Principios de análisis instrumental

U no de los principales adelantos de la quí– mica analítica durante las tres últimas décadas es la presencia en el mercado de sistemas automáticos para análisis que pro– porcionan información analítica y de control con la mínima intervención del operador. Al inicio, estos sistemas se utilizaron en los laboratorios clínicos, donde 30 especies o más se determinan de manera rutinaria con fines de diagnóstico y preventivos. La automatización de los laborato– rios pronto se extendió al control de los procesos industriales y después a los laboratorios farma– céuticos, ambientales, forenses, gubernamenta– les y de investigación en las universidades. En la actualidad, una gran cantidad de las determina– ciones de rutina , así como muchos de los análisis más comunes, se ejecutan con sistemas parcial– mente automatizados. 832 En todo el capítulo, este Logotipo indica La opor– tunidad de autoaprendizaje en Línea en el sitio www.tinyurl.comjskoogpia 7;* Le enlaza con clases interactivas, simulaciones y ejercicios. *Este material se encuentra disponible en inglés. 33A PANORAMA GENERAL Hay muchas definiciones de automatización, pero en sentido prác– tico es el desarrollo de operaciones sin la intervención del hom– bre. En el contexto de la química analítica, la automatización se refiere a operaciones como la preparación de muestras, la medi– ción de las respuestas y el cálculo de los resultados. 1 En la figura 33.1 se ilustran los pasos comunes en el análisis químico ordina– rio y los métodos de automatización que se emplean. En algunos casos pueden omitirse uno o más de los pasos que aparecen a la izquierda de la figura. Por ejemplo, si la muestra ya es un líquido, se puede prescindir el paso de la disolución. De igual manera, si el método es muy selectivo, el paso de la separación podría ser inne– cesario. Los pasos que se proporcionan en la figura 33.1 reciben algunas veces el nombre de operaciones unitarias. En este capítulo se mencionan los analizadores que están altamente automatizados, como los de inyección de flujo y los analizadores discretos. Además, también se estudian los sistemas robóticos para laboratorio que son cada vez más comunes para el manejo y preparación de las muestras. Los adelantos más moder– nos en la automatización comprenden el perfeccionamiento de los sistemas de microfluidos, a los que a veces se les llama laboratorio en un circuito integrado o sistemas de análisis total con circuitos integrados. Estos adelantos recientes también se incluyen en este capítulo. Es importante hacer notar que los mismos principios de análisis automáticos que se analizan aquí se aplican también a los sistemas de control de los procesos, los cuales analizan el estado de un proceso y luego, a través de retroalimentación modifican las variables experimentales de tal manera que el estado actual y el estado deseado sean casi idénticos. 33A.1 Ventajas y limitaciones de los análisis automatizados Ahorran el costo de la mano de obra, pero para aprovecharla se requiere que el volumen de trabajo sea lo suficientemente grande con el fin de compensar la inversión inicial de capital. En el caso de los laboratorios clínicos y de pruebas, que realizan todos los días un elevado número de análisis de rutina, puede lograrse un ahorro enorme con la automatización. 1 Para monografías sobre automatización de laboratorios, véase Laboratory Automa– tion in the Chemical Industries, D. G. Cork y T. Sugawara, eds., New York: Dek– ker, 2002; Automation in the Laboratory, W. ]. Hurst, ed., New York: Wiley, 1995; V. Cerda y G. Ramis, An lntroduction to Laboratory Automation, New York: Wiley, 1990.