Aplicaciones quimiométricasen geoquímica y análisis ambiental

OLIVIERI, A. C.

Bariloche

Congreso; VI Reunión Argentina de Geoquímica de la Superficie; 2022

RAGSU

La quimiometría es una disciplina que reúne conocimientos de química, estadística y ciencias de la computación. Entre sus varios objetivos, se cuenta el de proveer herramientas para el procesamiento de conjuntos de datos instrumentales y analíticos de gran tamaño y complejidad, con el fin de descubrir e interpretar patrones ocultos que no pueden revelarse mediante técnicas simples. En esta presentación se discutirán diferentes aplicaciones de la quimiometría en áreas relacionadas con la geoquímica y el análisis ambiental.En primer lugar, se presentarán aplicaciones del diseño y optimización de experimentos (DOE), que consiste en un conjunto de herramientas matemáticas y estadísticas destinadas a la optimización de procesos. En el análisis ambiental, el DOE se emplea con frecuencia para disminuir el número de experimentos que se requieren para estimar las variables de proceso significativas y sus valores deseables. Como ejemplos usuales, pueden mencionarse la optimización de las condiciones de remediación de suelos o aguas, y el desarrollo de métodos de análisis cromatográfico de muestras de interés ambiental. Estas actividades pueden llevarse a cabo con un considerable ahorro en términos de tiempo y costo. El uso de DOE es completamente general, y es consistente con las premisas de la química sostenible o eco-eficiente.En segundo término, se discutirán algunos usos de la calibración multivariada, cuyo objetivo es el desarrollo de metodologías analíticas no invasivas, remotas, instantáneas y eco-eficientes, sin empleo de solventes orgánicos u otros reactivos. Si bien los ejemplos abundan en la industria de los alimentos, existen también interesantes aplicaciones en el análisis de contaminantes ambientales o de componentes usuales de suelos. En este sentido, las mediciones mediante cámaras hiperespectrales permiten confeccionar mapas químicos superficiales que muestran la distribución espacial de diferentes compuestos químicos, lo que resulta especialmente útil en la prospección de materiales de interés geoquímico. Se han desarrollado también metodologías basadas en el procesamiento de datos multidimensionales, que han permitido reemplazar el uso de la cromatografía por la espectroscopía, menos selectiva pero ambientalmente más eficiente respecto del análisis de contaminantes ambientales.Finalmente, se mencionarán ejemplos del empleo de métodos de exploración de tablas de datos ambientales (concentraciones de potenciales contaminantes en diferentes lugares y tiempos de medición). Estos métodos permiten destacar la presencia de patrones ocultos en los datos, y reducir su dimensionalidad a unas pocas variables relevantes, que pueden usarse para estimar la localización de fuentes de contaminación y su deriva temporal o estacional.