La espectroscopia de RMN de sobremesa puede analizar con precisión los aceites de pirólisis
Un análisis más accesible podría ayudar a desarrollar el potencial de los bioaceites como alternativa a los combustibles fósiles
Un equipo de investigadores de la Universidad de Aston ha demostrado que los espectrómetros de sobremesa son capaces de analizar los bioaceites de pirólisis tan bien como los espectrómetros de alto campo, mucho más caros.
Los bioaceites resultantes del calentamiento intenso (pirólisis) de subproductos industriales o agrícolas se consideran cada vez más alternativas potenciales a los combustibles fósiles. Pero la estabilidad y el consiguiente tratamiento de estos bioaceites dependen enteramente de su composición; y como a menudo son mezclas de muchas docenas, o cientos, de compuestos diferentes, analizar mezclas tan complejas no es sencillo -ni barato.
El Dr. Robert Evans, catedrático de Química Física de la Universidad de Aston, nos lo explica: "La composición de cualquier bioaceite de pirólisis es absolutamente clave para su uso futuro. Por ejemplo, si el aceite contiene sustancias químicas oxigenadas, será más corrosivo e inestable. En concreto, tenemos que saber si hay grupos carbonilo (donde el oxígeno y los átomos de carbono están unidos), ya que pueden tener un gran impacto".
Uno de los principales métodos de análisis es la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) de alto campo, que ofrece un desglose detallado de la identidad y concentración de las especies químicas presentes en cualquier muestra. Sin embargo, estas grandes máquinas de espectrometría de RMN de alto campo cuestan entre 600.000 y 10 millones de libras y requieren el suministro de criógenos y disolventes caros, por lo que sólo suelen encontrarse en las instalaciones de investigación más grandes.
El equipo de Aston, dirigido por el Dr. Evans, se propuso comprobar si los espectrómetros de RMN de "bajo campo", o de sobremesa, podían analizar los aceites de pirólisis lo suficientemente bien como para producir la información detallada necesaria. Los espectrómetros de RMN de sobremesa utilizan imanes permanentes que no requieren refrigeración criogénica, por lo que su adquisición y mantenimiento son mucho más baratos. Sin embargo, el uso de imanes de menor potencia tiene como contrapartida una menor sensibilidad y una resolución más pobre. Aunque pueden tener cierto uso como instrumentos de investigación, también es habitual encontrarlos en laboratorios de enseñanza.
En el estudio, realizado con colaboradores de la Universidad de Tennessee, se analizaron aceites de pirólisis producidos a partir de distintas plantas y se compararon los resultados de los espectrómetros de sobremesa con los de los espectrómetros de alto campo y otros métodos de análisis. Comprobaron que las estimaciones de las máquinas de sobremesa se comparaban favorablemente con el análisis de valoración para el contenido total de carbonilo, así como con la espectrometría de alto campo para la identificación específica de grupos carbonilo como cetonas, aldehídos y quinonas.
En palabras del Dr. Evans: "A pesar de las conocidas limitaciones de los espectrómetros de sobremesa, se podría obtener una calidad muy similar de datos de RMN para estas muestras, suficiente para estimar con precisión las concentraciones de diferentes clases de especies que contienen carbonilos. El uso de espectrómetros de sobremesa hará que el análisis por RMN de aceites de pirólisis sea mucho más sencillo, barato y accesible a una gama más amplia de usuarios diferentes."
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