Sin duda una de las propiedades físicas que ayudan al gemólogo a distinguir junto con otras pruebas, una piedra de otra, es el cálculo del peso específico. Los términos densidad y peso específico se emplean algunas veces indistintamente.
El peso específico (p. e.) o densidad es un número que expresa la relación entre el peso de una sustancia y el peso de un volumen igual de agua a 24º C. y a una presión artmosférica equivalente a nivel del mar. Por tanto, si un rubí pesa 1 g (5 quilates) y un volumen igual de agua pesa 0,250 g (1,25 quilates), el peso específico es de 4. El peso específico de una gema es muy fácil de determinar y raramente dos piedras tienen el mismo. Además no precisa de ensayos destructivos.
Ejemplo de balanza hidrostática profesional en nuestro laboratorio. Es de la firma Mettler el modelo Toledo.
Determinación del peso especifico:
Hemos visto que el peso específico se calcula dividiendo el peso de la gema por el peso de un volumen igual de agua. Aunque es fácil pesar la piedra, es ya más difícil determinar el peso de un volumen equivalente de agua. Para ello nos basamos en el principio de que una sustancia sumergida en agua experimenta un empuje hacia arriba y pesa menos que si estuviera en el aire; la pérdida de peso es igual al peso del agua desplazada. Para determinar el peso específico, la piedra se pesa primero en el aire y luego en el agua. La diferencia entre las dos lecturas nos da el peso del volumen de agua equivalente; el peso específico se puede expresar entonces de la siguiente forma:
Por ejemplo, una piedra que parece un diamante pesa 9,75 quilates (ct. carats), (un quilate equivale a 0,200 g; es decir, 1 g son 5 quilates) en el aire y 6,07 quilates cuando se sumerge en agua.
El peso específico será:
9,75 / 9,75-6,07 = 2,65 = p.e.
La gema no es pues un diamante sino, probablemente un cuarzo.
Construímos la Balanza Hidrostática:
La balanza o quilatero portátil empleado para pesar exactamente una piedra también puede usarse para la determinación del peso específico, basta con colocar un puente sobre el platillo, tal como muestra la foto. El puente puede confeccionarse en casa con los materiales cotidianos (madera, tubos de carretes de fotos, alambre, vaso desechable, pastelina pegamento). Sobre el puente se coloca un vaso lleno hasta las tres cuartas partes con agua destilada. Se cuelga un hilo fino de acero inoxidable (o, en su defecto, de cobre o latón) y se enrosca el extremo inferior en forma de espiral para poder colocar la gema cuando esté sumergida en el agua; el otro extremo se sujeta en el brazo de la balanza torciendo simplemente el alambre en forma de anzuelo. Este anzuelo debe estar colocado a una distancia apropiada para que la espiral no llegue al fondo del vaso ni a las paredes. La balanza debe ahora tararse para asumir el peso del gancho y la espiral. La gema se pesa primero en el platillo como de costumbre, peso en el aire. Luego acoplamos el puente con el vaso y el hilo gancho con la espiral. Se coloca luego en la espiral y se determina su peso en el agua.
Pesar con los quilateros portátiles es rápido, fácil y exacto (hasta 0,01 quilates o incluso 0,001 quilates) y pueden emplearse también para determinar pesos específicos sin más que colocar un puente en el único platillo que pueda sostener el vaso de agua. No obstante, debe efectuarse una lectura inicial que nos dé el peso del alambre y la espiral sumergidos en agua. Este valor debe ser restado de las lecturas efectuadas al pesar la piedra en el aire y en el agua, o tarar el quilatero para que asuma ese peso.
Debe emplearse un alambre fino. Se puede añadir una gota de líquido detergente al agua, para evitar así su tensión superficial.
Este procedimiento de cálculo de peso específico no sirve para materiales porosos, puesto que daría lecturas erroneas.
Algunos P.E.: Diamante 3,51-Circonita 6,15 – Moisanita 3,22- YAG 4,57- Espinela sintética 3,63
Foto 1 El alambre no debe rozar el vaso. Transmite el peso de la piedra hasta el platillo.
Foto 2 Quilatero convencional acoplado a Balanza Hidrostática. Vaso desechable, alambre, chapa, carretes
Kit de balanza hidrostática con puente de acero inoxidable, gancho y colgador en hilo de aluminio. También puedes comprarlo en nuestra tienda pinchando aquí.
Manuel Llopis es Gemólogo, Especialista en Diamante y Piedras Sintéticas Modernas, por la Universidad de Barcelona. Fundador y director del Laboratorio Gemológico MLLOPIS de Valencia.
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Fue muy útil para mí. Acabo de comprar una balanza hidrostática antigua. Cuando veo este sitio y descubro lo fácil que se construye. Vivo en Cuba. En mi país no hay escuela de Gemología. Estudié de forma empírica. Colecciono gemas y me dedico al estudio de ellas hace más de veinte años. Actualmente. Me encantaría tener título de Gemología.
¿Cuál es el volumen de la gema?
Hola Beatriz
El peso específico de una gema es un número que indica cuantas veces más pesa una gema que su propio volumen de agua destilada a presión atmosférica a nivel del mar y a 24º. Es decir un número que en realidad son g/cm3. Si usted sabe de que gema se trata, conoce su densidad y cuanto pesa, el volumen (cm3) es igual su peso partido por su densidad. El número resultante es el volumen en cm3.
Si lo que quiere es calcular volúmenes de gemas , existen unas tablas con fórmulas matemáticas, que con sus medidas y su densidad, le pueden calcular el volumen de la piedra. Puede verlo en este enlace https://gemologiamllopis.com/tienda/libros/gemstone-weight-estimation