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¿Brilla como un diamante o una imitación?: Identificar piedras preciosas con los analizadores XRF

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Identificar diamantes verdaderos con los análisis XRF

¿Alguna vez se ha cuestionado si un anillo, que es reliquia familiar, lleva un diamante verdadero o uno falso? Existen algunas maneras de resolver el misterio.

Esta publicación de blog aborda las maneras posibles sobre cómo identificar piedras preciosas falsas y, también, explica cómo los analizadores XRF pueden identificarlas de forma fiable.

¿Cómo saber si es una piedra preciosa falsa?

La imitación de piedras preciosas y minerales puede parecer una práctica relativamente fácil, como en el caso de las perlas, diamantes o turquesas. No obstante, dichas piezas exponen ciertos signos reveladores de falsificación.

Por ejemplo, los diamantes reales por lo general se hunden cuando son puestos en el agua. No se empañan cuando se respira sobre ellos. Pero, estos métodos o «truquitos» caseros no son infalibles y puede que no funcionen en ciertos tipos de gemas falsas.

Un método más fiable para identificar de forma rápida estas gemas falsas es la fluorescencia de rayos X (XRF). Los analizadores XRF portátiles, como los de la serie Vanta™, permiten cuantificar una amplia serie de elementos (del magnesio [Mg] al uranio [U]) desde partes por millón (ppm) hasta el nivel porcentual.

Estos instrumentos pueden ayudarle a clasificar las piedras preciosas falsas de las verdaderas a través de la identificación de los elementos proporcionados por el análisis, como el circonio, cobre, calcio o aluminio.

Algo que la fluorescencia de rayos X (XRF) puede identificar en piedras preciosas falsas es la zirconia cúbica [CZ]. Este material sintetizado es la forma cristalina cúbica del óxido de zirconio (ZrO2), que por lo general es usada para imitar los diamantes.

Zirconia cúbica versus diamantes: ¿Cuál es la diferencia?

A primera vista, la zirconia cúbica tiene el aspecto de un diamante. Sin embargo, esta gema sintética es más suave y ligera con flancos más redondeados o lisos. También es más susceptible al desgaste y fracturas. En una inspección visual, debido a su aspecto muy cercano al del diamante, siempre resulta difícil determinar si se trata de un diamante verdadero o de zirconia cúbica.

Los diamantes más accesibles en términos de precio son 100 veces más caros por quilate que la zirconita cúbica; por consiguiente, es muy importante saber con seguridad que lo que compra es verdadero. Por ejemplo, una pieza de un quilate de zirconia cúbica cuesta alrededor de 20 USD. Por otro lado, el mismo corte de un quilate en el caso de un diamante puede costar más de 1500 USD.

A medida que el tamaño incrementa, también lo hace la diferencia de precio. Esto hace que la implicación financiera sea aún mayor: un corte de dos quilates de zirconia cúbica se vende a 30 USD aproximadamente, mientras que un diamante de dos quilates puede valorarse hasta en 7000 USD.

La buena noticia es que la fluorescencia de rayos X en una configuración portátil puede determinar esta diferencia en solo segundos.

Identificar diamantes auténticos con los analizadores XRF portátiles

Para mostrar el funcionamiento de la fluorescencia de rayos X, piezas de diamante verdadero y zirconia cúbica han sido analizadas con los analizadores Vanta; y los resultados han sido cuantificados. El ensayo completo duro cinco segundos. Gracias a ello también se pudo identificar con rapidez la pieza de zirconia cúbica de aquella de diamante.

Eche una vistazo a las muestras y los resultados a continuación:

Identificar diamantes verdaderos mediante análisis XRFIdentificar diamantes verdaderos con los analizadores XRF

Imágenes (superior) y resultados del análisis (inferior) del diamante verdadero (izq.) y de la pieza de zirconia cúbica (der.).

Ambas piezas son semejantes visualmente, pero su composición química es muy distinta una de otra. El analizador Vanta identificó un porcentaje nulo de zirconia cúbica en la primera pieza. Por el contrario, la composición de zirconio (Zr) prevalece en el análisis químico de la segunda pieza.

El diamante se compone de carbono puro, por lo tanto es invisible a la fluorescencia de rayos X. El carbono no se halla en el rango de detección de elementos. A pesar de que no se puede detectar directamente la composición del diamante, la presencia o ausencia de zirconio (Zr) pueden ser usadas para determinar una falsificación (con CZ) con respecto a un posible diamante verdadero.

El diamante no es la sola piedra preciosa o gema que es imitada. Las perlas y turquesas son otros dos minerales comunes que siguen este objetivo. La tecnología XRF de Olympus puede ser usada para distinguir las versiones reales de estos minerales de aquellas falsas.

Perlas verdaderas versus falsas: ¿Cuál es la diferencia?

Las perlas son la única gema que se encuentra y se extrae a partir de un molusco. Se componen principalmente de aragonito/a —mineral compuesto de carbonato de calcio. Debido a su alto valor, existe un amplio mercado para la imitación de perlas. Si bien las perlas falsas pueden lucir casi como las reales, por lo general proporcionan una baja calidad de irisación y son susceptibles a desgastarse y quebrarse.

Los analizadores XRF Vanta de Olympus pueden analizar perlas verdaderas como aquellas falsas; por ello, se ejecutó un ensayo para mostrar cuán fácil es el proceso.

Identificar perlas verdaderas de aquellas falsas con los analizadores XRF portátiles

El analizador calculó el porcentaje de carbonato de calcio (CaCO3) de ambas piedras preciosas en un ensayo corto de 20 segundos. El resultado fue la identificación rápida de una perla verdadera y su imitación. A continuación, podrá echar un vistazo a las muestras y sus resultados:

Identificar perlas verdaderas con análisis XRFIdentificar perlas verdaderas con analizadores XRF

Imágenes (superior) y resultados del análisis (inferior) de la perla verdadera (izq.) y de la perla falsa (der.).

La diferencia entre la perla verdadera y aquella de imitación es notable. La gema de imitación tiene trazas de carbonato de calcio (CaCO3), mientras que la verdadera se compone casi de forma completa de CaCO3 con trazas de otros elementos orgánicos e inorgánicos. Tal como sucedió con el diamante y la zirconia cúbica, la diferencia entre las gemas verdaderas y aquellas falsas es sumamente aparente al pasar por un breve ensayo XRF.

Después de haber tratado la manera de cómo identificar las perlas verdaderas de aquellas falsas, a continuación se abordará el otro material comúnmente falsificado o imitado: la turquesa.

Turquesas verdaderas versus falsas: ¿Cuál es la diferencia?

Las turquesas, al igual que los diamantes y las perlas, se crean y encuentran en la naturaleza, pero son frecuentemente imitadas. La turquesa verdadera está formada de fosfato hidratado de aluminio con una base de cobre. Y, es esta composición que servirá en el análisis rápido por fluorescencia de rayos X bajo una configuración portátil.

Se ejecutó otro ensayo con el analizador XRF Vanta para demostrarlo.

Identificar turquesas verdaderas con los analizadores XRF portátiles

Los resultados muestran que la turquesa verdadera presenta niveles mucho más altos de cobre (Cu), fósforo (P) y aluminio (Al) que la pieza falsa, tal como se esperaba conforme a su mineralogía.

A continuación, eche un vistazo a las muestras y sus resultados:

Identificar turquesas verdaderas mediante análisis XRFIdentificar turquesas verdaderas con la espectroscopía de rayos X

Imágenes (superior) y resultados del análisis (inferior) de la turquesa verdadera (izq.) y de la turquesa falsa (der.).

Estas tres concentraciones de elementos revelan las diferencias entre las turquesas verdaderas y las falsas. La diferencia es clara y puede obtenerse fácilmente usando los analizadores XRF portátiles Vanta.

Resultados XRF que dan confianza en la integridad y composición de las piedras preciosas y joyas

Los analizadores XRF portátiles Vanta ponen en manifiesto su extraordinario rendimiento al comparar las diferencias entre las piedras preciosas verdaderas y aquellas falsas o de imitación. Los fiables resultados otorgan toda la confianza necesaria con respecto a la integridad y composición de piedras preciosas y joyas.

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Application Scientist, XRF Technologies

Josh Litofsky holds a bachelor’s degree in physics from Beloit College and PhD in chemical engineering from Pennsylvania State University. For his PhD, he focused his research on advanced characterization of designer materials using X-ray diffraction. From 2019 to 2022, Josh brought his expertise to Evident as an application scientist, supporting our X-ray fluorescence (XRF) analyzers to provide enhanced solutions to customers. In his free time, Josh enjoys running and has run the fastest 100k in the state of Pennsylvania.

junio 11, 2020
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