El procesamiento de datos espectroscópicos, principal obstáculo para la aplicación de la espectroscopia LIBS en estudios paleontológicos

Abstract

La espectroscopia de plasma inducido por láser (LIBS) es una técnica de análisis químico que demuestra alto potencial para trabajar con cualquier tipo de muestra- ya que no involucra pretratamiento y es mínimamente invasiva. Sin embargo- como los espectros LIBS adquiridos son abundantes y las matrices muy complejas- el uso de esta técnica es descartada por la mayoría de los paleontólogos. Regularmente- los datos son procesados mediante análisis de componentes principales (PCA) que es el método de análisis multivariado más utilizado; no obstante- su implementación no siempre resulta sencilla- debido al volumen o a la naturaleza de los datos. Otra dificultad latente en la aplicación de las espectroscopias es la transmisión de sus resultados. Por lo tanto- el objetivo de este trabajo es dar a conocer un modo sencillo y práctico de procesamiento de datos espectroscópicos- particularmente espectros LIBS- además de fomentar el uso de esta metodología en la paleontología argentina. Una muestra de caparazón de camarón almeja y su roca portadora provenientes de la Formación La Matilde (Jurásico- Santa Cruz- Argentina) fue analizada mediante LIBS. Se obtuvo una matriz de datos que contenía 90 espectros y un total de 12.288 variables (líneas de emisión). La matriz fue tratada mediante la combinación del método de escalado multidimensional no métrico (NMDS) y el test de análisis de similitudes (ANOSIM). Este análisis es un enfoque de gradiente indirecto que produce una ordenación basada en una matriz de distancia o disimilitud. El NMDS permitió observar gráficamente la existencia de disimilitudes entre los espectros obtenidos de cada punto analizado e identificar diferencias significativas (ANOSIM) permitiendo reconocer cuáles de ellos eran más similares en función de las líneas de emisión emitidas- y por lo tanto en su composición química. El procesamiento de la matriz fue sumamente sencillo: involucró la carga matricial al programa R y la corrida de scripts específicos- los cuales posteriormente fueron reutilizados para analizar el resto de muestras. Por ello- el uso de NMDS-ANOSIM demostró ser simple y efectivo para manejar este tipo de datos complejos. Existe una necesidad imperante de realizar estudios paleontológicos que incluyan nuevas metodologías de análisis como las espectroscopias. Sin embargo- la complejidad que involucra el procesamiento de la información obtenida- como así también la comunicación de los resultados- dificulta su incorporación permanente en la paleontología. Aquí- se propuso una manera sencilla de trabajo con datos complejos que permiten extraer conclusiones rápidas- reproducibles y fácilmente graficadas.