Laboratorios de Geología

LABORATORIOS DEL DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA

Introduccion.- De acuerdo con el Plan Estratégico del CSIC, el conjunto de laboratorios presentes en el pabellón sur del Museo Nacional de Ciencias ofrece servicios analíticos, internos y externos, a grupos de investigación relacionados con: (1) muestras sólidas como, conchas, huesos, suelos, sedimentos, rocas, minerales, meteoritos, etc. (2) muestras líquidas (aguas), (3) muestras de aire y mezclas de gases como CO2, CH4, NxOx, Radón, etc. Estos laboratorios pueden prestar servicio a muchas áreas de investigación como mineralogía, petrología, gemología, química inorgánica, volcanología, estratigrafía, tectónica, geodinámica, geomorfología, paleontología, malacología, metalurgia, arqueología, cerámica, materias primas, materiales, dosimetría de radiaciones, biodeterioro, geodiversidad, toxicología ambiental o productos farmacéuticos. Los equipos analíticos realizan análisis cualitativos y cuantitativos de sólidos por: difracción de rayos X, microscopía de polarización y granulometría por counter-laser junto con los equipos de los laboratorios vecinos de técnicas no destructivas como ESEM-EDS-CL, DTA-TG, Micro-Raman, Micro-DRX, CTScan, Confocal, Microscopia 3D de Interferometria, etc. En general, las muestras sólidas pasan en primer lugar por los laboratorios de preparación de muestras para ser cortadas, molidas, tamizadas, separadas, centrifugadas, consolidadas, pulidas o prensadas en pastillas, de acuerdo con los análisis posteriores previstos.  Los laboratorios, cuentan con equipos portátiles de campo para espacios subaéreos (cámaras 4K, drones, equipos geofísicos, etc.) y para espacios subterráneos, para analizar gases (CO2, CH4, NxOx, Radon y otros) y monitorizar parámetros físicos como temperatura, humedad relativa, velocidad de aire, vibraciones, etc.  El laboratorio de Geoquímica y Monitorización Ambiental cuenta con un equipo Picarro G2101i que analiza la señal isotópica de Carbono en CO2 y CH4 del aire con altísima precisión.

EQUIPOS DEL LABORATORIO DE ANÁLISIS DE MUESTRAS SÓLIDAS POR DRX Y FRX (Laboratorio operativo, pero sin técnico, responsable: Director del Departamento)

Difractómetro de RX.- Se trata de un espectrómetro de Difracción de Rayos X Philips-PW 1830 que analiza muestras por el método de polvo para la identificación y determinación semi-cuantitativa de fases minerales predominantes. El equipo trabaja con cátodo de cobre y longitud de onda 1.74 con barridos habituales entre 3º- 65º de ángulo 2θ con salida sobre registro digital Philips PW 1710 y recogida de datos con ordenadores PC. El control y tratamiento de los difractogramas se efectúa con software XPowder (versión 2008) tanto para el análisis cualitativo como cuantitativo de las muestras.

Espectrómetro de FRX. Los análisis químicos se realizan con un espectrómetro Phillips modelo PW-2424 con un tubo de rayos X de ventana ultra-fina y ánodo de rodio (Rh) a 2,4 kW. El equipo tiene un detector de flujo y de centelleo desdoblados dentro de la cámara espectrométrica. Dispone de tres colimadores de 150, 300 y 700μm para elevada resolución, análisis cuantitativo y análisis de elementos ligeros respectivamente. La reflexión de los rayos X de fluorescencia tiene lugar en cinco cristales analizadores de LiF 220, LiF 200, Ge, PE y Px1 que permiten analizar desde el oxígeno hasta el uranio. Las muestras se introducen en el espectrómetro una vez pulverizadas, compactadas y prensadas para realizar un análisis cualitativo y semicuantitativo con una serie de patrones universales para calibrar cualquier elemento. Dispone de un software IQ+ para corregir los efectos Inter-elementales mediante tratamientos matemáticos. Las pastillas se montan con 8 g de muestra con 3.5 ml de solución de elvacite al 20% en acetona y todo ello prensado a 200 KNcm-2. Para hacer las perlas se funden 0,30 g de muestra de 5.5 g de Li2B4O7 para el análisis cuantitativo. Determinados elementos se obtienen mediante análisis cuantitativo de muestra preparada en forma perla, el resto en pastilla. La pérdida por calcinación se obtiene calcinando la muestra en mufla hasta 1000º C y manteniendo esta temperatura durante 1 hora. 

LABORATORIO DE GEOQUÍMICA Y MONITORIZACIÓN GEOAMBIENTAL (Laboratorio operativo de uso externo de los servicios técnico-científicos del MNCN. Consultar su página Web del MNCN)

Análisis de muestras de aire (concentración de CO2, CH4 y H2Ov y δ13C-CO2, δ13C-CH4).

Análisis de muestras de agua (mayores y trazas) y determinación de pH/mV, ORP, CE, TDS, Resistividad, Salinidad, Oxígeno Disuelto.

Monitorización geoquímica y ambiental de ecosistemas terrestres en diferentes contextos climáticos.

Aplicación de química isotópica y la monitorización ambiental de los ecosistemas para la cuantificación de los flujos de intercambio de CO2, CH4 y N2O entre los ecosistemas terrestres y la atmósfera.

Caracterización geofísica del subsuelo.

Monitorización estructural: Análisis modal, análisis de vibraciones (UNI9916, DIN4150) y vigilancia.

Análisis de peligrosidad y riesgo sísmicos. Respuesta sísmica local y microzonificación.

SERVICIO DE  IDENTIFICACIÓN PREVIA DE METEORITOS, GEMAS  Y MINERALES (Laboratorio operativo de uso externo de los servicios técnico-científicos del MNCN. Consultar su página Web del MNCN)

El Departamento de Geología proporciona un servicio externo de identificación previa de minerales, rocas, meteoritos y gemas por métodos tradicionales u organolépticos de lupa, refractómetro, peso específico, reflectividad (gem-tester), raya, ataque ácido, etc.., que, muchas veces, evita tiempos de espera y ahorra mayores costos de técnicas analíticas complejas que también están operativas dentro de otros laboratorios del MNCN.  

LABORATORIO DE PREPARACIÓN DE MUESTRAS (Laboratorio operativo, pero sin técnico, responsable: Director del Departamento)

En este taller se cortan, embuten, impregnan, pulen y muelen las muestras tanto de rocas compactas como de suelos y arenas descompuestos. También puede procesar cualquier otro tipo de solido ajeno a las ciencias geológicas como cerámica, hormigón, metal, madera, fósil, escoria o plástico. La preparación de las muestras permite ofrecer secciones planoparalelas pulidas para ser estudiadas en los microscopios del propio Museo, como el de catodoluminiscencia fría, el petrográfico, los electrónicos, WDS y de CL caliente, el Raman y el Confocal-láser. Las máquinas que se emplean son cortadoras, rectificadores, pulidoras, placas calefactoras, bombas de vacío para resinas o taladros-columna con cabezas de agua. Las muestras seccionadas, pulidas, molturadas o consolidadas quedan así preparadas para ser analizadas en equipos de dentro y fuera del MNCN.

EQUIPOS DE FOTOGRAMETRÍA Y LEVANTAMIENTOS TOPOGRÁFICOS DE PRECISIÓN  

No se ofrece un servicio abierto externo de fotogrametría, pero el grupo de trabajo del Dr. Benito, dispone de un Dron Phantom 4 RTK para levantamiento fotogramétrico y de software Photoscan (agisoft metashape) con licencia educacional de la UCM para uso interno. Para posicionamiento de dianas en campo, tienen un GPS diferencial Trimble 4700 que tiene unos 20 años. Estan buscando una antena GPS móvil que no dependa de la instalación de una base.

LABORATORIO DE PREPARACIÓN DE SEDIMENTOS (Laboratorio operativo de uso interno del Dpto. de Geología, Supervisor Fernando Garrido)  

En estas dependencias, existen torres de tamices, balanzas de sedimentación, molinos, campanas extractoras, etc… Separación de sedimentos dentro de rocas duras, por ejemplo, de arcillas en calizas por ataques ácidos de HCl en campana extractora.

LABORATORIO DE MICROSCOPIA OPTICA PETROGRAFICA (Laboratorio operativo para uso interno del Departamento de Geología, responsable Director del Departamento).

El Laboratorio cuenta con un microscopio petrográfico moderno operativo y con captura fotográfica de imágenes en una tarjeta SD, suficiente para estudiar secciones de rocas. Además cuenta con un microscopio de catodolumiscencia fría de imágenes espectrales a color que no está operativo.