Espectrometría de plasmas inducidos por láser para el análisis químico en campo y a distancia. Principios, desarrollo instrumental y aplicaciones

Resumen

La espectrometría de plasmas inducidos por láser (LIBS) es una técnica de análisis que permite la determinación de la composición elemental de cualquier muestra en estado sólido, líquido, gas o aerosol. Es una técnica miniaturizable que permite el análisis a distancia de muestras localizadas en entornos complejos y de difícil acceso ya que no requiere de una preparación previa de la muestra. Esta posibilidad ha dado pie al desarrollo de un sistema experimental que permita el análisis a distancia de diversos tipos de muestras y cuya versatilidad queda manifiesta en esta tesis. En primer lugar se desarrolló un sistema de laboratorio con el que se realizaron medidas de composición a 12 metros de distancia sobre muestras de interés medioambiental sujetas a una gran contaminación medioambiental. Se realizaron perfiles en profundidad de contaminantes depositados sobre la superficie de las muestras y se realizó un estudio de la distribución de esos contaminantes según la topografía de la muestra, la humedad, la localización en su entorno original, etc. En un segundo experimentos e desarrolló un método de transferencia capaz de predecir los datos que se obtendrían a temperatura ambiente a partir de unos datos adquiridos a alta temperatura. En este caso el método de transferencia se aplicó al análisis de escorias y al análisis de acero a alta temperatura para transferir los datos a temperatura ambiente evitando de este modo tener que realizar una curva de calibrado con patrones a alta temperatura. Con este sistema instrumental se realizó un último experimento que consistió en la evaluación de la señal LIBS al analizar a distancia una muestra en movilidad y con cierto grado de inclinación sobre el láser. Se demostró que este caso las prestaciones del equipo de análisis obteniendo resultados satisfactorios de análisis para muestras en movimiento, inclinadas y a una distancia de 10 metros del sistema de análisis. Posteriormente, se c