Tesis doctoral de Raquel Sánchez Romero
La tesis está escrita en castellano e inglés. actualmente para nuestra sociedad el petróleo es la fuente de energía más importante. Además, éste sirve de base para la elaboración de un número muy elevado de productos derivados, desde gasolinas hasta plásticos. Por otra parte, la combustión de productos derivados del petróleo y otros combustibles fósiles (i.E., Gasolina, queroseno, diesel), para la obtención de energía y para usos más comunes (i.E., Calefacción, automóvil) es una de las fuentes de contaminación más relevantes. Debido a esto, desde los organismos nacionales e internacionales se han desarrollado distintas normativas para el control de las propiedades y efectos del petróleo y sus productos derivados. El control de calidad de todos estos productos se establece, entre otros factores, en función del contenido en metales, metaloides y algunos no metales de interés por su poder contaminante. Ya que las relaciones entre las concentraciones de los distintos elementos proporcionan información sobre la antigí¼edad y origen de la muestra; además de ofrecer información sobre el riesgo medioambiental. De la misma forma, estos elementos pueden ser incorporados al producto en el proceso de refinado, mientras que otros se añaden al producto final como aditivos. Estos elementos se encuentran presentes en muy bajas concentraciones, de ahí la necesidad de desarrollar nuevas metodologías de trabajo y mejorar las existentes, con el fin de reducir los límites de detección de las mismas. Las técnicas comúnmente empleadas para llevar a cabo esta determinación son la espectrometría de emisión atómica por plasma acoplado por inducción (icp-aes) y la espectrometría de masas por plasma acoplado por inducción (icp-ms). de esta forma la finalidad de la presente memoria consiste en desarrollar y evaluar nuevas metodologías de trabajo para la técnica de icp-aes. Para tal fin se han realizado estudios fundamentales sobre los efectos de la forma química del analito sobre la intensidad de emisión y sobre los efectos de matriz y se han planteado alternativas a las metodologías tradicionales para su eliminación. Además, con el fin de validar las conclusiones teóricas, las metodologías desarrolladas se aplicaron a muestras reales proporcionadas por el ifp-energies nouvelles (lyon, francia). La discusión de los resultados obtenidos, está dividida en cuatro capítulos o bloques. en icp-aes, la concentración de analito se obtiene mediante comparación de la señal obtenida con la señal observada para una serie de patrones de concentración de analito conocida. Esto puede ser un problema, debido a que tanto la matriz de la muestra como la forma química del elemento pueden afectar a la intensidad de emisión obtenida. Además, esta situación puede ser mucho más compleja cuando el mismo elemento puede estar presente bajo diferentes formas químicas en una misma muestra. Precisamente, este es el caso del silicio en muestras de petróleo y sus derivados. Por tanto, el principal objetivo del primer capítulo fue el estudio de la influencia de la forma química del silicio sobre la intensidad de emisión en espectroscopia de emisión atómica por plasma acoplado por inducción (icp-aes) en compuestos de silicio presentes en muestras de petróleo. en el primer capítulo se mostró que el origen de la influencia de la forma química del silicio sobre la intensidad de emisión en icp-aes está en los procesos de transporte de las diferentes muestras desde la cámara de nebulización hacia el plasma. Además se mostró que este efecto puede ser reducido empleando sistemas de introducción de muestras de alta eficiencia de transporte de analito. Por tanto, el principal objetivo del segundo capítulo fue minimizar el efecto de la forma química sobre la intensidad de emisión empleando sistemas de introducción de muestras de consumo total de la muestra, es decir, sistemas en los que la eficiencia de trasporte de analito es muy elevada. Los dos sistemas estudiados fueron una cámara de paso simple (tisis) cuyas paredes fueron calentadas y un nebulizador de inyección directa (d-dihen). en el último bloque se abordó el estudio de muestras reales. La mayoría de los productos derivados del petróleo se caracterizan por su alta viscosidad. Debido a esto, este tipo de muestras no puede ser introducido al plasma directamente, sino que es necesario diluirlo previamente con un disolvente adecuado. La dilución de la muestra afecta a las propiedades físicas de la disolución, como por ejemplo la viscosidad, la volatilidad o la tensión superficial. Asimismo, el factor de dilución influye sobre las propiedades de la disolución orgánica final y, por tanto, sobre los efectos de matriz. Por otro lado, muchos de los contaminantes presentes en la industria del petróleo y sus derivados están en concentraciones de mg ml-1 o sub – mg ml-1. Por tanto, es de crucial importancia caracterizar el efecto de la dilución con el objetivo de elegir el factor óptimo que represente un compromiso entre eliminación de efectos de matriz y pérdida en sensibilidad. éste fue el objetivo principal del trabajo que se presenta en el tercer capítulo. los resultados mostrados indican que las diferencias en los procesos de transporte para las distintas matrices pueden ser mitigadas incrementando la temperatura de las paredes de la cámara de nebulización. Sin embargo, si la cantidad de disolvente orgánico que llega al plasma es muy elevada, las características térmicas del mismo pueden verse degradadas y como consecuencia, se pueden incrementar los efectos de matriz. Por tanto, una posible alternativa para evitar estos problemas, podría ser disminuir el caudal líquido de introducción de muestras por debajo de 30 ul min-1. Sin embargo, esta solución podría degradar la estabilidad de la señal debido a los pulsos de la bomba peristáltica. En consecuencia, la solución que se plantea en el cuarto capítulo es inyectar pequeños volúmenes de muestra en una corriente de aire, que actúa como gas portador. Además, para favorecer el transporte de la muestra hacia el plasma, la cámara de nebulización fue calentada hasta 200ºc.
Datos académicos de la tesis doctoral «Análisis de productos derivados del petróleo mediante espectrometría de emisión atómica por plasma acoplado por inducción«
- Título de la tesis: Análisis de productos derivados del petróleo mediante espectrometría de emisión atómica por plasma acoplado por inducción
- Autor: Raquel Sánchez Romero
- Universidad: Alicante
- Fecha de lectura de la tesis: 28/06/2011
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- José Luis Todolí Torró
- Tribunal
- Presidente del tribunal: alfonso Jiménez migallón
- mónica Iglesias juncí (vocal)
- nathalie Schildknecht-szydlowski (vocal)
- martín Resano ezcaray (vocal)
