Un equipo de investigación de la Universidad de Málaga ha validado el uso de un sistema para la detección más precisa de compuestos en rocas mediante la fusión de diferentes tipos de datos obtenidos con tecnología láser.
La tecnología, conocida como espectroscopia de descomposición inducida por láser (LIBS), consiste en la emisión de un haz de luz que transforma el estado de la materia de sólido a plasma. En tan solo una millonésima de segundo, el sistema capta la emisión de los elementos que componen la muestra. Al mismo tiempo que se produce el cambio de materia, se origina una onda acústica por la detonación del mineral.
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Los expertos involucrados en este estudio probaron la solución en el laboratorio simulando las condiciones atmosféricas de la Tierra y Marte.
En detalle, fusionaron la información espectral y la proporcionada por la propagación del sonido para obtener datos más fiables.
En un papel publicado en la revista Química analíticalos científicos confirman que este modelo para el análisis de materiales logra una mejor definición de los compuestos en menor tiempo y a una escala de análisis cercana al attograma, es decir, una cantidad de masa equivalente a la de un virus.
Según Javier Laserna, uno de los coautores del estudio, en comparación con los resultados obtenidos con LIBS o el conjunto de datos acústicos por separado, los resultados proporcionados por el nuevo sistema mejoran la información del 90% y 77% respectivamente al 92% para la Tierra. condiciones atmosféricas, y del 85% y 81% al 89% para Marte.
“Demostramos por primera vez que la onda acústica generada por el láser en la muestra se puede utilizar para crear un descriptor estadístico y mejorar la capacidad de LIBS para la diferenciación de rocas”, dijo Laserna.
Cocina fusión con LIBS
LIBS es ampliamente utilizado por la comunidad científica para determinar la composición de rocas, minerales y suelos en diferentes condiciones debido a su alto rendimiento, inmediatez y confiabilidad. Sin embargo, el equipo de Málaga fue un paso más allá al evaluar simultáneamente la entrada de respuesta acústica proporcionada por plasmas inducidos por láser. De esta manera, pudieron identificar muestras geológicas con mucha más precisión.
En concreto, los investigadores seleccionaron dos grupos de minerales, seis ricos en hierro y seis ricos en calcio. La hipótesis inicial era que la composición elemental debería generar espectros LIBS muy similares dentro de cada grupo.
El calcio en particular es uno de los principales componentes en la formación de rocas, y su presencia y disposición brindan información relevante para estudiar el origen de los planetas Mercurio, Venus, la Tierra y Marte.
El proceso de obtención de los datos LIBS y las respuestas acústicas se realiza a partir del mismo ensayo, que consiste en aplicar un láser a la muestra. Sin embargo, la información que arrojan es completamente diferente.
En LIBS, la señal proviene principalmente de átomos que han sufrido un proceso de fragmentación, atomización, ionización y excitación.
En otras palabras, la materia se transforma en plasma y los átomos quedan disponibles para su análisis. En el caso de la información acústica, la onda se genera por la expansión del plasma en la atmósfera. Por tanto, la combinación de ambos proporciona información complementaria para extraer nuevos datos que identifiquen con mayor claridad los diferentes elementos y su disposición.
En opinión de los investigadores, este modelo podría ser de gran interés para el análisis de materiales en entornos complejos, por ejemplo, los que se llevan a cabo en otras atmósferas, como las exploraciones de Marte.
