¿Qué es un Espectrómetro de Emisión Óptica?
Hola
Hoy hablaremos un poco sobre "Espectrometría de Emisión Óptica (OES)" y su importancia en la industria de los materiales metálicos.
En la naturaleza todo cuerpo o materia posee una estructura molecular definida, que le da su forma y características específicas. Esta estructura molecular formada a su vez por una red de "Átomos de elementos químicos" enlazados entre sí, y cuya estabilidad depende del equilibrio entre las cargas positivas y negativas de sus componentes (protones y electrones), es la esencia de la vida y en los materiales metálicos la base de sus propiedades mecánicas, físicas y superficiales.
De allí, la importancia de monitorear y controlar la composición química de estos materiales durante cada una de sus fases de transformación (fusión, solidificación y conformación), con el fin de garantizar a través de la correcta combinación de elementos químicos, los atributos esperados para su utilidad final.
Espectrómetro de Emisión Óptica
Hoy en día se dispone de una variedad de métodos analíticos de laboratorio, que permiten determinar la composición química de los materiales en tiempo y oportunidad, empleando equipos diseñados para tal fin, llamados "Espectrómetros" y cuyos principios de funcionamiento aprovechan el nivel energético único, que por naturaleza identifica a cada elemento químico.
Para los que no estén familiarizados con los principios de funcionamiento de estos equipos, es posible que al hablarles de "Espectro", piensen por un instante que se trata de algún ente "Fantasmal o Paranormal".
Sin embargo, en el campo de la medicina y la físico-química, el "Espectro" tiene un significado más científico.
En medicina, se relaciona a la variedad de especies microbianas bajo la cual es efectivo un medicamento. De allí la típica frase, Antibióticos de Alto Espectro.
y en física está relacionado a la distribución energética de un tipo de radiación de acuerdo a su magnitud.
Un ejemplo de espectro, es el Arco Iris. El cual se produce cuando la luz blanca es descompuesta en sus diferentes niveles energéticos, visibles en 7 colores, al pasar a través de moléculas de agua que hacen la función de medio refractor o prisma.
Una de las técnicas utilizadas por los laboratorios para identificar y cuantificar los elementos y compuestos químicos de un material, es la Espectrometría. A través de esta técnica se mide la energía emitida o absorbida por los átomos durante su transición de un estado excitado generado por una fuente externa, a un estado de energía inferior.
3. La espectrometría de Emisión óptica (OES)Básicamente existen tres técnicas de espectrometría, con variables en los medios de excitación, y captación de la energía:
1. La espectrometría de Absorción Atómica (AAS)
2. La espectrometría de Fluorescencia Atómica (AFS)Hoy hablaremos brevemente sobre el principio de funcionamiento de un Espectrómetro de Emisión Óptica de chispa o arco eléctrico:
Este espectrómetro esta compuesto básicamente por:
A continuación se muestra de manera esquemática el principio de funcionamiento del Espectrómetro de Emisión Óptica de Chispa.
1. Una fuente de excitación de chispa por arco eléctrico, cuya función es la de ionizar los átomos de la muestra de estudio, mediante la inducción de energía eléctrica a través de dos electrodos.
La resistencia de los átomos de la muestra, al paso de esta energía, eleva la temperatura a valores por encima de 4000°C, generando un estado gaseoso con átomos altamente excitados, que al regresar a su estado de equilibrio o basal, emiten energía de radiación con longitudes de onda características de cada elemento presente.
2. Un sistema de espejos y lentes que actúa como monocromador para separar la radiación policromática de esta reacción, y dirigir los espectros individuales a detectores electrónicos, y a un dispositivo de lectura que analiza las longitudes de ondas de las lineas espectrales resultantes, para identificar y posteriormente cuantificar los elementos, a través de la medición de la intensidad luminosa emitida por cada uno.
A continuación se muestra de manera esquemática el principio de funcionamiento del Espectrómetro de Emisión Óptica de Chispa.
Funcionamiento de Espectrómetro de Emisión Óptica.
Espero les haya sido de utilidad esta información. Nos vemos en el próximo artículo...
Imágenes de mi autoría:
- Espectrómetro de Emisión Óptica. - Funcionamiento de Espectrómetro de Emisión Óptica. Gif Creado con Power Point 2016 y https://ezgif.com/video-to-gifImágenes Fuente Pixabay:
- Átomo - Fantasma - Microbios - Arco IrisReferencias Bibliográficas:
Espectrometría Óptica Atómica. Dra. Judith Amador Hernández. Universidad del Papaloapan, Campus Tuxtepec. 2010
https://educalingo.com/es/dic-es/espectro
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Hola @yreudy. He aprendido un poco sobre el espectrómetro, leyendo tu post. Llama la atención cómo aportas varios significados de espectro en función del contexto. Sí, no es un fantasma. Je je je. Saludos.
Gracias. Es gratificante saber que se contribuye de alguna manera a llevar un poquito de lo que sabemos y aprendemos en el transcurso de nuestra vida a gente que lo valora como usted. Saludos
Muy ingenioso tu post. Aunque no es mi área, me gustó tu abordaje del tema. Saludos!
Gracias. Me complace hacer llegar este tipo de información de la manera más amigable posible a gente como usted que le ve el significado positivo.
Interesante. Explicaste de una forma muy entendible el funcionamiento del OES.
En mis trabajos he usado una técnica similar, DRX para identificación de las muestras, aunque en su mayoría cerámicos.
Si. Hoy en día existen muchas técnicas de laboratorio para evaluar los materiales. Y para los que utilizamos estos equipos es importante conocer los principios de su funcionamiento. La verdad es que es un universo de oportunidades de aprendizaje. Gracias por el interés.
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Hola @yreudy, que buen artículo el que presentas a la comunidad de STEM-espanol, explicado con palabras claras y concretas que permiten entender la temática que expones. En particular, no había tenido la oportunidad de conocer sobre la Espectrometría, me parece interesante los ámbitos de aplicación en los cuales se utiliza, espero seguir leyendo tus próximas publicaciones!! Saludos cordiales!!
Hola @reinaseq, Gracias por tu interés. Usualmente vario entre temas de laboratorio y procesos industriales. Espero que como este te gusté los que proximamente publicare. Saludos
Didáctico tu post amiga @yreudy, la espectrometría tiene muchísimas aplicaciones, y es bueno tener conocimientos de lo básico que es la diferencia entre espectroscopía y espectrometría: la primera permite observar y la segunda nos permite medir, ambas van de la mano, si no tenemos un espectro de algún elemento entonces que vamos a medir? de ahí parten las técnicas ya sea de fluorescencia, absorción o rayos X. Sin embargo podemos también llamarla como espectroscopia o espectrometría.
Me gusto lo del fantasma saludos!
Gracias. Se ve que conoces del tema. Así es. Lo del fantasma fué un toque cómico para el inicio. ja,ja,ja. Saludos
Genial jejeje