Determinación de la capacidad calorífica y la materia volátil de carbones Colombianos utilizando espectrometría de masas ldi tof/tof y métodos quimiométricos

Abstract

En este trabajo, fueron estudiadas 29 muestras de carbón de diversas regiones de Colombia, suministradas por el Laboratorio de Espectroscopía Atómica Molecular (LEAM), los espectros de masa se obtuvieron mediante un instrumento Ultraflextreme de Bruker Daltonics, con un láser smartbeam II de Granate de Aluminio e Ytrio dopado con Neodimio, El analizador empleado fue un analizador de tiempo de vuelo (TOF/TOF) el cual operó en modo reflectrón permitiendo determinar el valor de la materia volátil y del poder calorífico en carbones. La distribución de masas, para este proyecto fue de 800 Da (Dalton), para este proyecto las muestras fueron dispersadas en una mezcla de THF y cloroformo a una concentración de 500 ppm, debido a que presentan menor relación señalruido (S/N) y mayor intensidad en la obtención de picos. Los datos obtenidos fueron analizados en el software TheUnscrambler® X 10.2, con el fin de encontrar las posibles agrupaciones de las muestras en función de los componentes principales para esto se realizó un pre-tratamiento de los datos con las diferentes normalizaciones, que tienen como función hacer que los datos de todas las muestras estén aproximadamente a la misma escala. Se desarrolló una metodología para obtener unos modelos matemáticos que permitieran determinar la cantidad de materia volátil y el poder calorífico de los carbones, a partir de la correlación del espectro de masas y la caracterización por el método de referencia (suministrado por mi compañero Camilo Andrés Sánchez), mediante el análisis por componentes principales (PCA) y regresión por mínimos cuadrados parciales (PLS-R). Los resultados de este trabajo demuestran que la espectrometría de masas LDI TOF/TOF, es un método eficaz para la ionización de carbones y junto con técnicas quimiométricas (PCA) permite correlacionar las muestras dependiendo de su análisis cuantitativo, y de esta manera predecir los valores de la materia volátil y del poder calorífico, lo cual proporciona una nueva alternativa para futuras investigaciones en el análisis de estas propiedades.