Caracterización de una fuente de luz no ionizante para la medición de concentración de Hg mediante espectrometría de absorción atómica

Abstract

RESUMEN: Las crecientes alertas de productos alimenticios contaminados con mercurio (Hg), y los riegos para la salud que implica su consumo cuando se sobrepasan concentraciones por encima del límite permitido (1mg/kg), han motivado al gobierno colombiano a firmar el convenio de Minamata sobre el mercurio (marzo 13-2018). Al firmar este convenio Colombia se obliga a suspender el uso Hg en cualquier proceso a nivel industrial, además de promover la investigación de técnicas de medición y cuantificación que estén libres de mercurio, ya sea modificando las actuales o creando nuevas. En este trabajo de grado se propone analizar métodos para obtener fuentes de luz con longitud de onda adecuada para realizar una medida absorción atómica de Hg, implementar uno de estos métodos, realizar la debida caracterización de la fuente de luz obtenida y analizar su desempeño en la medición de estándares de mercurio. Las fuentes de luz estudiadas deben cumplir con 2 condiciones: (1) estar fuera de la región ionizante del espectro electromagnético (se quiere evitar el uso de fuentes de luz que representen un peligro para la salud del usuario), (2) que no se utilice Hg en ninguna parte del proceso de generación de la luz. Los resultados obtenidos muestran que utilizar luz blanca junto con un dispositivo monocromador es la opción de menor costo que cumple con las 2 condiciones impuestas. El límite de detección al usar una fuente de banda estrecha alrededor de 436 nm o 546 nm es de 10 ppm cuando se utiliza Hg disuelto en ácido nítrico como muestra de análisis. Así mismo se utilizó una fuente en 408 nm, resultando ser la longitud de onda donde se tuvo mayor absorción para Hg en una solución acuosa, alcanzado absorciones del 30% en concentraciones de 10 ppm. Se usó un espectrofotómetro para la detección de los espectros. Se desarrolló un algoritmo para diferentes sensores ópticos basados en el microcontrolador Arduino, y se realizaron pruebas de absorción en 436nm y 546 nm (líneas espectrales de mayor interés). Los resultados mostraron que la resolución de estos no es suficiente para medir absorciones inferiores al 5%. Palabras claves: Espectrometría de absorción atómica (ASS), Monocromador, Generación Segundo armónico, Espectro de absorción, ley de Beer-Lambert.