Aplicación de la técnica LIBS en la detección de ti en efluentes líquidos industriales

Abstract

En las industrias gráfica y textil se generan efluentes líquidos derivados de los colorantes utilizados en los distintos procesos, en ellos se encuentra un metal pesado de gran interés como lo es el Titanio (Ti). Este elemento actualmente no está contemplado en el marco legal ambiental en Argentina y no hay técnicas de diagnóstico conocidas que se encarguen de su medición. En este trabajo, se estudió la factibilidad de aplicación de la técnica Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) para la detección de Ti en efluentes industriales. En el armado de muestras se estableció un posible método de estabilización para su disposición final, considerando el encapsulado en cemento para la construcción. En función a esto, se armaron 4 muestras con cemento Portland con adición de cenizas, obtenidas a partir de someter a los efluentes de una industria gráfica a una serie de procesos fisicoquímicos. Para un posible proceso de cuantificación por LIBS se planteó el modelo de plasma delgado, para lo cual se establecieron los mejores tiempos post-breakdown y de integración para el registro de la línea 521.04 nm de Ti I. Como resultados finales del estudio, se encontró un tiempo post-breakdown de 35 µs y un tiempo de integración de 300 ns. Con ello, se pretende optimizar los parámetros de medición para el análisis y el cálculo de concentraciones, potenciando así el uso de la técnica LIBS como factible para este tipo de mediciones.

In the graphic and textile industries, liquid effluents are generated from the dyes used in the different processes. In these effluentes, a heavy metal of great interest, such as Titanium (Ti), is found. This element is not currently contemplated in the environmental legal framework in Argentina, and there are no known diagnostic techniques that are responsible for its measurement. This work studied the feasibility of applying the Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) technique for detecting Ti in industrial effluents. In the assembly of samples, a possible stabilization method was established for their final disposal, considering the encapsulation in cement for construction. Based on this, four samples were assembled with Portland cement with the addition of ashes, obtained from subjecting the effluents of a graphic industry to a series of physicochemical processes. For a possible quantification process by LIBS, the thin plasma model was proposed, which established the best post-breakdown and integration times for registering the 521.04 nm line of Ti I. As the study’s final results, a post-breakdown time was 35 µs and an integration time of 300 ns. With this, it is intended to optimize the measurement parameters for the analysis and calculation of concentrations, thus promoting the use of the LIBS technique as feasible for this type of measurement.