Predicción de propiedades fisicoquímicas de carbones Colombianos determinados por espectroscopia infrarroja (ftir-atr) y métodos quimiometricos

Abstract

En este trabajo se analizaron 29 muestras de diferentes regiones carboniferas de Colombia con las cuales se desarrollaron 4 modelos estadísticos que permiten predecir las propiedades fisicoquímicas de una forma rápida y con resultados efectivos de caracterización. Las muestras analizadas fueron suministradas por el laboratorio de espectroscopia atómica molecular (LEAM) y la determinación de los modelos se realizó correlacionando las señales espectrales (MIR-ATR) con la composición porcentual de ceniza, carbono fijo, materia volátil y poder calorífico; mediante el análisis de componentes principales (PCA) y la regresión por mínimos cuadrados parciales (PLS). A partir del análisis de varianza del espectro infrarrojo se determinó que tres zonas del espectro (3000-2800 cm-1, 1750-1050 cm-1 y 900-700 cm-1) indican las diferencias estructurales, que permiten clasificar al carbón por rango. Las propiedades de: humedad, carbono fijo, materia volátil, cenizas y poder calorífico de cada muestra se determinaron usando los estándares establecidos por American Society for Testing and Materials (ASTM). La validación cruzada para cada uno de los modelos PSL mostró resultados satisfactorios para la predicción de las propiedades fisicoquímicas con errores estándar de predicción de 1.30% para el poder calorífico, 20.08% (cenizas), 13.12% (materia volátil) y 4.21% (carbono fijo), de modo similar se obtuvieron coeficientes de correlación (R2) entre los valores predichos y de referencia superiores a 0,95.