Espectrometría de absorción atómica y espectrometría de emisión atómica

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29 AUG 2019 Baroni

Espectrometría de absorción atómica y espectrometría de emisión atómica

El mantenimiento predictivo comprende una serie de técnicas. Estos incluyen termografía, análisis de vibraciones y análisis de aceite. Este último evalúa el estado y la calidad de los fluidos de un equipo para determinar varias características y medir la salud de los componentes.

Puedes aprender más sobre esto leyendo nuestro post que explica las técnicas de mantenimiento predictivo.

Lo que no siempre es fácil de encontrar es la información sobre cómo se realiza el análisis del aceite. ¿Cuáles son las prácticas de laboratorio que intervienen en el proceso? ¿Cómo concluimos si un aceite está contaminado o no?

En este texto, revelaremos algunas de estas técnicas y comprenderemos los procedimientos estándares para que el análisis de aceite tenga resultados positivos. Más específicamente, usted entenderá cómo funciona la espectrometría de Absorción Atómica y de Emisión Atómica.

Con esta información, esperamos que se mantenga un poco más al tanto de nuestro trabajo y reconozca las mejores prácticas que ALS Tribology ofrece. ¡Siga leyendo para obtener más información sobre el análisis de aceite!

Espectrometría de Absorción Atómica y Espectrometría de Emisión Atómica

La Espectrometría de Absorción Atómica y la Espectrometría de Emisión Atómica son dos técnicas de laboratorio que permiten la identificación y cuantificación de elementos químicos (átomos). Los elementos químicos son los de la Tabla Periódica (Hierro, Cobre, Silicio, Plomo, etc.). Por lo tanto, estas técnicas se utilizan en la evaluación del desgaste de la máquina, la contaminación y los aditivos lubricantes.

Sin embargo, las dos técnicas no tienen el mismo alcance. Compruebe algunos conceptos que necesita conocer antes de profundizar en la explicación de las técnicas de laboratorio:

  • La luz puede descomponerse en series de colores, llamadas "espectros" por el científico Sir Isaac Newton. Por espectro entendemos la aparición, la imagen o la representación. Para una mejor visualización:
  • En el siglo XVIII, Alessandro Volta, un científico pionero de la electricidad, se dio cuenta de que las chispas eléctricas de diferentes metales producían diferentes colores.
  • A mediados del siglo XIX, los químicos de Bunsen & Kirchhoff demostraron que cada elemento químico tiene sus propias características de emisión o absorción de energía electromagnética.

Vea el baile dentro de un átomo súper excitado:

Puede pensar en los átomos como ladrillos de juguete, y en los compuestos químicos (moléculas) como un juguete completo ensamblado con estos ladrillos de juguete. No importa qué juguete se represente al final. Los ladrillos rojos, amarillos y verdes siempre han sido rojos, amarillos y verdes. Esto se debe a que el mismo tipo de átomo siempre se comporta de la misma manera, incluso si está montado en moléculas diferentes.

Por lo tanto, si cada tipo de átomo tiene un comportamiento único, esto significa que podemos identificar los elementos aplicando energía electromagnética. ¡¡Y aún más!! La intensidad de la emisión o absorción de energía es proporcional a la concentración del elemento.

Así, es posible calcular la cantidad de ciertos elementos presentes en el aceite comparando las muestras de concentración previamente conocidas (patrones de calibración).

Ahora que usted sabe un poco sobre el análisis espectral y cómo ha surgido y se ha desarrollado en la ciencia, entienda mejor la diferencia entre la Espectrometría de Absorción Atómica y la Espectrometría de Emisión Atómica.

Espectrometría de Absorción Atómica

Cuando realizamos un análisis de aceite, en ambas técnicas de espectrometría, colocamos la muestra a una temperatura muy alta: superior a 10.000 grados centígrados. En estas condiciones, cualquier molécula existente es "desarmada" y los átomos son "sueltos" con mucha energía. Pero, al final, todo tiende al equilibrio.

Cuando se alcanza el equilibrio, el exceso de energía se libera en forma de radiación de luz. La Espectrometría de Absorción Atómica, como su nombre indica, consiste en aplicar lo que llamamos una "fuente de radiación conocida". Si hay un elemento de la misma naturaleza que la radiación suministrada, entonces esta energía será absorbida por los átomos excitados de la muestra analizada.

Esta fuente de radiación se determina de acuerdo con el elemento químico que queremos estudiar, por lo que varía.

Espectrometría de Emisión Atómica

En la técnica de Espectrometría de Emisión Atómica, aprovechamos la luz emitida por los átomos excitados. La luz total producida por la muestra se descompone, como en la imagen de arriba, y se puede analizar un espectro de colores.

El sodio, por ejemplo, es fácil de identificar. Emite un color amarillo - como vemos en las lámparas de sodio, muy presente en la iluminación pública. Sin embargo, no siempre es tan sencillo.

Hay elementos que emiten "colores" más complejos. El magnesio, por ejemplo, emite una luz casi blanca, es decir, varios colores elementales juntos. Todavía existen aquellos que emiten luz que no es visible a simple vista, como los infrarrojos y/o ultravioletas. Por lo tanto, necesitamos instrumentos cada vez más sofisticados, presentes en el laboratorio ALS Tribology.

¿Cuál es la ventaja de cada una de las técnicas de espectrometría para el análisis del aceite?

La Espectrometría de Absorción Atómica es muy sensible a niveles de concentración muy bajos. Por lo tanto, es más común aplicar esta técnica en las áreas ambiental, alimentaria y farmacéutica. De hecho, es una de las herramientas utilizadas por nuestros colegas de ALS Global expertos en estas áreas.

Sin embargo, debido a los tipos de excitadores utilizados y a la interacción entre las radiaciones, la Absorción no es capaz de cuantificar adecuadamente las partículas de desgaste mayores de 3 micrómetros.

La Espectrometría de Emisión Atómica, por otro lado, puede trabajar fácilmente con niveles más altos y partículas de mucho mayor tamaño. Esta diferencia nos hace optar por la Emisión Atómica como la más adecuada para el control del desgaste de la máquina.

Por Absorción Atómica, perderíamos mucha información. Tanto es así que la Absorción Atómica fue prohibida en el monitoreo predictivo de las aeronaves. Los equipos industriales y móviles terminaron siguiendo la misma línea. No podemos perder información.

¿Eso significa que una técnica es mejor que la otra? No!

Piense en esas técnicas como una caja de herramientas. Tenemos martillos, juegos de destornilladores y llaves. ¿Cuál de estas herramientas usaría para fijar un clavo a la pared? Cada herramienta es adecuada para un tipo de trabajo.

El análisis del aceite es una parte fundamental del monitoreo predictivo. Con él, podemos identificar la contaminación y determinar si hay problemas con el desgaste de los componentes y otros tipos de mal funcionamiento.

Aproveche y confíe en nuestro laboratorio para aplicar la técnica de espectrometría más adecuada a su equipo!