ANÁLISE DE SOLOS UTILIZANDO ESPECTROSCOPIA NO INFRAVERMELHO

Resumo

A análise de solo utilizando a espectroscopia no infravermelho é um método que vem sendo proposto desde a década de 1970, mais até os dias de hoje é difícil encontrar laboratórios no Brasil que façam o uso dessa técnica rotineiramente. Através da interação entre a radiação eletromagnética e a matéria é possível obter o espectro de determinada amostra, devido às transições que podem ocorrer entre os estados energéticos dos compostos presentes. O espectro de determinado elemento químico, pode ser considerado como a sua impressão digital, visto que cada amostra se difere de outra devido a sua composição química. Diante disso iniciou-se uma série de estudos do grupo de Pesquisa em Quimiometria aplicando a espectroscopia no infravermelho para análise de solos do estado do Rio Grande do Sul. Assim sendo o principal objetivo deste estudo foi determinar os principais parâmetros de qualidade do solo de amostras do estado do Rio Grande do Sul por espectroscopia no infravermelho aliada a calibração multivariada. Um total de 300 amostras de solos foram adquiridas junto a Central Analítica da UNISC, os resultados analíticos da composição química das amostras foram repassados ao grupo de estudo, as amostras foram previamente moídas em moinho (Marconi), peneiradas (diâmetro < 2 mm), e secas em estufa com ventilação de ar forçada a 55 °C por 48 horas. Os espectros de infravermelho foram adquiridos diretamente sobre as amostras de solos, em duplicata, utilizando um espectrômetro de infravermelho próximo (NIR), PERKIN ELMER (modelo Spectrum 400) com esfera de integração e detector Índio-Gálio-Arsênio, na faixa de 10.000 a 4.000 cm^-1, com resolução de 16 cm^-1 e 32 varreduras. Os resultados analíticos da concentração dos componentes químicos que foram determinados pelo método de referência correspondem a matriz Y de dados, sendo registrado na planilha eletrônica Microsoft Excel®. Os dados expectais contidos na matriz X e os valores obtidos na concentração dos componentes foram modelados pelo Software ChemoStat®, versão 1.0.1.3. O modelo foi desenvolvido utilizando o algoritmo PLS, com os dados processados por MSC para correção multiplicativa de espalhamento, seguido por segunda derivada para remoção do efeito aditivo da linha de base e tendência linear e por fim centrando os dados na média. Os melhores modelos de calibração foram obtidos nas variáveis Matéria Orgânica, Argila, Boro, Cálcio e Magnésio com coeficiente de determinação (R²) de 0,96, 0,97, 0,95, 0,95, 0,95 respectivamente. Nesses parâmetros, os resultados apresentaram valores de erro de calibração (RMSEC) de 0,23, 2,54, 0,018, 0,59, 0,26 e erros de previsão de (RMSEP) de 1,44, 13,29, 0,13, 3,02 e 1,36. Nas determinações de Alumínio, Enxofre, Manganês, pH, Potássio, SMP, Zinco, Cobre e Fósforo os resultados foram inferiores, apresentando diferenças significativas com os obtidos pelo método convencional. Ao final da pesquisa pode-se concluir que a análise de solos por espectroscopia no infravermelho aliada à calibração multivariada pode ser utilizada na análise química do solo, sendo um método que traz inúmeras vantagens se comparado ao método oficial, sendo uma técnica mais econômica que também se enquadra nos princípios da química verde a qual determina que o método deve evitar a produção de resíduos e substâncias derivadas, tornar desnecessário o uso de solventes ou secantes, buscar a eficiência de energia, e processos que operem em condições ambiente de temperatura e pressão.