LIBS es la abreviatura de Laser Induced Breakdown Spectroscopy (Espectroscopia de descomposición inducida por láser). Suena muy bien, pero ¿cómo funciona realmente?
En pocas palabras, la tecnología LIBS que hay detrás de la solución Micral™ para el análisis de elementos funciona con un láser de impulsos de alta energía que enfoca los impulsos láser sobre la superficie de la muestra. Cada pulso láser es lo suficientemente potente como para ionizar la muestra, es decir, descomponerla desde el estado sólido, pasando por el estado líquido, hasta llegar finalmente al estado plasmático. Un espectrómetro UV detecta la intensidad de la señal emitida por cada elemento en la fase plasmática, proporcionando datos precisos sobre la concentración de minerales en la muestra.
El proceso que va del impulso láser a la emisión de plasma dura aproximadamente un microsegundo y, para medir una sola muestra, se emiten 6.000 impulsos láser.
Del plasma a los datos
El plasma inducido por el pulso láser emite radiación en la que cada elemento del sistema periódico tiene su propia firma de radiación única en forma de líneas de emisión. En una primera aproximación, la intensidad de la línea de emisión de un elemento es proporcional a la concentración del elemento en la muestra. Por ejemplo, una alta concentración de calcio en una muestra produce fuertes líneas de emisión de Ca, mientras que una baja concentración de Ca produce débiles líneas de emisión de Ca. En la Fig. siguiente mostramos la señal frente a la longitud de onda para una medición LIBS de ensilado de hierba. Se destacan algunas líneas de emisión de elementos conocidos.
El analizador Micral™ LIBS traduce estos espectros en datos aplicables que definen la concentración mineral en cada muestra mediante algoritmos matemáticos.
Antes del análisis, cada muestra se prensa en forma de gránulo. El peletizado mejora la calidad de los espectros que se producen porque la medición LIBS requiere una superficie de muestra plana y dura. Si la superficie no es plana, afectará significativamente a la calidad del espectro, ya que la medición no siempre se realiza en el foco del haz láser. Si la superficie no es dura, la fuerza explosiva en la ablación láser inducirá una superficie de muestra irregular.
Tras la granulación, las muestras se someten a un proceso de abrasión. El quemado mejora la intensidad de las líneas de emisión de los elementos, es decir, mejora el nivel de cuantificación. Además, el quemado reduce el efecto matriz de la muestra, lo que mejora la precisión de los modelos de predicción.
Tecnología láser de impulsos de precisión
El láser pulsado genera un alto nivel de energía que se libera sobre la muestra a través de una lente de enfoque que intensifica la luz antes de incidir sobre la muestra. La irradiancia en la superficie de la muestra, para cada pulso láser, es lo suficientemente alta como para ionizar el material de la muestra, creando así un plasma. La radiación del plasma es detectada por el espectrómetro.
El láser tiene una frecuencia de repetición de 200 impulsos por segundo y el espectrómetro recoge subescaneos durante 30 segundos. Los subescaneados se promedian en un escaneado final de la muestra, una vez eliminados los escaneados erróneos.
La ventaja de LIBS: análisis de elementos rápido, seguro y preciso
Los métodos de ensayo actuales para el análisis de elementos son conocidos por llevar mucho tiempo, requerir muchos pasos, operarios cualificados, modernas instalaciones de laboratorio con campanas extractoras, uso de productos químicos peligrosos y gases caros. La solución Micral™ LIBS cambia las reglas del juego al acelerar drásticamente la capacidad de ensayo y poner la tecnología LIBS al alcance de laboratorios muy ocupados que buscan nuevas formas de mejorar el tiempo de obtención de resultados y ampliar el análisis de elementos.
- Resultados válidos para 12 elementos clave como calcio, magnesio, fósforo y más con un tiempo de respuesta de sólo tres minutos para muestras secas y molidas.
- La facilidad de uso permite a cualquier persona que trabaje en el laboratorio realizar un análisis válido sin necesidad de formación especial.
- No se requieren productos químicos ni consumibles para la preparación de las muestras ni para la realización de las pruebas.
- Se incluye un cargador de muestras automático para realizar análisis sin supervisión y aumentar aún más el rendimiento.
