Estudio isotópico de carbono (δ13C) en carbones colombianos y su relación con las propiedades fisicoquímicas para la identificación de procesos biogeoquímicos asociados a sus ambientes de formación

Abstract

La caracterización química de algunas sustancias presentes en la tierra permite identificar la formación, evolución y el cambio en las condiciones ambientales derivadas de procesos naturales como la respiración, la fotosíntesis o los fenómenos geológicos dados por la dinámica interna y externa de las capas de la tierra. El conocimiento de estos cambios en matrices como el carbón, en el territorio colombiano contribuye a una mayor caracterización de los recursos del país y por ende a su mejor aprovechamiento de estos. Con este fin se desarrolló y validó un método para la determinación isotópica de carbono en carbones mediante Espectrometría de Masas de Relaciones Isotópicas (IRMS). Mediante el proceso de validación se encontró que el método es apto para las determinaciones de δ13C en carbones de las diferentes zonas carboníferas del país en el intervalo de -32,151 ‰ a -16,049 ‰ de δ13C con una precisión menor al 0,2 ‰. El método validado fue empleado en la evaluación de carbones provenientes de las zonas Boyacá, la Guajira, Cundinamarca, Santander, Córdoba, y Antioquía, cubriendo las principales zonas carboníferas del país, con el objeto de correlacionar los resultados de la relación isotópica con análisis fisicoquímicos que permitan establecer diferentes características de este recurso, así como de sus ambientes de formación. Se encontraron relaciones isotópicas en el intervalo de −27,08 ‰ y -26,20 ‰. Uno de los problemas que presenta este tipo de técnicas es el de no contar con Materiales de Referencia (MR) de matrices de las muestras similares o iguales a las muestras rutinarias del laboratorio, además que las que se consiguen en el mercado solo pueden ser adquiridas cada cierto periodo de tiempo (3 años), por lo tanto, esta investigación contribuyó en la producción, de un material de referencia in-house con el fin de ser empleado como control y aseguramiento de calidad del método desarrollado. Durante todo el proceso se evaluó su homogeneidad, estabilidad y uso repetido. (Texto tomado de la fuente)

The chemical characterization of some substances present in the earth allows to identify the formation, evolution and change in environmental conditions derived from natural processes such as respiration, photosynthesis or geological phenomena given by the internal and external dynamics of the layers of the earth. The knowledge of these changes in matrices such as coal, in the Colombian territory contributes to a better characterization of the country's resources and therefore to their better use. To this end, a method for the isotopic determination of carbon in coals by Isotopic Ratio Mass Spectrometry (IRMS) was developed and validated. Through the validation process, it was found that the method is suitable for the determination of δ13C in coals from the different coal-producing areas of the country. A linear interval of -32.121 ‰ to -16.049 ‰ of δ13C and error percentages and coefficients of variation less than 5% will be completed. After the validation in a second stage, from the validated method, the coals from the Boyacá, Guajira, Cundinamarca, Santander, Córdoba y Antioquia zones were evaluated, covering the main coal-bearing zones of the country, with the in order to correlate the results of the isotopic relationship with physicochemical analyzes that allow establishing different characteristics of this resource, as well as its formation environments. Isotopic ratios between −27.96‰ to −26.11‰ were found. Due to the problem of not having enough reference materials for this type of method, the production of an in-house reference material was carried out in order to be used as control and quality assurance of the developed method.