Evaluación de la espectrometría de fluorescencia de rayos X monocromática como técnica de análisis de cadmio en cacao del departamento de Arauca

Abstract

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).

Cacao is a crop of major importance in Colombia; however, the presence of Cd generates both ecosystem impacts and risks to human health. It also restricts its export, particularly in high-producing departments such as Arauca. For this reason, frequent monitoring is necessary. Current techniques for quantifying Cd, such as ICP, are often costly and complex. Therefore, the present study aimed to evaluate the performance of MXRF as an alternative method for analyzing Cd in samples from the cacao production system. This evaluation was approached from three perspectives: analytical, environmental, and economic. Accordingly, an analytical validation, a greenness assessment, and an activitybased cost analysis were conducted. The method validation showed adequate analytical performance for samples from the cacao system. In addition, an LOQ of 0.148 mg kg⁻¹ was achieved, and relative errors were below 30% when compared to ICP. Furthermore, the superior environmental sustainability of MXRF over ICP was demonstrated through greenness scores of 0.71, 0.31, and 0.34 for MXRF, ICP-MS, and ICP-OES, respectively. Finally, the activity-based cost (ABC) analysis assigned an economic value of $16,699, $67,013, and $56,294 to MXRF, ICP-MS, and ICP-OES, respectively, representing a cost reduction of approximately 75%. This study demonstrated the technical, environmental, and economic advantages of MXRF for Cd quantification in samples from the cacao production system.