¿Que es un OES?
Un espectrómetro de emisión óptica (OES) es una valiosa herramienta industrial que se utiliza para realizar ensayos cualitativos o cuantitativos de una muestra de sustancia. En pocas palabras, le dice al técnico los componentes químicos reales que se encuentran dentro de una muestra de prueba y también sobre la concentración de todos y cada uno de los componentes. Otro nombre común para este método analítico es Espectrometría de emisión de chispa. A pesar de la gran popularidad que tienen otras técnicas espectrométricas en la actualidad, OES se implementa en muchos procesos industriales.
Antecedentes históricos:
- Sir Isaac Newton observó el primer espectro solar en el siglo XVII.
- A mediados del siglo XVIII, T. Melville descubrió que cuando se quemaba una mezcla de alcohol y sal, se producía una llama característicamente amarilla. Pero el color amarillo desapareció una vez que se eliminó la sal de la mezcla.
- En la década de 1770, Volta ideó un método para generar chispas eléctricas y, posteriormente, observó que cada sustancia produciría una chispa con una configuración de color específica. De esta forma, pudo identificar un elemento por el color característico de su chispa.
- A mediados del siglo XIX, Kirchhoff & Bunsen teorizaron que las líneas espectrales características de las llamas no eran emitidas por moléculas, sino por átomos dentro de una sustancia. Su trabajo en espectroscopía condujo al descubrimiento de metales como cesio, rubidio, etc.
- En el siglo XX, se elaboraron métodos modernos para utilizar los patrones espectrales para estudiar diferentes elementos. Esto ayudó a los científicos a realizar análisis espectrométricos no solo de los conductores sólidos, sino también de muestras líquidas no conductoras.
- Desde los últimos 50 años, la espectroscopia de emisión óptica ha beneficiado continuamente a las industrias asociadas a los metales para llevar a cabo análisis de materiales de muestra.
¿Cómo funciona un OES?
El mecanismo de trabajo básico de un OES es comparable al de un espectrómetro de masas. Su funcionamiento se basa en los puntos que se muestran en la siguiente figura:
Principios básicos del OES.
Sin embargo, un espectrómetro de emisión óptica es diferente de un espectrómetro de masas en el sentido de que utiliza una chispa o arco eléctrico para excitar los átomos contenidos dentro de una muestra metálica. Una vez que se aplica el zap eléctrico a un voltaje alto, los átomos de metal se excitan primero, seguido de la desexcitación de los átomos durante la cual emiten fotones de longitudes de onda definidas. Las longitudes de onda así emitidas, se segregan mediante un análisis óptico a través de una rejilla de difracción. Dado que cada longitud de onda corresponde a un elemento específico, esto ayuda en la identificación de varias formas elementales presentes dentro de la muestra. A continuación, un programa de computadora muestra la información relativa al análisis cualitativo y cuantitativo de la muestra.
¿Por qué OES es tan importante para la industria de hoy?
Los metalúrgicos obtienen innumerables ventajas de la espectroscopia de emisión óptica, ya que los metales son conductores de electricidad altamente eficientes. Las aplicaciones de OES se encuentran en la industria del hierro y el acero, la industria del aluminio, la fabricación de equipos médicos, la geología, las industrias del automóvil y la aviación y también en muchos otros campos.
Siderurgia:
Producir acero libre de impurezas es el objetivo principal de un ingeniero que supervisa una planta de fabricación de acero. Estas impurezas amenazan con disminuir la calidad de los productos de acero terminados y, por lo tanto, ponen la integridad de las megaestructuras construidas con acero en un peligro extremo. Estas sustancias no deseadas no solo incluyen metales (níquel, cromo, etc.) sino también no metales (carbono, etc.). Para abordar este problema, OES ha demostrado ser una excelente herramienta para las industrias del metal.
Entonces, ¿por qué OES? Este método es lucrativo y requiere menos tiempo, lo que ayuda a completar varios análisis de muestras en una hora. Además, OES es altamente capaz de detectar incluso trazas de impurezas dentro de una muestra de acero. Estas características lo convierten en un instrumento confiable para plantas de fabricación de acero.
Industria del aluminio:
El aluminio es un componente clave de una multitud de aleaciones metálicas, con amplias aplicaciones en las industrias quirúrgica, automotriz y de aviación. Un análisis de OES adecuado es la clave para fabricar productos de aluminio duraderos. Esto ayuda a eliminar una serie de elementos no deseados.
Geología / Mineralogía:
Las muestras geológicas obtenidas de la tierra pueden contener una gran cantidad de elementos, en particular los metales de tierras raras (por ejemplo, cerio, gadolinio, lantano, etc.). Los procedimientos analíticos, como la fluorescencia de rayos X (XRF), no pueden controlar con precisión cantidades extremadamente pequeñas de metales de tierras raras. Sin embargo, las herramientas analíticas avanzadas como OES, son bastante adecuadas para detectar estos oligoelementos con una precisión y exactitud muy altas.
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