Aplicación de filtros Savitzky-Golay y transformada rápida de Fourier en el procesamiento de espectros derivados obtenidos a partir de soluciones de asfaltenos

Abstract

Los asfaltenos son mezclas ultracomplejas que impactan negativamente la refinación, producción y transporte del petróleo. El interés en su estudio abarca desde su caracterización para definir su estructura molecular, hasta la comprensión de su comportamiento interfacial. Los asfaltenos presentan una gran diversidad de grupos funcionales y diferentes tipos de asociaciones como las de tipo no covalentes, enlaces de hidrógeno, complejo de coordinación e interacciones entre núcleos aromáticos paralelos. El objetivo de este trabajo fue analizar la composición presente en asfaltenos extraídos de crudos pesados y extrapesados mediante espectroscopía derivada. Se prepararon soluciones de asfaltenos en el rango de concentración de 20 mg/L a 100 mg/L y se analizaron con espectroscopía UV-Vis. La selección de los espectros de orden cero para el procesamiento se realizó con base en la nitidez presente. Los espectros fueron procesados con OriginPro 8.5, para la obtención de espectros derivados de primer y segundo orden. El procesamiento de los espectros de orden cero fue realizado con los filtros Savitsky-Golay y transformada rápida de Fourier (FFT). Los espectros derivados obtenidos presentaron señales nítidas con presencia de poco ruido, lo que hizo posible la identificación de grupos funcionales aromáticos, de 1 a 4 anillos en el rango de longitudes onda de 200 nm a 450 nm. El uso de filtros mejoró la calidad de las señales y permitió la identificación de componentes y estructuras presentes en asfaltenos. El filtro de Savitsky-Golay incrementó la resolución de los espectros derivados de asfaltenos extraídos de crudos pesados y el filtro FFT de asfaltenos de crudos extrapesados. Se observaron diferencias morfológicas entre los asfaltenos extraídos de crudos pesados y extrapesados mediante SEM, que pueden ser relacionadas con la composición y estructuras aromáticas presentes en asfaltenos.