Bogotá - Ciencias - Maestría en Ciencias - Química · 2025
Evaluación de la espectrometría de fluorescencia de rayos X monocromática como técnica de análisis de cadmio en sistema de cacao del departamento de Arauca
El cacao es un cultivo de alta relevancia en Colombia, no obstante, la presencia de Cd genera impactos ecosistémicos y en la salud de los seres humanos. También limita su exportación, especialmente en departamentos altamente productores, como Arauca. Por ello, es necesario su monitoreo frecuente. Las técnicas actuales para cuantificar Cd, como ICP, suelen ser costosas y complejas. Es por esto que la presente investigación se propuso evaluar el desempeño de la MXRF, como alternativa, para analizar Cd en muestras del sistema de cacao. Esta evaluación se realizó desde tres perspectivas: analítica, ambiental y económica. Para ello, se realizó una validación analítica, un estudio del verdor analítico y un análisis de costos basado en actividades, respectivamente. En la validación del método se encontró un desempeño analítico adecuado en muestras del sistema de cacao. Además, se alcanzó un LOQ de 0.148 mg kg-1 y errores relativos menores al 30%, con respecto a ICP. Por otro lado, la superioridad del grado de sostenibilidad ambiental de la MXRF sobre ICP fue demostrada con la obtención de un verdor analítico de 0.71, 0.31 y 0.34 unidades para MXRF, ICP-MS e ICP-OES, respectivamente. Finalmente, el análisis de costos basado en actividades (ABC) permitió asignar un valor económico de $16,699, $67,013 y $56,294 para MXRF, ICP-MS e ICP-OES, respectivamente, cual implicó una reducción de aproximadamente el 75% del costo. Esta investigación demostró los beneficios técnicos, ambientales y económicos de la MXRF para la cuantificación de Cd en muestras del sistema de cacao. (Texto tomado de la fuente).
Texto completo 166 páginas con texto de 170
Leer la tesis completa Ficha en el repositorio
Contenido
- Introducciónp. 21
- Capítulo 1. Generalidadesp. 25
- Problemáticap. 25
- Justificaciónp. 28
- Marco teóricop. 30
- 1.3.1 Sistema de cacaop. 30
- Muestras sólidas del sistema de cacaop. 31
- Medios líquidos de cultivo microbianop. 31
- 1.3.2 Fluorescencia de rayos X monocromáticap. 19
- Fuente de radiaciónp. 34
- Cristal doblemente curvado (DCC)p. 35
- Portamuestrasp. 37
- Detector de deriva de silicio (SDD)p. 37
- 1.3.3 Sostenibilidad ambiental y química analítica verdep. 40
- 1.3.4 Análisis de costos basado en actividades (ABC)p. 41
- Antecedentesp. 42
- 1.4.1 Antecedentes internacionalesp. 43
- Regulación de Cd en cacao y suelos agrícolasp. 43
- Cd en sistemas de cacaop. 43
- Técnicas instrumentales de análisis de Cdp. 47
- Fluorescencia de rayos X como técnica de análisis químicop. 49
- 1.4.2 Antecedentes nacionales y localesp. 52
- Regulación de Cd en cacao y suelos agrícolap. 52
- Cadmio en sistema de cacaop. 52
- Técnicas instrumentales de análisis de Cadmiop. 54
- Fluorescencia de rayos X como técnica de análisis químicop. 49
- Conclusionesp. 56
- Capítulo 2. Validación del método analíticop. 57
- Resumenp. 57
- Introducciónp. 21
- Metodologíap. 59
- 2.3.1 Muestras sólidas del sistema de cacaop. 31
- 2.3.2 Muestras líquidas de medios LB de cultivo microbianosp. 59
- 2.3.3 Materiales de referencia certificadosp. 60
- 2.3.4 Pretratamiento de muestras sólidas del sistema de cacaop. 60
- 2.3.5 Cuantificación de Cd por MXRFp. 60
- 2.3.6 Cuantificación de Cd mediante ICP-OES e ICP-MSp. 61
- 2.3.7 Validación del método analíticop. 62
- Robustezp. 62
- Límites de detección (LOD) y cuantificación (LOQ)p. 63
- Repetibilidad y precisión intermediap. 63
- Reproducibilidadp. 64
- Veracidad e incertidumbrep. 64
- Análisis estadísticop. 65
- Resultados y discusiónp. 65
- 2.4.1 Validación del método analíticop. 62
- Robustezp. 62
- intermediap. 69
- Reproducibilidadp. 64
- Veracidad e incertidumbrep. 64
- 2.4.2 Cuantificación de Cd en muestras del sistema de cacaop. 75
- 2.4.3 Correlación entre las técnicas MXRF e ICPp. 77
- 2.4.4 Cuantificaciones de Cd utilizando MXRFp. 81
- Conclusionesp. 56
- Capítulo 3. Sostenibilidad ambiental de la MXRFp. 85
- Resumenp. 57
- Introducciónp. 21
- Metodologíap. 59
- 3.3.1 Evaluación de la eco-escala analítica (AES)p. 87
- 3.3.2 Evaluación de la métrica del verdor analítico (AGREE)p. 88
- las técnicas de ICP-OES y ICP-MSp. 93
- Resultados y discusiónp. 65
- 3.4.1 Evaluación de la eco-escala analítica (AES)p. 87
- Puntos de penalización debido a los reactivosp. 94
- Puntos de penalización debidos a los instrumentosp. 95
- Puntos de penalización debidos al riesgo ocupacionalp. 95
- Puntos de penalización por la generación y tratamiento de los residuosp. 96
- Eco-escala analíticap. 18
- Análisis global de la AES calculadap. 97
- 3.4.2 Evaluación de la métrica del verdor analítico (AGREE)p. 88
- las técnicas de ICP-MS e ICP-OESp. 105
- Conclusionesp. 56
- Capítulo 4. Análisis de costos en la MXRFp. 109
- Resumenp. 57
- Introducciónp. 21
- Metodologíap. 59
- 4.3.1 Mano de obrap. 112
- 4.3.2 Materialesp. 112
- Insumosp. 112
- Reactivosp. 87
- Consumiblesp. 115
- Equiposp. 115
- Servicios públicosp. 116
- Resultados y discusiónp. 65
- 4.4.1 Identificación de las actividadesp. 116
- 4.4.2 Mano de obrap. 112
- 4.4.3 Materialesp. 112
- Insumosp. 112
- Reactivosp. 87
- Consumiblesp. 115
- Equiposp. 115
- Servicios públicosp. 116
- 4.4.4 Análisis de componentes ABCp. 126
- 4.4.5 Análisis de costos basado en actividades (ABC)p. 41
- Conclusionesp. 56
- Conclusiones y recomendacionesp. 133
- Conclusionesp. 56
- Recomendacionesp. 135
- Anexo A: Introducción de la muestra al equipo MXRF de mediciónp. 139
- del método MXRFp. 140
- MXRF e ICP-OES o ICP-MSp. 141
- penalización relacionados en la AESp. 151
- análisis ABCp. 152
- Anexo F: Referencias de consumiblesp. 153
- Anexo G: Referencias de equiposp. 155
- Bibliografíap. 156
- propia)p. 30
- 2025)p. 33
- Adaptado de (Johnson-Restrepo et al., 2025)p. 34
- Figura 1-4. Esquema de un tubo de rayos X. Adaptado de (Skoog et al., 2008)p. 34
- la geometría. (Z. W. Chen et al., 2008)p. 34
- 2008)p. 35
- Planck-Gesellschaft, 2025)p. 39
- Score| entre 0 y 2: línea verde punteada. |Z’-Score| entre 2 y 3: línea roja punteadap. 72
- en un |Z’-Score| entre 0 y 2: zona verde. |Z’-Score| entre 2 y 3: zona naranjap. 73
- coeficiente de determinaciónp. 19
- en mg kg⁻¹. R² representa el coeficiente de determinaciónp. 79
- coeficiente de determinaciónp. 19
- la gráfica representan cada uno de los 12 principios de la GACp. 101
- cuantificación de Cd en el sistema de cacaop. 105
- cuantificación de Cd en el sistema de cacaop. 105
- indirectos de fabricaciónp. 111
- gestión de la información (morado) y análisis de laboratorio (verde)p. 117
- CDF: Costos directos de fabricaciónp. 127
- de materiales del análisis ABC para los métodos analíticosp. 128
- cacao por tres diferentes métodos analíticos según análisis ABC realizadop. 129
- Adaptado de (Z-spec, 2022)p. 139
- valores de orientación establecidos de Cd para suelosp. 44
- productos derivados. (Abt & Robin, 2020)p. 47
- muestra evaluadop. 67
- porcentaje de recuperación (%R)p. 69
- condiciones de repetibilidad y precisión intermediap. 70
- Materiales de Referencia Certificados (MRC)p. 72
- la adición de estándar sobre muestras de medios líquidos LB de cultivo microbianosp. 72
- estándares líquidos y porcentaje de recuperación (% R) obtenidop. 72
- fueron recolectadasp. 74
- Tabla 3-1. Puntos de penalización (PP) para calcular la Eco-escala analíticap. 87
- de su eco-escala analítica (AES)p. 88
- de muestrap. 95
- Tabla 3-4. Puntajes de la metodología AGREE basados en el tamaño de muestrap. 89
- mediciónp. 67
- miniaturizaciónp. 91
- en los métodos basados en ICP-MS, ICP-OES y MXRFp. 94