¿Cómo realizar un análisis de muestras de gas?

Principio del análisis de gases

El análisis de gases para determinar la composición de una mezcla de gases tiene muchas aplicaciones en diversos campos, como la industria, la investigación, la medicina y el medio ambiente. Los análisis de gases (por ejemplo, de dióxido de carbono, oxígeno, hidrógeno o hidrocarburos) se basan en la medición de las propiedades físicas y químicas de los gases, como su densidad, conductividad térmica, presión parcial, absorción de luz y reactividad química.
Las diferentes etapas de un análisis:

1. Muestreo: Para analizar una mezcla de gases, primero se debe tomar una muestra. El muestreo se puede realizar utilizando diferentes métodos, como el muestreo pasivo, el muestreo activo (el muestreo activo requiere el uso de un dispositivo de bombeo para una extracción activa) o el muestreo en línea (continuo, generalmente en producción).
2. Preparación de la muestra: Una vez obtenida, la muestra de gas debe prepararse para el análisis. Esto puede incluir tratamientos como filtración, condensación, compresión, dilución o enfriamiento.
3. Análisis: El análisis de gases se puede realizar utilizando diferentes técnicas, como cromatografía de gases (CG o GC en inglés), espectroscopía infrarroja (IR), espectrometría de masas (EM), conductividad térmica (CT), medición de la presión parcial, de la absorción de luz y de la reactividad química. Cada técnica tiene sus ventajas y limitaciones y puede elegirse en función de la muestra a analizar y la precisión requerida. (Consulte las preguntas frecuentes: ¿Cuáles son los tipos de cromatografía?)
4. Interpretación de los resultados: Después del análisis, se deben interpretar los resultados para determinar la composición de la mezcla de gases y las diferentes concentraciones. Los resultados se pueden comparar con estándares o valores de umbral, por ejemplo, para evaluar y controlar la calidad del aire o el cumplimiento de las normativas.

Principales técnicas de análisis de gases

• Cromatografía de gases  (GC)
• Espectroscopía de absorción láser 
• Espectroscopía infrarroja (IR)
• Espectrometría de masas (EM)

En un analizador de gases como el cromatógrafo de gases, normalmente se siguen 3 pasos:

• Inyección de la muestra
• Detección 
• Cuantificación

Función de los gases en los procesos de análisis

Existen 3 tipos de gases según sus funciones:

1. Gases portadores
2. Gases de instrumentación 
3. Gases de calibración
   • cero (para calibrar el punto cero)
   • mezcla de gases (para spam)

1. Gases portadores 
   Para el proceso de cromatografía de gases (CG), el gas portador (también llamado «carrier») debe ser un gas inerte que no reaccione con el componente de la muestra. Su función principal es transportar moléculas de soluto vaporizadas a través de la columna analítica. La elección del gas portador y la velocidad lineal que utiliza afectan a la resolución y los tiempos de retención.
2. Gases de instrumentación

   Los gases de instrumentación se utilizan para hacer funcionar el analizador (llama, plasma, etc.) o para purgar parte del equipo (por ejemplo, purga óptica).

3. Gases de calibración
   Un gas de calibración es una mezcla de gases de referencia utilizada como patrón comparativo de forma a ajustar los instrumentos de análisis.
   Este garantiza una lectura perfecta de los instrumentos y debe cumplir con una norma nacional o internacional (ISO 17025 o ISO 17034) para validar los resultados.