El proceso para recolectar una muestra de gas inicia en laboratorio cuando se lava cuidadosamente la botella de Giggenbach, diseñada especialmente para atrapar gases de las fumarolas.
Una vez limpia, a esa botella se le añade una disolución de hidróxido de sodio, la cual es alcalina y eso facilita que reaccione con los gases ácidos del volcán. Luego, el recipiente se pesa.
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En el campo, los investigadores insertan un tubo de titanio en la fumarola y a este se ata una tubería de teflón que es inerte. Esa tubería es la que se conecta a la boquilla del recipiente.
"El gas volcánico va a empezar a viajar por la disolución y vamos a ver un burbujeo muy rápido. Además, la botella y la disolución van a ponerse calientes porque se da una reacción ácido base que genera calor. Conforme se va completando la reacción, se producen menos burbujas. Cuando eso pasa, desconectamos y ya nos traemos la muestra a laboratorio", explicó María Martínez, geoquímica del Observatorio Vulcanológico y Sismológico de Costa Rica (Ovsicori).
De vuelta en el laboratorio, se vuelve a pesar la botella porque se le incorporó más masa proveniente de gases como dióxido de carbono y dióxido de azufre, así como compuestos orgánicos, metales (sodio, zinc y plomo) y vapor de agua.
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Para vigilancia volcánica, solo se estudian los gases inorgánicos como dióxido de carbono, dióxido de azufre y sulfuro de hidrógeno. También se toman en cuenta los gases halogenados como fluoruro de hidrógeno, cloruro de hidrógeno y bromuro de hidrógeno.
"Cuando los gases halogenados están presentes en la fumarolas, lo que indica es que hay magma desgasificándose cerca de la superficie. Este tipo de gases prefieren estar disueltos en el magma, pero al subir a la superficie se liberan debido a la presión", comentó Martínez.
En el mundo, los gases orgánicos son poco estudiados. Sin embargo, estos son útiles para comprender procesos químicos por los que pasa el sistema volcánico. Ellos, por ejemplo, brindan información de si el magma está a niveles profundos o superficiales.
Análisis en el país
Para el análisis de la muestra recolectada, la botella de Giggenbach se coloca en el cromatógrafo, instrumento que permite separar químicamente una muestra acuosa o gaseosa con el fin de conocer su composición.
El cromatógrafo de Ovsicori cuenta con tres detectores (los comerciales solo cuentan con dos) y posee un metanizador que convierte el monóxido de carbono en metano, lo cual facilita su detección.
Los geoquímicos del Ovisicori han ido calibrándolo para los volcanes costarricenses e incluso colegas del Centro de Investigación en Ciencias Atómicas, Nucleares y Moleculares (Cicanum) de la Universidad de Costa Rica (UCR) diseñaron un sistema de vacío e ingreso de la muestra en el cromatógrafo, lo cual lo personaliza aún más para las necesidades de investigación en el país.
"En Costa Rica tenemos personas que tienen la capacidad para desarrollar dispositivos que se pueden acoplar a sistemas analíticos comerciales y eso hace que se aumenten las capacidades instrumentales, lo cual permite hacer un trabajo aún mejor", comentó Martínez.
"Ya no tenemos que mandar las muestras a Japón o Italia para hacer los análisis. Nos ahorramos inconvenientes como que las botellas se quebraran en el viaje o las decomisara. Ahora podemos hacer los análisis aquí", agregó la geoquímica.