ANÁLISIS TÉRMICO Y DE GASES EVOLUCIONADOS PARA LA CARACTERIZACIÓN DE MATERIA ORGÁNICA Y FASES MINERALES EN SUELOS
El suelo constituye una matriz heterogénea donde la materia orgánica interactúa continuamente con minerales, agua y microorganismos. Estas interacciones participan en procesos como la estabilización del carbono, disponibilidad de nutrientes, formación de agregados y transformación de las fases minerales. La persistencia de la materia orgánica del suelo (MOS), por tanto, no depende exclusivamente de su composición molecular, sino también de mecanismos de protección física y química. En este contexto, las técnicas termoanalítica y el análisis de gases evolucionados constituyen herramientas complementarias para caracterizar simultáneamente los componentes orgánicos y minerales del suelo.
El análisis termogravimétrico acoplado a calorimetría diferencial de barrido (TGA-DSC) permite registrar los cambios de masa y los eventos energéticos que ocurren durante el calentamiento controlado de una muestra. Los perfiles TG/DTG y DSC proporcionan información sobre pérdida de humedad, oxidación o pirólisis de materia orgánica, deshidratación y deshidroxilación de minerales y descomposición de carbonatos. De esta manera, pueden reconocerse intervalos asociados con materia orgánica, así como transformaciones características de fases minerales. Estas técnicas presentan además ventajas como mínima preparación de muestra, rapidez y bajo consumo de reactivos.
Sin embargo, la complejidad mineralógica de suelos y sedimentos puede producir eventos térmicos superpuestos. El acoplamiento TGA-MS permite relacionar las pérdidas de masa con la evolución de especies gaseosas mediante el seguimiento de sus relaciones masa/carga (m/z) en función de la temperatura. Esta información facilita la discriminación entre procesos derivados de componentes orgánicos y transformaciones de fases inorgánicas, incluso es posible identificar algunas fases minerales por sus patrón de descomposición. El análisis de gases evolucionados resulta particularmente útil cuando reacciones endotérmicas de minerales interfieren con eventos asociados a la oxidación de la MOS.
Complementariamente, la Py-GC-MS permite obtener perfiles moleculares mediante la separación e identificación de productos generados por pirólisis, aportando información sobre diferentes familias de compuestos orgánicos presentes en la matriz edáfica, y en algunos casos indicar si los ambientes pueden ser altamente oxidantes, como en el caso de suelos desérticos o en formación como en andosoles del alta montaña.
La integración de TGA-DSC, TGA-MS y Py-GC-MS ofrece así una estrategia multitécnica para relacionar composición mineralógica con composición molecular de la materia orgánica. Su aplicación, complementada con otras técnicas como difracción de rayos X, composición mineral y textural, entre otras puede ampliar la caracterización de las interacciones organominerales y contribuir a comprender los procesos que controlan la transformación y preservación del carbono en diferentes tipos de suelo, y o sedimentos.