para uma “semente” de cristal de 4cm x 1mm. Mesmo não conhecendo os processos de síntese de esmeralda

profundamente, acredita-se que todas usam o “crescimento de fluxo” (flux grown) como base.

Para a diferenciação entre esmeraldas sintéticas e naturais pode-se, primeiramente, observar a presença de inclusões ou não. As inclusões em gemas naturais, de uma maneira geral e

simplificada, são bi ou trifásicas (sólido, gás e liquido), apresentando inclusões de minerais como pirita, mica, etc. Nas gemas sintéticas, são observadas inclusões bifásicas (sólido e gás) e inclusões do mineral fenaquita.

A constância nos valores de densidade não é mantida para gemas naturais. Além disso, esmeraldas sintéticas, fluorescem a vermelho sob ultravioleta, o que não acontece com as gemas naturais. O exame minucioso das inclusões é o teste recomendado.

Bons exemplares gemológicos de água-marinha são encontrados com certa facilidade na

natureza. Portanto, o desenvolvimento do processo de síntese, embora seja o mesmo da síntese da esmeralda, não foi acionado. Atualmente, são usados como substitutos da água-marinha, topázio azul e incolor bombardeado, além do vidro.

A granada, como foi descrito anteriormente, pode ser sintetizada e obtêm-se boas cores, quando se usa partes do YAG ou GGG e se introduz o manganês na sua estrutura. Depende também de cotação no mercado para produzir sistematicamente esta gema.

A turmalina, um borossilicato complexo, já foi experimentalmente sintetizado usando-se o método hidrotermal, obtendo-se turmalina de diversas cores.

A alexandrita, uma variedade de crisoberilo, teve sua síntese acelerada devido à escassez de boas gemas naturais, fator sempre importante para se produzir ou não gemas sinteticamente. A síntese desta gema foi feita primeiro pelo processo Verneuil e ultimamente pelo processo de

“crescimento de fluxo” (flux grown). A síntese da alexandrita se deveu em parte à sua aplicação em LASERS.

O vidro foi, provavelmente descoberto há milhares de anos, havendo informações seguras de que os egípcios já o usavam na imitação de gemas como esmeraldas, lápis-lazúli e turquesa. De fato eles preferiram muitas vezes os vidros opacos, coloridos artificialmente do que as gemas naturais de cores mais pálidas e transparentes.

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O vidro é composto de uma ou mais substâncias que se solidificam sem se cristalizarem, ou seja, não apresenta estrutura interna ordenada. O material empregado nas imitações é o vidro duro (flin glass), feito com a mistura de sílica, óxido de potássio e óxido de sódio, acrescentando o agente de cor. São imitações principalmente do quartzo, berilo e topázio. É facilmente

detectado pelo brilho vítreo nas superfícies de fratura, pelo sentido de aquecimento quando no contato com a mão, pela presença de bolhas esféricas, pela dureza em torno de 5,5 até 6,0 e por apresentar também, linhas de fluxo.

O plástico, usado geralmente para imitar o âmbar, turquesa e esmeralda, é facilmente identificado pela baixa dureza e densidade.

O doublet é um conjunto de duas partes de materiais diferentes ou não, com o intuito de imitar determinada gema. Quando unidas as três partes, são chamadas triplet. Elas podem ser cimentadas ou fundidas juntas, antes ou depois do talhe. Gemas compostas podem ser constituídas de gemas naturais, imitação ou somente com parte que seja imitação.

O doublet de granada é bastante comum, com uma parte de almandina e vidro incolor no pavilhão. A “esmeralda soldada” é um triplet formado de duas partes, de quartzo incolor e, entre eles, o quartzo verde. A identificação do doublet e triplet pode ser feita pelo método da imersão, onde ficam evidentes os planos de separação e as partes unidas.

A identificação de gemas compostas, usando-se a fluorescência, é também de grande efeito.

Quando iluminado com radiação de 2537 Å, o cimento da junção fluoresce distintamente das partes.

É usado comumente o aquecimento de gemas para identificar ou mudar a cor e melhorar o brilho. Muitas gemas naturais sofrem bombardeamento variados, para intensificar a cor mesmo para imitar outra gema. A maioria destas gemas, quando sofrem outro aquecimento, ou mesmo quando exposta à luz solar, perdem a cor intensa, voltando à cor original. O QUADRO 2, abaixo, ilustra alguns tipos de gemas:

QUADRO 2 Tipos de gemas Quanto a natureza da gema Exemplos

1- Vidro Berilo, coríndon, diamante

2- Rocha Lápis- lazúli, obsidiana

3-Orgânicas Pérola, coral, marfim, âmbar

4- Gemas sintéticas Rubi, safira, esmeralda, espinélio 5- Imitação (substitutos ou similares) Água Marinha/ Topázio Azul: zircônia

cúbica/diamante 6- Gemas reconstituídas turquesa; coral

7-Gemas revestidas esmeralda, rubi

8- Gemas tratadas termicamente ametista, água marinha, turmalina 9-Gemas tratadas por irradiação (raios g) topázio

10- Gemas tratadas por difusão Safira

11- Gemas tratadas por tingimento ágatas(+ 90% são tingidas)

12- Gemas tratadas por impregnação esmeralda com óleo epóxi, (quartzo- verde esmeralda)

13- Gemas tratadas com raios laser inclusões sólidas resina

14- Métodos combinados topázio azul – irradiação + térmico 15- Gemas compostas doublets e triplets

16- Gemas falsas vidros, plásticos, fabulita, YAG Fonte: ELWELL, 1979.

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QUADRO 3

Características de materiais usados como imitações de gemas

Vidros Plásticos Pobre condutor de calor, é fria ao

toque, apresenta presença de bolhas de gás e redemoinhos

N entre 1,44 e 1,90 d entre 2,3 e 4, 5 D entre 5 e 6

N entre 1,45 e 1,66 D entre 1,3 e 1,8 D = 2

Fonte: ELWELL, 1979.

7 EQUIPAMENTOS GEMOLÓGICOS

Existem inúmeros equipamentos para identificar as gemas, porém alguns são imprescindíveis para a identificação. Podemos destacar alguns deles como:

PINÇA

É o equipamento mais simples, utilizadas para manusear as gemas, evita o contato das mãos com estas.

FIGURA 1 - Pinça Fonte: Hall, 2002.

LUPA

De uma ou duas lentes, com aumento de 10 x é o suficiente para o uso gemológico. Ela deve ser acromática e aplanática. Muito eficiente para se observar inclusões, defeitos de lapidação e se a gema é composta, isto é um doublet ou triplet.

FIGURA 2 - Lupa

Fonte: Hall, 2002.

DICROSCÓPIO

Consistem em um tubo metálico, uma lente e dois polarizadores. O de calcita é semelhante. Este instrumento é utilizado para se observar as cores ou tons de pleocroísmo. Para as substâncias anisotrópicas e não incolores podemos ter dois tipos de pleocroísmo.

FIGURA 3 - Dicroscópio Fonte: Hall, 2002.

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QUADRO 4

Dicróicos n tricóicos n

Turmalina Verde nw=verde forte nx=verde claro

Cordierita na=amarelo nb=azul claro

ng=violeta escuro

Rubi nw=vermelho forte

nx=vermelho amarelado

Andaluzita na=vermelho nb=verde claro

ng=cor de oliva

Safira nw=azul forte

nx=azul amarelado

Kunzita na=incolor nb=rosa pálido

ng=cor de ametista Fonte: Newmann, R. Gemstone Buying Guide

POLARISCÓPIO

O polariscópio é um aparelho para distinguir pedras isótopos, de pedras que mostram

birrefringência. O polariscópio é constituído pelas seguintes partes: uma fonte luminosa e duas placas polarizadoras. Ao passar na placa polarizadora inferior a luz que chega da fonte luminosa é polarizada: na placa Polaroid superior (“analisador”) a luz que sai da pedra (esta placa é montada com sua direção de polarização perpendicular à da placa inferior).

FIGURA 4 - Polariscópio Fonte: Hall, 2002.

Uma pedra examinada no polariscópio entre polaróides cruzados pode exibir os seguintes fenômenos:

• A pedra mostra-se iluminada e permanece iluminada durante uma rotação de 360°.

Conclusão: A pedra é anisotrópica e é formada por um agregado de vários cristais (agregado cristalino), ou é um cristal maclado

• Durante uma rotação de 360° a pedra apresenta-se quatro vezes iluminada, alternadas com quatro momentos, em que se apresenta, totalmente escura (extinta).

Conclusão: A pedra é anisótropatrópa, sendo esta constituída por um monocristal.

• A pedra apresenta um comportamento diferente dos descritos acima, isto é, um comportamento birrefringente anômalo.

Conclusão: Na maioria dos casos, trata-se de uma gema isótropa, mas recomenda-se a confirmação com a utilização de refratômetro.

REFRATÔMETRO GEMOLÓGICO

O refratômetro é o aparelho gemológico usado para medir os índices de refração das gemas. Ele é baseado no ângulo crítico de reflexão total da luz. O índice de refração é a constante óptica mais importante para a determinação (identificação) das gemas, e é uma propriedade com importância diagnóstica.

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Por isso, o refratômetro será o instrumento mais usado na identificação das gemas, uma vez que ele fornece um método relativamente rápido e de grande confiabilidade. A construção de um refratômetro gemológico consiste nas seguintes peças:

FIGURA 5 – Refratômetro Fonte: Hall, 2002.

1- Janela de entrada para a luz, vindo da unidade de iluminação;

2- Um sistema óptico (filtro de luz + prisma + escala + ocular + polarizador) 3- Corpo de vidro de alta refração

4- Escala calibrada para leitura do valor do (s) índice (s) de refração (colocada no caminho da luz entre as lentes)

• Funcionamento

A luz vindo da fonte monocromática amarela ou de um filtro de luz (comprimento de onda = 589mm) passa através do sistema óptico e do corpo de vidro de alta refração. No limite vidro- pedra (em rigor: vidro-líquido-pedra) a luz é refletida, totalmente, em função do ângulo crítico de reflexão total da pedra (porque o índice de refração da pedra (n_p) é menor do que o vidro (n_v) e do líquido de contato).

O ângulo crítico é medido, mas o que é dado na escala calibrada não é o ângulo crítico, mas sim o próprio valor do índice de refração da pedra.

Os raios refletidos totalmente, ou apenas parcialmente, são projetados pelo sistema de lentes sobre a escala transparente, a qual é vista através da ocular. À parte da escala iluminada pelos raios refletidos totalmente, ficará relativamente escura. O valor lido na posição da linha escura divide a escala calibrada, representa o índice de refração.

• Campo de aplicação do refratômetro:

O refratômetro permite os seguintes dados ópticos de uma gema, os quais apresentam um grande valor de refração:

• A medição de índices de refração;

• A determinação se a pedra é isótropa ou anisotropa;

• A determinação da birrefringência (abirrefringência ou dupla refração é a diferença entre o maior e o menor valor dos índices de refração da gema);

• A determinação do número de eixos ópticos (uniaxial ou biaxial) e se a gema anisotropa é positiva ou negativa.

• Uso do refratômetro

Examinando uma gema em diferentes posições no refratômetro, pode-se encontrar as seguintes possibilidades:

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• A gema mostra um único valor para o índice de refração (invariável). Conclusão: a pedra é anisotrópica e uniaxial, pertence ao sistema cúbico ou é amorfa.

• Obtêm-se dois valores dos índices nξ e nω dos qual um é constante (nω) e o outro é variável (nξ) (existe a possibilidade de em uma dada posição, a gema apresentar uma única leitura).

Conclusão: a pedra é anistropa e uniaxial, pertence a um dos sistemas cristalinos seguintes:

tetragonal, trigonal ou hexagonal.

Para as pedras uniaxiais existem dois casos:

a) o caráter óptico da pedra é positivo se nξ > nω (nξ – nω > 0) b) o caráter óptico da pedra é negativo se nξ < nω (nξ – nω < 0)

c) Obtém-se dois valores dos índices, que são ambos variáveis. (existe a possibilidade de em uma dada posição, a gema apresentar uma única leitura) Conclusão: A pedra é anisotropa e biaxial, (+) ou (-) e pertence a um dos seguintes sistemas: ortorrômbicos, monoclínico ou triclínico.

Em pedras biaxiais existem três índices de refração principais α, β e γ. Embora existam apenas dois raios polarizados, passando ao longo de uma direção no cristal, os três índices de refração correspondem aos raios vibrando em três direções, mutuamente perpendiculares.

Por convenção: α < β < γ (β não é a média aritmética)

O caráter óptico, (+) ou (-), depende da relação do índice de refração médio (β) com os índices de refração α e γ.

Regra: Se β estiver mais próximo de α do que de γ, o caráter óptico é positivo.

Se β estiver mais próximo de γ do que de α, o caráter óptico é negativo.

Para calcular β usamos a seguinte fórmula: β = Σα + Σγ/i

Sendo i = número dos valores medidos, ou seja, de leituras efetuadas.

Determinação do caráter óptico em pedras uniaxiais:

São feitas medidas com a gema em quatro ou cinco posições diferentes. Cada posição fornece dois valores, um dos quais é constante e o outro é variável:

Exemplo

1- 1 – 1.618 – 1.638 ( o índice constante neste caso é o índice maior);

2- 1.620 – 1.638 (o índice variável neste caso é o índice menor 3- 1.622 – 1.638 (n_ξ= 1.618 e n_ω = 1.638

4- 1.619 – 1.638 5- 1.618 – 1.638

Birrefringência: A diferença entre o valor maior (1.638) e o valor menor (1.618) que é igual b = 0,020

1.638 – 1.618 b = 0,020

Caráter óptico: como neste caso nω é maior do que nξ , a gema é negativa.

Exemplo b):

1- 1.600 – 1.634 2- 1.600 – 1.630

3- 1.600 – 1.629 (como nessa pedra n_ω é o índice menor, a gema é positiva 4- 1.600 – 1.633 nω = 1.600 nξ = 1.634

5- 1.600 – 1.632 1.634 – 1.600 b = 0,034

Determinação do caráter óptico em gemas biaxiais.

Recomenda-se fazer medidas com a pedra em oito ou mais posições Exemplo: 1- 1.550 – 1.580

2- .557 – 1.580 3- .560 – 1.568 4- .550 – 1.5670

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5- .555 – 1.581 α = 1.550 6- .560 – 1.580 γ = 1.588

7- .550 – 1.588 γ - α = b = 0,038 8- .555 – 1.538

9 – .550 – 1.563 10 –.555 – 1.575 β = Σα + Σγ/i Σα + Σγ = 31.32 Σα = 15.55 Σγ = 15.77 i = 20

Σα + Σγ/i = 31.32: 20 = 1.566 → β = 1.566

β - α = 0.016 Como β está mais próximo de α do que de γ, a gema é positiva γ- β = 0.022

8 GEMOLOGIA ECONOMICA

8.1 O sistema de classificação das gemas de cor

Assim como para os diamantes, a classificação de gemas de cor no mercado internacional utiliza quatro fatores como base: o peso, a cor, a pureza e a lapidação.

8.1.Peso

O peso das gemas de cor também é expresso em quilates (ct = 0,2g).

8.2 Cor

Normalmente, a cor é o fator de maior importância na classificação das gemas de cor,

representando cerca de 50% do seu valor. O grau de cor é determinado pelo julgamento feito sobre três aspectos básicos, definidores das cores:

8.2.1 Matiz: É o principal aspecto e se refere ao tipo de cor ou combinação de cores de uma pedra. Exemplos: verde amarelado, verde azulado, azul esverdeado.

8.2.3 Tom: É a medida da cor no que se refere à sensação de claro-escuro. Outro termo usado:

Tonalidade. Geralmente é expresso em porcentagens.

8.2.4 Saturação: É a posição numa escala que se estende do vivido (vivid) ao sem vida (dull). (A força, a pureza, a intensidade do matiz).

A melhor qualidade de cor é aquela que é bem distribuída na gema, não apresentando manchas (zonas de cor); a saturação deve ser vivida, e o tom, o melhor conhecido no mercado para cada variedade de pedra.

Para a graduação da cor, usa-se como referência o sistema Gem Set do GIA ou o GemDialogue de Howard Rubin, que são indiscutivelmente os dois sistemas mais utilizados

internacionalmente.

8.3 Pureza

Esta é considerada o segundo fator para classificação e avaliação das gemas de cor, representando aproximadamente 30% do valor da gema.

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Refere-se à ausência ou presença de inclusões e/ou imperfeições externas, sua qualidade e quantidade, que interferem na diminuição da sua transparência e beleza da gema. O exame das pedras deve ser feito primeiramente a olho nu e, posteriormente, com lupa de 10 aumentos.

Para o julgamento da pureza, as gemas são previamente classificadas em três grupos:

QUADRO 5

Grupo I: Gemas que freqüentemente são encontradas puras ( sem inclusões) Exemplos : água – marinha, turmalina verde e topázio

Grupo II: Gemas que normalmente apresentam pequenas inclusões ou imperfeições internas.

Exemplos: safira, rubi, granada, alexandrita e rubelita

Grupo III: Gemas que raramente são encontradas puras ou sem imperfeições internas.

Exemplos:turmalina vermelha e esmeralda Fonte: DNPM, 2005

Isso significa que, por exemplo, uma esmeralda, que pertence ao Grupo III, receberá uma nota máxima em pureza mesmo quando apresentar inclusões leves. Já uma água-marinha, do Grupo I, só receberá nota 10 em pureza quando não tiver inclusões nem imperfeições externas

examinada com lupa de 10x. O quadro abaixo apresenta os graus de purezas das gemas de cor.

QUADRO 6 Grau de pureza Descrição do grau de pureza

SI Sem inclusões e sem imperfeições externas, quando examinada sob a luz difusa, com lupa 10X.

IL Inclusões leves ou muito pequenas, quando examinada com lupa 10X. Pequenas imperfeições externas.A categoria IL é descrita como muito próxima da categoria SI.

IM Inclusões moderadas que podem ser vistas facilmente com lupa 10X, e com pouca dificuldade a olho nu. Pequenas imperfeições externas. Nesta categoria as inclusões ou imperfeições não podem afetar a mesa da gema.

IA Inclusões acentuadas, facilmente vistas a olho nu. Imperfeições externas também são facilmente encontradas.

IE Inclusões excessivas. Esta categoria envolve todas as gemas que apresentam muitas inclusões e imperfeições externas, afetando seriamente a beleza, a transparência e a durabilidade do material.

As gemas desta categoria são quase sempre translúcidas a opacas.

Fonte: DNPM, 2005

O quadro abaixo demonstra com clareza a variação na classificação dos graus de pureza entre as gemas do grupo I, II e III.

QUADRO 7

VARIAÇÃO DOS GRAUS DE PUREZA DOS GRUPOS I, II E III

Grupo/ Pureza SI IL IM IA IE

Grupo I +++++++++++++++++++++++++++++++++++

Grupo II +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

Grupo III ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

Fonte: DNPM, 2005

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8.4 Lapidação/Acabamento

Finalmente, a lapidação e acabamento é o fator de menor peso na classificação das gemas de cor, representando 20% do total. Na lapidação devemos considerar diversos aspectos, tais como as proporções, a simetria e o acabamento final.

Para julgamento das proporções, tomamos como base os seguintes itens:

• Contorno bem balanceado;

• Boa proporção entre o comprimento e a largura;

• Perfil bem equilibrado;

• Porcentagem da altura total (o total não deve ultrapassar 65%);

• Altura da coroa e profundidade do pavilhão (1/4 a 1/3 deve ser acima do rondízio e 2/3 a ¾ deve ser abaixo do rondízio);

• Excesso de peso no pavilhão;

• Tamanho da mesa;

• Brilho.

Para o julgamento do acabamento, consideramos as características da superfície da gema que não foram levadas em consideração quando da classificação da pureza.

Para a classificação da simetria, são examinados a forma, a posição e o arranjo das facetas.

8.5 Obtenção do Preço Referencial da Gema

Para se obter o preço referencial da gema é necessário que se analise a sua cor, pureza e a qualidade de sua lapidação/acabamento, dando-se uma pontuação ou nota de 01 a 10,

conforme os critérios a seguir descritos. Após definidas, as notas devem ser multiplicadas pelo percentual correspondente a cada item, ou seja, Cor = 50%, Pureza = 30% e Lapidação = 20%.

São os seguintes os critérios da Classificação utilizados:

Excelente ou extra (notas de 8 a 10)

Quanto à cor: Matiz puro e uniforme. Brilho intenso

Quanto a pureza: Gemas do Grupo I: Minúsculas inclusões invisíveis a olho nu e pouco visíveis com lupa de 10x.

Gemas do Grupo II: Pequenas inclusões pouco visíveis a olho nu e visíveis com lupa de 10x.

Gemas do Grupo III: Pequenas e pouco acentuadas inclusões visíveis a olho nu e, obviamente, também com a lupa de 10x.

Quanto à lapidação: Boas proporções, simetria perfeita, culaça bem centrada, bom polimento, facetas bem colocadas, sem estarem remontadas

Boa ou primeira (notas de 6 a 8)

Quanto a cor: Matiz puro com algum desvio de tom, de mais intenso para o mais claro(manchas). Brilho intenso.

Quanto a pureza: Gemas do Grupo I: Minúsculas inclusões aparentes com lupa de 10x dificilmente visíveis a olho nu.

Gemas do Grupo II: Inclusões bastante aparentes com lupa de 10x e facilmente visíveis a olho nu.

Gemas do Grupo III: Inclusões bastante aparentes a olho nu.

Quanto à lapidação: Pequenas variações nas proporções, nas linhas de simetria (rondízio) e pequena janela na mesa, quando vista pela coroa.

Segunda ou média (nota de 4 a 60)

Quanto à cor: Muito clara ou muito escura. Pouquíssima saturação, ou em excesso (quase incolor ou quase toda preta). Translúcida a opaca.

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Quanto à pureza: Gemas do Grupo I: Inclusões visíveis a olho nu, facilmente visíveis com lupa de 10x.

Gemas do Grupo II: Inclusões acentuadas vistas a olho nu.

Gemas do Grupo III: Muitas inclusões vistas a olho nu, tornando a gema translúcida ou opaca.

Quanto à lapidação: Grandes variações de simetria, com proporções distantes do ideal Polimento fraco.

Exemplo prático para indicação do preço referencial de uma gema a ser analisada:

Esmeralda com peso de 2 quilates.

Nota para a cor 8 x 50% = 4.0 Nota para Pureza 8 x 30% = 2,4 Nota para Lapidação 6 x 20% = 1,2

Total: 7,6

Depois de encontrada a nota final (7.6) que reflete a sua qualidade do ponto de vista

comercial.Deve-se encontrar, no quadro correspondente ao tipo da gema examinada, a linha horizontal que demonstra o peso da gema (neste caso 2 quilates) até o encontro desta com a coluna correspondente à qualidade da gema (7.6). Existe no Brasil o Boletim Referencial de Preços, editada em parceria do Departamento Nacional da Produção Mineral (DNPM), órgão governamental ligado ao Ministério das Minas E Energia e O Instituto Brasileiro de Gemas E Metais Preciosos (IBGM), órgão ligado aos exportadores brasileiro de pedras e metais preciosos.

A nível internacional, existe o The Guide, editado nos Estados Unidos da América.

NOTA: Os valores apresentados no quadro abaixo servem somente para exemplo e as cotações são em dólares americanos (U$), POR QUILATE.

QUADRO 8 CABOCHÃO

FRACA (TTERCEIRA)

MÉDIA (SEGUNDA)

BOA

(PRIMEIRA)

EXCELENTE (EXTRA)

NOTAS DE 2-4 4-6 6-8 8-10

de 0.50 a 0.99 ct

20 30 150 460

1 a 2.49 ct 30 50 300 1000

3 a 4.99 ct 50 75 480 1300

5 a 7.99 ct 60 100 600 1500

Fonte: Boletim Referencial de Preços - DNPM

Teremos portanto, para a nossa pedra, um valor referencial de U$ 300,00 por quilate.

Como nossa gema exemplo pesa 2ct, teremos conseqüentemente o preço final de U$ 600,00 (2 ct x U$ 300,00).

9 EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS PARA CLASSIFICAÇÃO DAS GEMAS

Para a execução da classificação de gemas de cor ou de diamantes é essencial possuir o equipamento correto.A baixo indicamos uma lista dos equipamentos básicos:

microscópio gemológico ou lupa de 10x;

1. Lupa de 10 aumentos (aplanática/acromática);

2. Iluminação fluorescente específica (imitando luz do dia) e incandescente;

3. Sistema de graduação da cor – (GemSet. Do GIA ou o GemDialogue, de Howard Rubin);

4. Balança de precisão;

5. Balança hidrostática para determinação da densidade de gemas;

6. Micrômetro;

7. Calculadora;

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Para a classificação dos diamantes, adicionar ainda os seguintes equipamentos:

8. Conjunto de pedras-padrão (masterstones) para classificação da cor dos diamantes;

9. Proporcionoscópio de mesa do diamante;

10. Régua para medição da mesa do diamante;

11. Canetas de tinta vermelho, verde e preto;

12. Diagramas com várias formas de lapidação;

13. Folhas de trabalho específicas para diamante.

Conclusões e recomendações

CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES

A metodologia acima descrita e os critérios utilizados se basearam, em grande parte, em trabalhos traduzidos de informativos internacionais e adaptado para o mercado brasileiro pelo gemólogo Walter Martins Leite, diretor da Câmara de Gemas do IBGM , e pela Gemóloga do IBGM/AJORIO Ângela Carvalho de Andrade.

Referências REFERÊNCIAS

BIOMICRO. Polariscópio. Disponível em:<http://www.funbec.com.br/>. Acesso em: 22 jul. 2007.

DEPARTAMENTO NACIONAL DA PRODUÇÃO MINERAL- DNPM. Boletim Referencial de Preços 2005.

ELWELL, D. Man made gemstone. Acta Crystallographica - Section A. s.l. v. 36, n. A36; 1979.

GIA INSTRUMENTS & BOOKS. Product catalog. Disponível em:

<http://www.gia.edu/geminstrument/mySearchResults1.cfm?CategoryID=0|Catalog>. Acesso em:

22 jul. 2007.

Hall, Cally. Smithsonian handbooks gemstones, New York, NY, Dorling Kindersley. 2002.

Newman, Renée. Gemstone buying guide, Los Angeles, CA, International Jewelry Publications, 1998.

ZIMBRES, Eurico. Dicionário livre de geociências. Disponível em:

<http://dicionario.pro.br/dicionario/index.php?title=Gemologia>. Acesso em: 22 jul. 2007.

Nome do técnico responsável

José Maria Leal - Engenheiro Geólogo, especialista em Gemologia, Mestre em Geologia Econômica e Doutorando em Engenharia dos Materiais.

Carolina Duarte Becattini - Bolsista de Iniciação Científica do 6º período do Curso Design de Produto - UEMG.

Victoria Carolina Pinheiro Lopes - Bolsista de Iniciação Científica do 6º período do Curso Design de Produto - UEMG.

Nome da Instituição do SBRT responsável

Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais - CETEC Data de finalização

17 out. 2007