{"id":11246,"date":"2025-05-19T18:16:41","date_gmt":"2025-05-19T18:16:41","guid":{"rendered":"https:\/\/stage.metalpower.net\/insights\/understanding-optical-emission-spectrometer-aes-applications-techniques-how-oes-works\/"},"modified":"2025-11-09T17:48:28","modified_gmt":"2025-11-09T17:48:28","slug":"understanding-optical-emission-spectrometer-aes-applications-techniques-how-oes-works","status":"publish","type":"insights","link":"https:\/\/www.metalpower.net\/es\/insights\/understanding-optical-emission-spectrometer-aes-applications-techniques-how-oes-works\/","title":{"rendered":"Comprender el espectr\u00f3metro de emisi\u00f3n \u00f3ptica OES\/AES: aplicaciones, t\u00e9cnicas y c\u00f3mo funciona un OES"},"content":{"rendered":"<h2>\u00bfQu\u00e9 es un espectr\u00f3metro?<\/h2>\n<p>Para empezar, es importante entender el t\u00e9rmino \u00abespectr\u00f3metro\u00bb. Un espectr\u00f3metro es un dispositivo que separa y analiza los componentes espectrales individuales de un fen\u00f3meno f\u00edsico para producir resultados anal\u00edticos de inter\u00e9s. El espectro, aunque la mayor\u00eda lo asocia de forma natural con la luz, tambi\u00e9n puede ser de masas, magn\u00e9tico, de electrones, etc., lo que da lugar a una gran variedad de tipos de espectrometr\u00eda, como por ejemplo, la\u00a0espectrometr\u00eda \u00f3ptica, espectrometr\u00eda de fotoelectrones, espectrometr\u00eda de masas, etc.<\/p>\n<h2>\u00bfQu\u00e9 es un espectr\u00f3metro de emisi\u00f3n \u00f3ptica (OES)? o \u00bfQu\u00e9 es un espectr\u00f3metro de emisi\u00f3n at\u00f3mica (AES)?<\/h2>\n<p>La espectrometr\u00eda \u00f3ptica se refiere al an\u00e1lisis de un espectro luminoso separado por longitudes de onda. Puede ser de dos tipos: absorci\u00f3n o emisi\u00f3n. Un Espectr\u00f3metro de emisi\u00f3n\/\u00f3ptico at\u00f3mico (AES \/ OES) es el que analiza un espectro \u00f3ptico (de luz) emitido por una muestra excitada. La excitaci\u00f3n puede realizarse por varios medios, como la aplicaci\u00f3n de una chispa, plasma, llama, etc. Dicho esto, el t\u00e9rmino \u00abOES\u00bb es ahora casi omnipresente para referirse a la t\u00e9cnica OES\u00a0de arco y chispa.<\/p>\n<h2>\u00bfEn qu\u00e9 principios se basa el espectr\u00f3metro de emisi\u00f3n \u00f3ptica de arco\/chispa?<\/h2>\n<p>Arc \/ Spark OES funciona seg\u00fan dos principios f\u00edsicos muy b\u00e1sicos:<\/p>\n<ul>\n<li>Los electrones de los \u00e1tomos absorben energ\u00eda (se \u00abexcitan\u00bb) y pasan a estados de mayor energ\u00eda (tambi\u00e9n llamados \u00f3rbitas) cuando se les aplica energ\u00eda. Cuando se elimina esta fuente de energ\u00eda, los electrones caen al estado de masa y liberan la energ\u00eda absorbida en forma de fotones.<\/li>\n<li>No hay dos \u00e1tomos de elementos diferentes que puedan emitir fotones con la misma longitud de onda. Por consiguiente, cada longitud de onda es exclusiva de un solo elemento.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Esto significa que una vez que conocemos la longitud de onda del fot\u00f3n emitido, \u00a1sabremos qu\u00e9 elemento lo emite!<\/p>\n<div><img decoding=\"async\" title=\"\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/allied-equipment-category.png\" alt=\"Chispa OES\" \/><\/div>\n<h2>\u00bfC\u00f3mo funciona un OES de arco\/chispa?<\/h2>\n<p>En un OES de arco\/chispa, los principios descritos anteriormente se aprovechan para analizar muestras met\u00e1licas (en general, pero hablaremos de esto m\u00e1s adelante) y evaluar exactamente qu\u00e9 elementos est\u00e1n presentes en ellas y en qu\u00e9 proporci\u00f3n. El resultado del OES es una evaluaci\u00f3n detallada de la composici\u00f3n elemental de la muestra en porcentajes de peso.<\/p>\n<p>En primer lugar, es necesario \u00abencender\u00bb la muestra. Por lo tanto, primero se prepara la muestra, es decir, una cara de la muestra se hace absolutamente uniforme, limpia, plana y tan libre de defectos superficiales como sea posible. Para ello deben utilizarse m\u00e9todos adecuados de preparaci\u00f3n de muestras. A continuaci\u00f3n, la muestra preparada se coloca en el soporte de muestras, como se muestra a continuaci\u00f3n. El soporte de la muestra tiene un orificio que debe cubrir la muestra. Debajo, hay un electrodo a una distancia fija de la superficie expuesta de la muestra. Todo este espacio cerrado se llena con arg\u00f3n cuando se va a realizar el an\u00e1lisis. A continuaci\u00f3n, se aplica una corriente elevada a la muestra.<\/p>\n<p>Los niveles extremadamente altos de corriente directa (CD) crean un plasma en la atm\u00f3sfera purgada de arg\u00f3n de la c\u00e1mara de chispas y, por lo tanto, se crea una serie r\u00e1pida de chispas de alta energ\u00eda entre el electrodo y la muestra. La aplicaci\u00f3n de estas chispas provoca la vaporizaci\u00f3n de una parte de la muestra. Los \u00e1tomos vaporizados del plasma absorben energ\u00eda y sus electrones pasan a estados energ\u00e9ticos superiores con cada chispa. Con cada extracci\u00f3n, los electrones vuelven al estado de masa y emiten fotones. Dado el gran n\u00famero de elementos que emiten fotones simult\u00e1neamente, se genera una emisi\u00f3n compuesta. Esta luz compuesta se hace incidir sobre una rejilla de difracci\u00f3n.<\/p>\n<p>La rejilla de difracci\u00f3n separa cada longitud de onda individual y crea un espectro dentro de lo que se denomina \u00abc\u00e1mara \u00f3ptica\u00bb.<\/p>\n<p>\u00a1Ahora se puede analizar claramente el espectro! La base del an\u00e1lisis es, por supuesto, la propia simplicidad. Conocemos las longitudes de onda que caracterizan a cada elemento. Adem\u00e1s, cuanto mayor sea la intensidad de la emisi\u00f3n en la longitud de onda de un elemento, mayor ser\u00e1 su concentraci\u00f3n. Si tuvi\u00e9ramos una base de datos que contuviera los niveles de concentraci\u00f3n a los que corresponden los diferentes valores de intensidad para cada longitud de onda que nos interesa, podr\u00edamos simplemente consultar la intensidad de emisi\u00f3n en esta base de datos y determinar con certeza cu\u00e1l es la concentraci\u00f3n de cada elemento.<\/p>\n<div class=\"und-graph\"><img decoding=\"async\" title=\"\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/grp1.png\" alt=\"Espectr\u00f3metro de emisi\u00f3n \u00f3ptica de chispa\" \/><\/div>\n<h3>Funcionamiento de los primeros espectr\u00f3metros<\/h3>\n<p>Los primeros instrumentos (muy primitivos) ten\u00edan que funcionar sin fotoemisores. \u00a1Por lo tanto, los primeros investigadores tuvieron que recurrir a m\u00e9todos anal\u00f3gicos m\u00e1s rutinarios! Simplemente colocaron una placa fotogr\u00e1fica sobre la que caer\u00eda el espectro difractado. A continuaci\u00f3n, se desarroll\u00f3 y estudi\u00f3 esta placa para llegar a los resultados requeridos.<\/p>\n<h3>El primer paso hacia la automatizaci\u00f3n: la introducci\u00f3n de <a href=\"https:\/\/www.metalpower.net\/es\/insights\/ccd-cmos-vs-pmt-cpms-technology-unveiling-the-best-detector-for-oes-analysis\/\">detectores PMT<\/a><\/h3>\n<p>Sin embargo, en la d\u00e9cada de 1930 apareci\u00f3 el tubo fotomultiplicador (PMT), un tubo de vac\u00edo que emite electrones cuando la luz incide sobre \u00e9l. Por ello, los espectr\u00f3metros pasaron r\u00e1pidamente a utilizar PMT. As\u00ed pues, se coloc\u00f3 un PMT dentro de la c\u00e1mara \u00f3ptica en la posici\u00f3n precisa para cada longitud de onda que el usuario deseaba analizar. Adem\u00e1s, hab\u00eda un ordenador conectado al espectr\u00f3metro. El ordenador almacenaba la base de datos con la que se comparaban los resultados de las PMT para obtener la composici\u00f3n elemental necesaria. Esto automatiz\u00f3 el proceso y no s\u00f3lo lo hizo mucho m\u00e1s r\u00e1pido y c\u00f3modo, sino tambi\u00e9n mucho m\u00e1s preciso y sin errores.<\/p>\n<div class=\"und-graph\"><img decoding=\"async\" title=\"\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/grp2.png\" alt=\"Funcionamiento del espectr\u00f3metro\" \/><\/div>\n<p><strong>Esto funcion\u00f3 muy bien durante d\u00e9cadas, pero, como siempre, la tecnolog\u00eda avanz\u00f3. Los PMT ten\u00edan claramente un mont\u00f3n de inconvenientes:<\/strong><\/p>\n<p><strong>No hab\u00eda flexibilidad, y una vez comprado, \u00a1hab\u00eda que conformarse!<\/strong><\/p>\n<ul>\n<li>No se pod\u00eda modificar en absoluto una vez hecho<\/li>\n<li>\u00a1Incluso el aumento de un solo elemento implicaba la necesidad de un nuevo OES!<\/li>\n<\/ul>\n<p><strong>Los costos y el trabajo engorroso segu\u00edan siendo muy elevados.<\/strong><\/p>\n<ul>\n<li>Los detectores, tarjetas, etc. eran muy caros<\/li>\n<li>Exist\u00eda la necesidad de perfilado regular, bombas de vac\u00edo, etc.<\/li>\n<\/ul>\n<p>La revoluci\u00f3n: la muerte de las <a href=\"https:\/\/www.metalpower.net\/es\/insights\/ccd-cmos-vs-pmt-cpms-technology-unveiling-the-best-detector-for-oes-analysis\/\">PMT y el auge del CCD y luego del CMOS:<\/a><\/p>\n<p>La introducci\u00f3n de los detectores CCD (dispositivo de acoplamiento de carga) y ahora CMOS (semiconductor complementario de \u00f3xido met\u00e1lico) resolvi\u00f3 literalmente todos los problemas que planteaban los dispositivos PMT y tambi\u00e9n ofreci\u00f3 varias ventajas adicionales a los fabricantes y usuarios de espectr\u00f3metros. Algunas de ellas son:<\/p>\n<h4>Flexibilidad inigualable<\/h4>\n<ul>\n<li>Captura de todas las longitudes de onda, lo que permite analizarlas.<\/li>\n<li>Sin limitaci\u00f3n de espacio, ya que los CCD son peque\u00f1os<\/li>\n<\/ul>\n<h4>Los instrumentos se hicieron m\u00e1s peque\u00f1os y menos caros<\/h4>\n<ul>\n<li>La rejilla de alta resoluci\u00f3n y los CCD reducen la distancia focal<\/li>\n<li>Menos detectores significan menos tarjetas y menor coste<\/li>\n<\/ul>\n<h4>\u00a1Menos esfuerzo y menos gastos de funcionamiento!<\/h4>\n<ul>\n<li>No es necesario elaborar perfiles, etc, pues todo esto est\u00e1 automatizado<\/li>\n<li>Sin vac\u00edo y electr\u00f3nica eficiente = menores costes de funcionamiento<\/li>\n<\/ul>\n<p>Por ello, los espectr\u00f3metros se orientaron r\u00e1pidamente hacia el uso de estos dispositivos y, en la actualidad, los OES modernos se componen exclusivamente de \u00f3pticas con estos dispositivos.<\/p>\n<h2>\u00bfCu\u00e1les son los tipos de OES disponibles hoy en d\u00eda?<\/h2>\n<p>Aunque el dise\u00f1o de los OES modernos se centra exclusivamente en detectores CMOS \/ CCD, todav\u00eda existen en el mercado algunos modelos de instrumentos heredados que siguen incorporando detectores PMT. Del mismo modo que cuando comenz\u00f3 el cambio a los DSLR no se retiraron inmediatamente todos los SLR anal\u00f3gicos, aunque la ca\u00edda de la cuota de mercado de los PMT OES ha sido precipitada, todav\u00eda quedan en el mercado un pu\u00f1ado de modelos con esta tecnolog\u00eda. En su mayor parte, los OES actuales pueden clasificarse en tres tipos, como se indica a continuaci\u00f3n. Dicho esto, los OES de PMT est\u00e1n pr\u00e1cticamente obsoletas y constituyen una fracci\u00f3n muy peque\u00f1a del mercado global.<\/p>\n<div class=\"und-graph\"><img decoding=\"async\" title=\"\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/grp3.png\" alt=\"Tipos de OES\" \/><\/div>\n<h3>\u00bfC\u00f3mo son los resultados?<\/h3>\n<p>Los resultados de un OES son completamente cuantitativos y aparecen como porcentajes en peso.<\/p>\n<p>Un resultado anal\u00edtico t\u00edpico ser\u00eda el siguiente:<\/p>\n<div class=\"und-graph\"><img decoding=\"async\" title=\"\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/und-table.png\" alt=\"An\u00e1lisis de muestras de aceros de baja aleaci\u00f3n\" \/><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>\u00bfQu\u00e9 es un espectr\u00f3metro? Para empezar, es importante entender el t\u00e9rmino \u00abespectr\u00f3metro\u00bb. 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