Quimiometria

QUIMIOMETRÍA, Una disciplina útil para el análisis químico
Grupo de Quimiometría y Cualimetría de Tarragona
Departamento de Química Analítica y Química Orgánica Universitat Rovira i Virgili. Pl. Imperial Tàrraco, 1 43005-Tarragona España

Resumen Se describen en este artículo introductorio las principales características de la quimiometría. Se detalla su finalidad, su posición entre lasciencias experimentales, las herramientas o técnicas más relevantes que utiliza, los objetivos prácticos que persigue, los factores que han ayudado a su implantación y algunos de los objetivos que se plantean para el futuro.

Introducción La automatización y computerización de los laboratorios ha llevado consigo diversas consecuencias. Una de ellas es la rápida adquisición de gran cantidad de datos.Ahora bien, sabemos que la posesión de dichos datos dista, muchas veces, de proporcionar respuestas adecuadas. Obtener de datos no es sinónimo de poseer información; debemos interpretarlos y colocarlos en el contexto adecuado para convertirlos en información útil para el usuario. La quimiometría es la disciplina que tiene esta finalidad. La palabra quimiometría, inventada hace aproximadamentetreinta años, quiere resumir el concepto que engloba la medida en química. Se podría argumentar que, ciertamente, la medida en química siempre ha sido el campo de actuación de la química analítica. La quimiometría trata, específicamente, de todas aquellos procesos que transforman señales analíticas y datos más o menos complejos en información. La quimiometría utiliza métodos de origen matemático,estadístico y otros procedentes del campo de la lógica formal para conseguir sus fines. Por todo ello, la quimiometría se sitúa en un campo interdisciplinar. Aunque sus métodos y herramientas provienen de otras disciplinas (como, de hecho, ocurre habitualmente en la química analítica), claramente los fines de la quimiometría están ligados a la química y su éxito depende de los problemas químicos quesea capaz de resolver.

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Algunas áreas de interés Reconociendo tendencias en los datos. Supongamos que una empresa (farmacéutica, de pinturas, agroalimentaria, de química básica,...) produce diversos lotes de producto comercializable a la semana. Sus clientes desean recibir un producto de calidad constante y, por tanto, la empresa debe controlar la homogeneidad entre lotes. Si suponemos quepor cada uno de los 10 lotes fabricados semanalmente elegimos 12 muestras (que sean representativas de las fases inferior, media y superior del reactor donde se han producido, por ejemplo), tendremos un conjunto de 120 muestras. Si cada muestra individual se caracteriza por 7 parámetros distintos (que sean un reflejo de su composición, forma, tamaño u otras propiedades que la caractericen), yatenemos un conjunto de datos considerable formado por 120x7 datos. La representación numérica, en forma de tabla o matriz de datos, de los valores obtenidos se representa en la Figura 1.

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X
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Figura 1. Representación de la matriz de datos X formada por 120 muestras u objetos. Cada uno de ellos está caracterizado por 7 parámetros o variables.

Nos puede interesar conocer: a) sitodo el conjunto de muestras (llamadas objetos en el lenguaje utilizado en la quimiometría) es homogéneo o no. b) En caso de que no lo sea, si existe alguna muestra particular, discrepante (outlier), o conjunto de muestras que se diferencien del resto. c) Si encontramos muestras características, es conveniente conocer cuáles de los parámetros analizados (llamados variables) son distintos del restode las muestras. d) Siendo un poco ambiciosos, también nos gustaría saber si la información contenida en alguna de las variables es suplementaria del resto de variables y, por tanto, si realizamos demasiado trabajo analítico con el consiguiente gasto innecesario en tiempo y reactivos. Este tipo de información se obtiene aplicando una serie de técnicas quimiométricas que se han denominado...