Física Aplicada

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    Descripción física del plasma de un sistema de espectroscopía LIBS y su aplicación a la detección de cadmio y plomo en muestras de suelo
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2025-01-22) Lay Mesones, Enrique Javier; Sánchez Alcántara, Eder Rubén
    El presente trabajo de tesis describe el plasma generado en la técnica de espectroscopía inducida por láser (LIBS) y su aplicación a la detección de cadmio y plomo en muestras de suelos. Se aborda la interacción láser-muestra, la formación del plasma, la emisión de radiación y la ablación del material y el modelo de equilibrio termodinámico local. Se desarrolla un protocolo para preparar estándares en muestras de suelo con concentraciones conocidas de cadmio (50-1000 ppm) y plomo (1000 - 10 000 ppm). Las muestras extraídas de los jardines de la sección Física de la Pontificia Universidad Católica del Perú son secadas, trituradas, pulverizadas, tamizadas, enriquecidas con soluciones de CdCl2·H2O y Pb(NO3)2 y prensadas en pastillas. El arreglo experimental incluye un láser pulsado, un sistema óptico, un espectrómetro, sincronización electrónica y un soporte rotatorio que permite que cada pulso incida en zona diferente y genere un espectro LIBS. Se identifica líneas de emisión de cadmio (214,439 nm, 226,502 nm y 228,802 nm) y de plomo (405,708 nm), así como otras de hierro, magnesio, calcio, aluminio, silicio y titanio. Sobre los espectros, se descartan los 150 primeros y se aplican técnicas de eliminación de datos atípicos: uno basado en la desviación absoluta mediana para las pastillas con plomo y otro con la distancia de Mahalanobis para las que contienen cadmio. Se elabora curvas de calibración con las intensidades y áreas bajo las líneas de emisión y se reporta coeficientes de determinación cercanos a uno y, bajos límites de detección y cuantificación. La metodología muestra buena repetibilidad y efecto matriz variable para diferentes muestras. Finalmente, los resultados se validan con espectroscopía de absorción atómica.