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Análisis cualitativo elemental de las variedades de café arábica maragogipe y robusta castillo (pergamino, almendra, tostado y molido) de la región caribe colombiana mediante espectroscopia de plasma inducida por láser (libs)
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Pérez Rodríguez, Mauricio Andrés; Cabanzo Hernández, Rafael; Herrera Celis, Sandra Liliana
El café es uno de los productos básicos más valiosos y de mayor demanda comercial a nivel mundial. Anualmente se producen y consumen más de 9,5 millones de toneladas (FNC, 2020). En las últimas décadas se han realizado múltiples estudios de su composición empleando diferentes técnicas analíticas como FAAS, ICP OES y LIBS (Pohl et al., 2013; Zhang et al., 2018). Esta última es una técnica AES que permite analizar muestras sólidas, líquidas o gaseosas, de manera rápida, remota y multielemental, con poca o nula preparación de la muestra, lo que reduce el tiempo de análisis y los costos de equipos y reactivos (Guerrero, 2017). Estos beneficios han incentivado su aplicación en la determinación de la composición elemental y la identificación de descriptores químicos de variedades y especies de café, siendo su principal propósito el mejoramiento de los procesos de calidad del mismo. En consecuencia, en este trabajo de grado empleando la técnica LIBS se realizó un análisis cualitativocomparativo en el intervalo de 200700 [nm] de las variedades de café del Caribe Colombiano Arábica Maragogipe y Robusta Castillo en fase de producción: pergamino, almendra, tostado y molido a partir del cual se encontraron diferencias composicionales en las potenciales concentraciones de Fe, Li, Mg, Mn, Na, Si, Sr, Ti y Zn, 12 elementos comunes en todas las fases de producción: C, Ca, Cu, Fe, H, K, Mg, Mn, Na, P, Si y Zn, siendo el Ba, el Cr, el Li y el Ti descriptores químicos del café pergamino y almendra, y la presumible capacidad atenuadora del pergamino del café de especies químicas como el Ca, el Li, el Mg, el Si y el Ti
Análisis cualitativo elemental de las variedades de café Arábica Maragogipe y Robusta Castillo (pergamino, almendra, tostado y molido) de la región Caribe Colombiana mediante Espectroscopia de Plasma Inducida por Láser (LIBS)
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Pérez Rodríguez, Mauricio Andrés; Cabanzo Hernández, Rafael; Herrera Celis, Sandra Liliana; Guerrero Bermúdez, Jáder Enrique; Torres Amarís, Rafael Ángel
El café es uno de los productos básicos más valiosos y de mayor demanda comercial a nivel mundial. Anualmente se producen y consumen más de 9,5 millones de toneladas (FNC, 2020). En las últimas décadas se han realizado múltiples estudios de su composición empleando diferentes técnicas analíticas como FAAS, ICP OES y LIBS (Pohl et al., 2013; Zhang et al., 2018). Esta última es una técnica AES que permite analizar muestras sólidas, líquidas o gaseosas, de manera rápida, remota y multielemental, con poca o nula preparación de la muestra, lo que reduce el tiempo de análisis y los costos de equipos y reactivos (Guerrero, 2017). Estos beneficios han incentivado su aplicación en la determinación de la composición elemental y la identificación de descriptores químicos de variedades y especies de café, siendo su principal propósito el mejoramiento de los procesos de calidad del mismo. En consecuencia, en este trabajo de grado empleando la técnica LIBS se realizó un análisis cualitativo-comparativo en el intervalo de 200-700 [nm] de las variedades de café del Caribe Colombiano Arábica Maragogipe y Robusta Castillo en fase de producción: pergamino, almendra, tostado y molido a partir del cual se encontraron diferencias composicionales en las potenciales concentraciones de Fe, Li, Mg, Mn, Na, Si, Sr, Ti y Zn, 12 elementos comunes en todas las fases de producción: C, Ca, Cu, Fe, H, K, Mg, Mn, Na, P, Si y Zn, siendo el Ba, el Cr, el Li y el Ti descriptores químicos del café pergamino y almendra, y la presumible capacidad atenuadora del pergamino del café de especies químicas como el Ca, el Li, el Mg, el Si y el Ti.
Análisis de fondos de vacío de crudo colombiano por ablación laser acoplada espectroscopia de emisión atómica con plasma generado generado por acoplamiento inductivo (la-icp-aes)
(Universidad Industrial de Santander, 2010) Castillo Rojas, Alba Johanna; Cabanzo Hernández, Rafael; Mejía Ospino, Enrique
La técnica de Plasma Acoplado Inductivamente (ICP) requiere que la muestra esté en fase gaseosa o líquida. Para muestras en fase sólida, normalmente se necesitan realizar largos procedimientos de digestión de la muestra. Esto implica tiempo en el análisis y aumento en la posibilidad de contaminación y pérdida de muestra. Desde hace varios años se han propuesto diferentes alternativas que permiten introducir directamente el material sólido al plasma. La técnica de Ablación Láser se presenta como una alternativa eficiente, rápida y con el menor tratamiento de la muestra. El Laboratorio de Espectroscopia Atómica y Molecular (LEAM) de la Universidad Industrial de Santander ha venido aplicando diversas técnicas de análisis para diferentes sistemas fisicoquímicos. El objetivo general de este trabajo fue implementar un montaje experimental para realizar la ablación láser de muestras sólidas e introducir este material extraído al Plasma Generado por Acoplamiento Inductivo para su posterior observación por Espectroscopia de Emisión Atómica (LA-ICP-AES). Las muestras sólidas, debidamente analizadas, suministradas por el Instituto Colombiano del Petróleo (ICP), son Fondos de Vacío de Crudos Colombianos provenientes de diferentes pozos. En este estudio se presenta el análisis cualitativo y cuantitativo de cinco muestras. Se identificaron líneas analíticas de los elementos C, Mg, V, Ca, Sr, Fe, H, O y N, y se construyeron curvas de calibración para los elementos Mg, V, Ca y Fe.
Análisis elemental de fondos de vacío de crudos colombianos por espectroscopía de plasma inducido por láser (LIBS) usando un método convencional de calibración
(Universidad Industrial de Santander, 2013) Rincón, Isabel Cristina; Cabanzo Hernández, Rafael; Mejía Ospino, Enrique
A nivel mundial se está incrementando el interés en métodos directos de Espectroscopía de Emisión Atómica (Atomic Emissión Spectroscopy, AES), debido a que ofrecen alta sensibilidad, selectividad, rapidez, mínima interferencia y análisis simultaneo de elementos; entre ellos la Espectroscopía de Plasma Inducida por Láser (Laser Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS) se diferencia por requerir poca o ninguna preparación de la muestra, poder trabajar in situ o remoto en , entre otras, diferencias que la califican como una alternativa eficiente para el análisis elemental. El Laboratorio de Espectroscopía Atómica y Molecular (LEAM) de la Universidad Industrial de Santander, ha venido aplicando diversas técnicas de análisis para diferentes sistemas fisicoquímicos. El objetivo general de este trabajo, fue implementar un montaje experimental para el análisis elemental de Fondos de Vacío de crudos colombianos mediante la técnica LIBS, usando un método convencional de calibración. Las muestras, debidamente analizadas, fueron suministradas por el Instituto colombiano de Petróleo (ICP) y provienen de diferentes pozos. En este estudio se presentan los resultados del análisis cualitativo y cuantitativo de fondos de vacío de crudos colombianos, utilizando la técnica LIBS, en tiempo convencional de calibración. Se determinó la presencia de elementos propios de la matriz como son C, H, O y N, y de Fe, Mg, V, Ni, Ca, Al, Cu, Na, K, Si, y Sn.
Caracterización de la dispersión cromática de una lente de Fresnel
(Universidad Industrial de Santander, 2006) Ochoa Ramírez, Mery Elien; Cabanzo Hernández, Rafael; Plata Gómez, Arturo
Una zona plana de Fresnel actúa como elemento dispersor, debido a que está conformada por una serie de anillos concéntricos opacos y transparentes. Al hacer incidir sobre la zona plana de Fresnel una onda plana monocromática, por efectos de difracción, la radiación se distribuye a lo largo el eje óptico en diferentes órdenes focales, presentándose tantos puntos focales como zonas tiene la lente. Si se ilumina la zona plana de Fresnel con una fuente policromática, se genera un segmento cromático a lo largo del eje óptico, en el que están contenidas todas las longitudes de onda presentes en el espectro de la fuente. A partir del uso de un espectrómetro para el análisis del comportamiento del espectro de la fuente a lo largo del eje óptico, se obtuvieron las posiciones focales en las cuales se presentaron los máximos de emisión para unas longitudes de onda determinadas A causa del fenómeno de difracción, la imagen de una fuente policromática formada por la zona plana de Fresnel, presenta en cada foco la forma compleja sen +icos, razón por la cual, en el mismo punto focal, se observa la superposición del pico de máxima intensidad correspondiente a una longitud de onda determinada, junto con pequeñas componentes espectrales, provenientes de picos de ordenes superiores de difracción, que corresponden a los focos de las otras longitudes de onda. Al utilizar una fuente de luz policromática y haciendo uso de un espectrómetro, se pudo medir experimentalmente la dispersión cromática longitudinal, generada por una zona plana de Fresnel.
Caracterizacion espectroscopica de aceros mediante la tecnica plasma inducido por laser (libs)
(Universidad Industrial de Santander, 2005) Jaimes Candela, Erika Maria; Cabanzo Hernández, Rafael
La espectroscopia de plasma inducido por láser (LIBS: Laser-Induced Breakdown Spectroscopy), es una técnica donde se focaliza un haz láser pulsado sobre una muestra, produciendo la ablación de pequeñas cantidades de material y la formación de plasma. El análisis de la radiación emitida por las especies excitadas en la pluma del plasma permite detectar la presencia de elementos y determinar su concentración. LIBS es una eficiente técnica analítica para la determinación de trazas en muestras que se encuentran en cualquiera de sus tres estados de agregación: sólido, liquido o gaseoso; es un método rápido, local y no destructivo, que permite trabajar a grandes distancias entre la muestra bajo investigación y el sistema de detección. El Laboratorio de Espectroscopia Atómica y Molecular (LEAM) ha venido desarrollando un sistema experimental para aplicar esta técnica a diferentes materiales de interés tecnológico. En esta tesis se presentan los primeros resultados de la utilización de esta técnica en la caracterización espectroscópica de aceros. Se identificaron líneas analíticas para los elementos Fe, Cr, Mn, Cu, Ca y Ni. Se usó la ecuación de Sheibe-Lomakin para realizar el análisis cuantitativo y las curvas de calibración para los elementos Cr, Mn, Ni y Cu
Construcción de modelos estadísticos para la predicción de propiedades fisicoquímicas de muestras de carbón colombiano utilizando espectroscopia fotoacustica infrarroja por transformada de fourier (ftir-pas) y regresión de mínimos cuadrados parciales
(Universidad Industrial de Santander, 2017) Roman Gomez, Yesid; Guerrero Bermudez, Jader Enrique; Cabanzo Hernández, Rafael
Colombia cuenta con grandes reservas de carbón, siendo este el segundo producto de exportación luego del crudo, además que cuenta con una participación en la producción mundial del 6.3%, situando a Colombia como el quinto exportador de carbón. El 95% de las reservas del país se ubican en los departamentos: Guajira, Cesar, Córdoba, Norte de Santander, Cundinamarca, Boyacá, Antioquia, Valle del Cauca y Cauca. Para determinar la calidad del carbón y clasificarlos, existen múltiples ensayos que sirven para conocer los diferentes contenidos elementales y propiedades fisicoquímicas, sin embargo, a pesar que se han desarrollado equipos automatizados para la realización de los procedimientos, estos requieren grandes cantidades de tiempo para la ejecución y pueden conllevar bastantes costos en su clasificación. De esta forma, aprovechando la alta sensibilidad a muestras características como el carbón, se utilizó la espectroscopía fotoacústica infrarroja con transformada de Fourier (FTIR-PAS) como una técnica útil y sencilla que, combinada con los métodos de análisis por regresión de mínimos cuadrados parciales (PLS) permite construir modelos de predicción a las respectivas propiedades fisicoquímicas de interés (humedad, ceniza, materia volátil, carbón fijo y poder calorífico), aliviando de este modo el problema de alto consumo de tiempo y minimizando los aportes de materiales contaminantes al medio ambiente.
Desarrollo de un modelo para la reconstrucción analítica de la colisión automóvil - automóvil con efecto rotacional respecto al eje vertical del movimiento pos impacto
(Universidad Industrial de Santander, 2008) Guerrero Gutiérrez, Camilo José; Fuentes Perez, Jairo Luis; Cabanzo Hernández, Rafael
La reconstrucción analítica de la colisión tipo automóvil automóvil, sigue siendo una de las pruebas mas objetivas para aclarar los hechos presentados en un accidente de transito. El grado de complejidad que esta presenta ha impulsado el desarrollo de nuevos modelos, los cuales en base a las leyes fundamentales de la física (la conservación de la energía, el momento lineal y angular) y haciendo uso de técnicas tan variadas como la misma experimentación, pasando por técnicas de simulación, hasta reconstrucciones teóricas, se han acercado más a la realidad, mejorando las herramientas utilizadas para determinar culpables o impartir justicia en la rama judicial a nivel nacional e internacional. El modelo acá desarrollado introduce la energía rotacional de los automóviles en el movimiento posterior al impacto para el cálculo las velocidades de impacto de los automóviles. Tres expedientes de accidentes reales de transito del INMLCF y cinco pruebas controladas de colisiones entre automóviles sin volcamiento, son aplicados al modelo desarrollado y al modelo actual utilizado por el INMLCF el cual no tiene en cuenta la energía rotacional en el desarrollar de la reconstrucción. Análisis y comparación de los resultados muestran una mejoría en el cálculo de las velocidades de colisión de los autos al introducir la energía de rotación y muestran la importancia de incluir la energía rotacional de los automóviles en sus movimientos pos impacto
Diseño e implementación de un tubo de tiempo de vuelo para el estudio de especies moleculares por medio de espectrometría de masas
(Universidad Industrial de Santander, 2009) Mejía Castellanos, Javier Ernesto; Mejía Ospino, Enrique; Cabanzo Hernández, Rafael
La espectrometría de masas por tiempo de vuelo se ha instaurado como una de las más poderosas técnicas analíticas, ya que tiene grandes ventajas sobre otros analizadores de masas y espectrometrías convencionales debido a su versatilidad de acoplamiento a fuentes de ionización suaves, tales como Fotoionización o Electrospray que permiten analizar un alto intervalo de masas desde muestras elementales hasta grandes proteínas y polímeros (macromoléculas).Se basa en la medida del tiempo que tardan los iones generados y acelerados con igual energía cinética en la fuente de iones, en alcanzar un electrodo colector o detector situado a una distancia prefijada. Como los iones poseen la misma energía pero diferentes masas alcanzarán el colector a diferentes tiempos, dependiendo de su relación masa carga. El espectrómetro de masas por tiempo de vuelo comparte los cinco componentes básicos de los espectrómetros de masas que son: un sistema de vacío, un sistema de introducción de muestras, una fuente de ionización, un analizador de masas y un detector de iones. En este trabajo se diseñó, construyó y ensambló un sistema instrumental, tipo tubo de tiempo de vuelo lineal que permita estudiar el proceso de fotoionización de sistemas moleculares para obtener información de la estructura mecánicocuántica y el comportamiento de las moléculas al ser expuesta a radiación electromagnética intensa. También se presenta una descripción de los elementos principales del sistema
Estudio cualitativo del contenido de metales en muestras de miel mediante espectroscopia de plasma inducido por láser
(Universidad Industrial de Santander, 2010) Chacin Peñaloza, Carolina; Cabanzo Hernández, Rafael
La miel es un alimento que contiene varios metales. La mayoría de los metales provienen del suelo y del néctar de las flores con las cuales se elabora la miel. La polución ambiental y otras fuentes de contaminación introducidas por el hombre incrementan la presencia de elementos peligrosos para la salud. Elementos como Cd, Cr, Cu, Fe, Ni, Pb y Zn contaminan la miel y disminuyen la calidad de la misma. En nuestro país no hay legislación respecto a los niveles de trazas permitidos de estos elementos. Se han utilizado diversas técnicas de espectroscopia atómica de absorción y emisión para el análisis del contenido metálico de la miel. En este estudio se implementó por primera vez la técnica de espectroscopia de plasma inducido por láser (LIBS) para el análisis cualitativo del contenido metálico de muestras de miel. Esta técnica espectroscópica presenta la ventaja de ser rápida y económica ya que requiere de poco procesamiento de la muestra. El Laboratorio de Espectroscopia Atómica y Molecular de la Universidad Industrial de Santander ha desarrollado un sistema experimental para utilizar esta técnica en diferentes materiales de interés tecnológico en estado sólido y líquido. En este estudio se presenta un primer análisis elemental cualitativo de diferentes muestras de miel de abejas comerciales, mediante dicha técnica.
Estudio y caracterización de transductores basados en cristales piezoeléctricos y su utilización en espectroscopia fotoacústica en fase liquida
(Universidad Industrial de Santander, 2008) Pérez Trejos, María Del Rosario; Cabanzo Hernández, Rafael
El término fotoacústica (PA) u optoacústica (OA), se refiere a la generación de ondas acústicas en una muestra debido a la absorción de radiación electromagnética en forma pulsada o modulada. Los canales de relajación no radiativos, convierten parte de la energía absorbida en calor, lo cual da lugar a calentamiento del sistema y como consecuencia se generan ondas acústicas. Para detectar la onda acústica se utilizan detectores de muy buena sensibilidad. Particularmente, como transductores se utilizan cristales piezoeléctricos. Las tensiones mecánicas aplicadas al cristal producen polarización de las moléculas, lo que se conoce como efecto piezoeléctrico. Si se desea trabajar con medios en fase líquida, los cristales se deben encapsular en un metal, normalmente acero. El detector fotoacústico se pone en contacto directo con la pared externa de la cubeta, y es la pieza clave del sistema, él se encarga de convertir la señal acústica en una señal eléctrica, la cual posteriormente es amplificada, registrada en un osciloscopio y almacenada para su posterior análisis. En este trabajo se presentan los resultados obtenidos en la señal fotoacústica cuando se varía la longitud de los cristales piezoeléctricos (transductores), manteniendo constante los demás factores experimentales con el objetivo de observar dependiendo de la señal generada, si se produce cambios en la sensibilidad de los mismos.
Evaluación de materiales compuestos a base de grafito, negro de carbono, óxido de grafeno, óxido de grafeno reducido y zeolita maz para su aplicación en condensadores electroquímicos
(Universidad Industrial de Santander, 2018) Carreño Barrera, Carlos Albeiro; Cabanzo Hernández, Rafael; Meléndez Reyes, Ángel Manuel
Con el propósito de caracterizar materiales grafenicos y nanomoldeados con plantilla de zeolita para su uso como material de electrodo de condensador electroquimico del alta densidad de energía, se prepararon electrodos de pasta de carbono y de negro de carbono y electrodos compuestos de OG y rOG oxidado químicamente por 12 h y 24 h y reducido con hidroxilamina, mezclándolos con grafito y negro de carbono, La superficie de estos electrodos se modificó electroquímicamente manteniendo un pulso de potencial de 1.3 V vs Ag/AgCl por 300 s. los materiales solidos fueron caracterizados por rayos X, espectroscopia Raman, FTIR, microscopia electrónica de barrido de emisión de campo, se aprovecha la presencia de grupos oxigenados e hidrogenados para aumentar la acumulación de carga superficial y la capacidad debido a la doble capa eléctrica en la interfaz electrodo/ electrolito, estos grupos superficiales también nos aportan procesos faradaicos aumentando la capacitancia de los materiales. Se utilizó la técnica de voltamperometría cíclica para determinar la corriente capacitiva y los diferentes procesos que contribuyen a la capacidad de cada electrodo. La incorporación, (rOG) aumento el área electroactiva y la acumulación de carga un 100%. Se determinó la capacitancia por medio de las curvas de descarga siendo el material G-rGO12 el que mostro una mayor capacitancia de 28.25 mF/cm2. Se realizaron mediciones de ángulo de contacto donde se muestra una relación con el aumento de la humectabilidad en los materiales modificados y su aumento en la capacitancia. El material G-rGO12 fue seleccionado para la obtención de carbóno mesoporoso, donde se nanomoldeo con plantilla de zeolita, se mezcló el material carbonoso con 5% en peso de zeolita y posteriormente de disolvió la zeolita con HF (ácido fluorhídrico) 10%. Después del tratamiento con HF se modificó electroquímicamente. Se aumentó la capacitancia obteniendo 50.30 mF/cm2.
Generación de un modelo numérico de agrupamiento (Clustering) para la identificación de microplásticos recolectados en el Parque Nacional Natural Corales de Profundidad y en el Parque Nacional Natural Los Corales del Rosario y San Bernardo, mediante espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier con reflectancia total atenuada (FTIR-ATR)
(Universidad Industrial de Santander, 2023-08-11) Jaimes Castro, Diego Fernando; Prada Buitrago, Isabel Cristina; Guerrero Bermúdez, Jader Enrique; Cabanzo Hernández, Rafael; Torres Moreno, Yezid; Mejía Ospino, Enrique; Morales Medina, Giovanni; Muvdi Nova, Carlos Jesús
Se proponen dos modelos de agrupamiento para elementos sólidos, con tamaño menor a 5 mm, en muestras de agua de mar, colectadas durante la temporada seca (Diciembre 2021 - Abril 2022) en doce estaciones de monitoreo localizadas en los Parques Nacionales Naturales Corales de Profundidad y Corales del Rosario y San Bernardo, a partir de sus espectros de absorbancia en el infrarrojo medio, con número de onda en el rango 4000 cm^-1 – 500 cm^-1, usando FTIR-ATR. A partir de 818 espectros FTIR-ATR, previamente normalizados y expresados en sus primeras siete (7) componentes principales (PCA por sus siglas en inglés, Principal Component Analysis), se implementó un modelo de cúmulos mediante el algoritmo k-means, el cual sugirió cinco (5) grupos, atendiendo a indicadores de validación intrínsecos (Dunn, Davies-Bouldin y Silueta). De manera similar, se desarrolló un dendrograma, que sintetiza el agrupamiento jerárquico. Los espectros promedios de los grupos sugeridos por los modelos se comparan con espectros de referencia de la base de datos comercial (KnowItAll, Bio-Rad/Wiley). La comparación con la base de datos permitió identificar minerales típicos de la descomposición de los corales y algunos polímeros, a saber: polietileno, poliéster, polietileno tereftalato (PET), polipropileno. Dado que el tamaño de la muestra es menor a 5mm, se trata de microplásticos. Así, este estudio evidencia la presencia de estos elementos en estos sensibles ecosistemas.
Implementación de un método de determinación de Cadmio en suelos mediante Espectroscopía de plasma inducido por láser (LIBS)
(Universidad Industrial de Santander, 2022-04-07) González Villalobos, Kevin Andrés; Cabanzo Hernández, Rafael; Herrera Celis, Sandra Liliana; Miranda Mercado, David Alejandro; Guerrero Bermúdez, Jader Enrique
En este proyecto de investigación se estudiaron 21 muestras de suelos cultivables de cacao con el objetivo de identificar cadmio (Cd) mediante espectroscopia de plasma inducido por láser (LIBS) utilizando el primer armónico (1064 nm) de un láser Nd:YAG, puesto que este elemento es considerado un importante problema de salud pública debido a su alta toxicidad, movilidad en suelos y bioacumulación. Inicialmente se hizo un análisis cualitativo comparando las longitudes de onda e intensidades de las señales elementales obtenidas con LIBS en el rango de 200 nm a 700 nm y las reportadas por la NIST, esto con el fin de detectar los elementos presentes en las muestras en presentación pastilla; se hizo una evaluación en las ventanas 214 nm y 226 nm donde se encuentra las líneas de emisión representativas del Cd, sin embargo debido a las altas concentraciones de Fe y Ti no fue posible detectar Cd. Por ello se diseñó e implemento una metodología conocida como transformación sólido-líquido-sólido que permitió la detección de la señal de Cd, para ello se hizo un estudio de los parámetros instrumentales y experimentales para obtener una buena relación señal-ruido en sus líneas de emisión. Con estos resultados se validó que LIBS es una técnica versátil y económica, que puede ser implementada convenientemente en el área de control y monitoreo de contaminantes en suelos cultivables.
Implementación de un montaje experimental basado en la técnica libs (laser induced breakdown spectroscopy) en tejido cervical normal y tumoral maligno
(Universidad Industrial de Santander, 2010) Acevedo Sarmiento, Nelson; Cabanzo Hernández, Rafael
En la técnica LIBS, un láser de alta potencia es enfocado sobre la muestra mediante un sistema óptico para originar un conjunto complejo de procesos cuyos modelos extremos corresponden a ablación y vaporización, y consecuentemente la formación de un plasma en expansión. La radiación emitida por las especies excitadas en la pluma del plasma es recolectada para hacer análisis cualitativo y cuantitativo. Esta técnica se ha convertido en una herramienta muy versátil para el análisis multielemental de muestras en cualquiera de sus estados de agregación, es prácticamente no destructiva, no requiere preparación de la muestra y alcanza límites de detección muy bajos para algunos elementos. En este trabajo se presentan los primeros resultados sobre la implementación de la técnica LIBS en tejido epitelial de cuello uterino, normal y tumoral maligno. Se diseñó un montaje experimental que permite analizar muestras de tejidos biológicos provenientes de procedimientos quirúrgicos como biopsias e histerectomías. La celda de ablación construida permite irradiar la muestra en diferentes puntos. De esta forma es posible hacer análisis local; ahora bien, si se tiene información de diferentes puntos de la muestra, es posible hacer un análisis global mediante una estadística básica. Se logró identificar líneas analíticas de elementos como C, Mg, Ca, Al, Fe, Na, H, Si, N, O y K. Mediante el análisis de la distribución de intensidad en el espectro para algunas líneas de emisión, se logró establecer parámetros que permiten diferenciar claramente muestras normales y cancerígenas de cérvix.
Implementación de un montaje experimental para la técnica libs (laser induced breakdown spectroscopy) basado en el espectrómetro hr4000 de ocean optics
(Universidad Industrial de Santander, 2006) López Suarez, Ella Karina; Cabanzo Hernández, Rafael
La técnica LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy - Espectro_x0002_scopía de Plasma Inducido por Láser), es un tipo de espectroscopía de emisión atómica, la cual utiliza como fuente de excitación un pulso láser de alta potencia. Para obtener la información espectral, el Laboratorio de Espectroscopía Atómica y Molecular (LEAM), de la Universidad Industrial de Santander, ha venido empleando los espectrómetros Jarrell-Ash, tipo Ebert (f = 3.4m) y DK480 tipo Czerny Turner (f = 0.5m) de Spectral Products, a los cuales se les ha implementado como sistema de detección una cámara CCD, la cual registra, en una adquisición, una región espectral de tamaño limitado; 12.5 y 35nm, respectivamente. El espectrómetro HR4000 de Ocean Optics, es un equipo muy compacto, de baja resolución y alta sensibilidad; por lo cual se desean identificar ventajas y limitaciones del equipo cuando se utiliza en la aplicación de la técnica LIBS. En este trabajo se presentan los resultados obtenidos cuando se realiza análisis cualita_x0002_tivo de muestras sólidas, tales como: Al, Cu, Pb, Zn, Caolín, Carbón y vidrio. Así mismo se presentan las limitaciones encontradas cuando se realiza análisis de muestras que son muy ricas en líneas espectrales, tales como: Fe, Ni, Acero y Pirita. Con el fin de agilizar el análisis cualitativo de muestras, se elaboró un algoritmo interac_x0002_tivo que permite realizar análisis de espectros adquiridos con el espectrómetro HR4000. Este algoritmo asiste al operario en la identificación de las líneas espectrales, de tal forma que es el operario quien en última instancia toma la decisión sobre la asignación de una línea espectral a un elemento atómico particular. Como el equipo posee conexiones para temporización de la adquisición del espectro, se implementó un sistema de retardo que permite controlar externamente el inicio del proceso de adquisición del espectro.
Montaje de un sistema óptico para obtener espectros de luminiscencia y tiempos de vida radiactiva en vidrios dopados con tierras raras
(Universidad Industrial de Santander, 2010) Valdivieso Cárdenas, Julián Augusto; Cabanzo Hernández, Rafael; Florez Londono, Ancizar
La fotoluminiscencia es una técnica empleada en la espectroscopia de emisión, y en la cual se excitan con luz los átomos de un analito, provocando dentro de ellos la promoción de sus electrones a niveles de energía superiores. Posteriormente y durante un tiempo característico denominado tiempo de vida radiativa, esta energía es emitida por canales tanto no radiativos, como radiativos. En estos últimos, se emiten los fotones propios de lo que se conoce como la luminiscencia de la muestra motivo de análisis; la cual para su estudio se registra mediante un espectrofotómetro que entrega las diferentes longitudes de onda separadas en un espectro (espectro de luminiscencia de la muestra), que con los detectores apropiados y los sistemas de adquisición de datos son convertidos en archivos sistematizados para su posterior análisis. En este trabajo se incluyen resultados obtenidos con este montaje, para espectros de luminiscencia en el rango de 200 a 1100nm, y tiempos de vida radiativa tomados en el Laboratorio de Espectroscopía Atómica y Molecular (LEAM) de la Universidad Industrial de Santander con muestras de vidrios dopados con tierras raras producidas por el Grupo de Investigación en Materiales Fotónicos (GIMF) de la Universidad Industrial de Santander. Por último estos resultados son confrontados con los espectros de absorción y los tiempos de vida Radiativa existentes en la literatura correspondiente para la validación del montaje óptico.
Obtención de espumas esféricas de óxido de grafeno para la adsorción de azul de metileno en el agua
(Universidad Industrial de Santander, 2017) Robles Castellanos, Yesid Felipe; Cabanzo Hernández, Rafael; Gomez Robayo, Ivan Dario
Se sintetizaron espumas esféricas de óxido de grafeno (OG), denominadas cuentas, mediante emulsión en un baño de coagulación, con cloruro de calcio (CaCl2) y bromuro de cetiltrimetilamonio (CTAB) como agentes coagulantes al 2 % en peso y una solución de agua/etanol como solvente, con el objetivo de probar su estabilidad y viabilidad en la adsorción de azul de metileno (AM) en agua. Se utilizó este colorante debido a su uso en este tipo de estudios y a su carácter catiónico, que es compatible con el OG. Con la técnica espectroscópica UV-vis se analizó la adsorción de las espumas. Se determinaron varios parámetros influyentes para esta aplicación, como el agente coagulante más apropiado, el cual es CaCl2; el tiempo de oxidación del óxido de grafeno, que es de 3h; el pH apropiado de la solución de colorante, resultando ser el neutro; y el tamaño de las cuentas relacionado con la aguja de la jeringa, que viene siendo las cuentas formadas usando la aguja de la jeringa de insulina, es decir, las más pequeñas. Las cuentas fueron caracterizadas con las técnicas espectroscópicas Raman e infrarrojo por transformada de Fourier, con la técnica de microscopía electrónica de Barrido (SEM) y con difracción de rayos
Obtención de membranas a partir de óxido de grafeno para la desalinización de agua de producción
(Universidad Industrial de Santander, 2017) Arenas Blanco, Brayan Alberto; Cabanzo Hernández, Rafael; Gutierrez Niño, Willian
Se desarrolló una metodología para la fabricación de membranas de óxido de grafeno y su aplicación en la desalinización de agua producción, utilizando la técnica de filtración al vacío. La investigación consta en general de 6 etapas: (i) Síntesis del óxido de grafeno a partir de la exfoliación de polvo de grafito utilizando ácido sulfúrico y permanganato de potasio, (ii) obtención de hojuelas de grafeno en dispersión acuosa aplicando ultrasonido al óxido de grafeno, (iii) reducción química del óxido de grafeno, (iv) fabricación de las membranas de óxido de grafeno por filtración al vacío y por reducción parcial capa por capa, (v) caracterización espectroscópica de las membranas de óxido de grafeno y finalmente, (vi) ensayos de remoción de sales presentes en el agua de producción utilizando la técnica de filtración al vacío. Tanto el óxido de grafeno como las membranas fueron caracterizadas por las técnicas de espectroscopia de infrarrojo, espectroscopia Raman, difracción de rayos X y microscopia electrónica de barrido, confirmando la presencia de grafeno. Se prepararon soluciones con sales de cloruro de sodio, cloruro de calcio y cloruro de magnesio a concentraciones previamente establecidas, utilizadas en la técnica de espectroscopia de absorción atómica para medir la concentración de los cationes presentes en el agua de producción antes y después del tratamiento con las membranas. Se determinó la vida útil de las membranas mediante pruebas de conductividad sobre las aguas de producción luego de múltiples filtraciones, encontrando el punto de saturación de las membranas.
Validación de la prueba: distancia de lanzamiento para la reconstrucción analítica de la colisión vehículo - peatón
(Universidad Industrial de Santander, 2006) Cabellos Martínez, Malka Irina; Rojas Reina, John Wilman; Fuentes Perez, Jairo Luis; Cabanzo Hernández, Rafael
La reconstrucción analítica de accidentes de tránsito vehículo peatón,para el caso frontal, requiere de un estudio detallado de todos los parámetros que tienenincidencia en el evento, dicho estudio se puede realizar aplicando un método o prueba queutiliza la distancia a la cual es lanzado el peatón con el fin de determinar un rango para lavelocidad de impacto, esto; claro esta, conociendo valores aproximados para el coeficientede fricción entre el piso y el peatón, coeficiente de fricción entre las llantas del vehículo conel piso y el tiempo de contacto del peatón con el capó. Sin embargo, no se conocen con exactitud los límites y la fiabilidad de este método en laresolución de un caso real. En este trabajo, se valida la prueba distancia de lanzamientoempleando la norma técnica Colombiana NTC - ISO - IEC 17025, la cual se refiere alos requisitos generales de competencia que deben cumplir los laboratorios de ensayo y/ocalibración como base para su acreditación. La técnica de validación que se utilizó fue la de comparación con referencias experimentales,de tal forma, que al final se desarrolla una secuencia lógica para el uso adecuado de estaprueba en un laboratorio de física forense.

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