Predicción de la densidad en asfáltenos colombianos utilizando espectroscopia fotoacústica en la región de infrarrojo medio y métodos quimiométricos

Abstract

En el presente trabajo se evidencia la potencialidad de la Espectroscopia Fotoacústica en la región del infrarrojo medio (PAS-MIR) como una técnica de caracterización de muestras complejas como los asfaltenos de crudos colombianos. La obtención de los espectros fotoacústicos de catorce muestras de asfaltenos se llevó a cabo utilizando una celda fotoacústica MTEC 200 que se acopló a un espectrómetro IR 27 marca Bruker. Como parámetros del equipo para la toma de los espectros se utilizó una resolución de 8cm-1, ganancia del amplificador de 1, velocidad del interferómetro de 0.0583 cm/s y 256 barridos. La metodología de caracterización propuesta por espectroscopia fotoacústica requiere menos de diez minutos de análisis y una mínima cantidad de muestra para la toma de espectros. El trabajo consistió en construir un modelo matemáticos a partir de los espectros fotoacústicos de las muestras de asfaltenos para predecir la densidad de los mismos. Se utilizó análisis de componentes principales (PCA) para reducir la dimensionalidad de los datos espectrales y luego regresión de mínimos cuadrados parciales (PLS-R) para generar el modelo predictivo de la propiedad por medio de correlaciones lineales de las matrices de los datos espectroscópicos y las valores teóricos de densidad. El modelo de predicción fue desarrollado empleando la región espectral comprendida entre 3101,7-2750,63 cm-1. La validación mostró resultados satisfactorios para la predicción de la densidad en los asfaltenos. Se obtuvo un error estándar de predicción (RMSEP) de 0.002, y un coeficiente de correlación (R2) entre los valores de referencia y los valores predichos de 0.99. La metodología de caracterización propuesta por espectroscopia fotoacústica requiere menos de diez minutos de