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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL ECUADOR

Dr. Manuel Corrales Pascual, S.J.

RectorIng. Pablo Iturralde Ponce

VicerrectorDr. Carlos Acurio Velasco

Director General AcadémicoMáster Santiago Vizcaíno Armijos

Director del Centro de PublicacionesDr. Hugo Navarrete Zambrano

Decano de la Facultad de Ciencias Exactas y NaturalesDra. Lorena Meneses Olmedo

Directora Escuela de Ciencias Químicas

Miembros del Comité Editorial de la Escuela de Ciencias QuímicasMtr. Yolanda Jibaja Arias (Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Quito, Ecuador)

Dra. Lorena Meneses Olmedo (Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Quito, Ecuador)

SecretariaFátima Tasiguano Morales (Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Quito, Ecuador)

infoANALÍTICABoletín anual de la Escuela de Ciencias Químicas

AutoresPablo Pozo (Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Quito, Ecuador)

Fátima Mejía (Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Quito, Ecuador)

Adrián Pachacama S. (Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Quito, Ecuador)

Yolanda Jibaja A. (Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Quito, Ecuador)

José Quevedo C. (Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Quito, Ecuador)

Lorena Meneses O. (Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Quito, Ecuador)

Edgar Puente C. (Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Quito, Ecuador)

Carlos Rodríguez P. (Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Quito, Ecuador)

Wendy Heredia R. (Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Quito, Ecuador)

Lucía P. Rivadeneira (Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Quito, Ecuador)

ISBN: 978-9978-77-217-1

Diagramación e impresón:PPL Impresores

[email protected]

Quito, noviembre de 2014

Centro de Publicaciones

Av. 12 de Octubre 1076 y Roca • Telfs.: (593-2)2991711


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Contenido

Presentación 07

AISLAMIENTO Y CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA DE LA CAPSAICINA DE TRES VARIEDADES DE AJÍISOLATION AND PHYSICOCHEMICAL CHARACTERIZATION OF CAPSAICIN OF THREE PEPPERS VARIETIESPablo Pozo, Fátima Mejía 09

Resumen 09Introducción 11Materiales y métodos 12Resultados y discusión 14Conclusiones 19Literatura citada 20

DETERMINACIÓN DE AZUFRE, BORO Y FÓSFORO EN TEJIDO FOLIAR POR ESPECTROFOTOMETRÍA DE EMISIÓN POR ACOPLAMIENTO DE PLASMA INDUCTIVO Y DETECCIÓN ÓPTICA DETERMINATION OF SULFUR, BORON AND PHOSPHORUS IN LEAF TISSUE BY INDUCTIVELY COUPLED PLASMA ATOMIC EMISSION SPECTROMETRYAdrián Pachacama S., Yolanda Jibaja A. 21

Resumen 21Introducción 23Materiales y métodos 26Resultados 29Discusión 36Conclusiones 37Literatura citada 39

DETERMINACIÓN DE FACTORES DE ENRIQUECIMIENTO E ÍNDICES DE GEOACUMULACIÓN DE PLOMO, CADMIO Y NÍQUEL EN SUELOS AGRÍCOLAS DEL SECTOR SAN ALFONSO EN MACHACHIGEOACCUMULATION INDEX AND ENRICHMENT FACTOR FOR LEAD, CADMIUM AND NICKEL IN AGRICULTURAL SOILS OF SAN ALFONSO AREA IN MACHACHIJosé Quevedo C., Lorena Meneses O. 41

Resumen 41Introducción 43Materiales y métodos 45Resultados 49Discusión 51Conclusiones 53Recomendaciones 53Literatura citada 54


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DETERMINACIÓN DE SELENIO EN ALIMENTO BALANCEADO PARA GALLINAS PONEDORAS Y POLLOS DE ENGORDE POR ESPECTROSCOPÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA CON GENERACIÓN DE HIDRUROSDETERMINATION OF SELENIUM IN LAYING HENS BALANCED FOOD AND BROILER CHICKENS BY ATOMIC ABSORPTION SPECTROSCOPY HYDRIDES GENERATIONEdgar Puente C., Pablo Pozo P. 57

Resumen 57Introducción 59Materiales y métodos 60Resultados 61Discusión 63Conclusiones 64Recomendaciones 65Literatura citada 66

ESTUDIO DE LA TÉCNICA DE EXTRACCIÓN ASISTIDA POR MICROONDAS PARA SU APLICACIÓN EN LA DETERMINACIÓN DE HIDROCARBUROS TOTALES DE PETRÓLEO EN SUELOSSTUDY OF THE MICROWAVE-ASSISTED EXTRACTION TECHNIQUE FOR ITS APPLICATION TO THE DETERMINATION OF TOTAL PETROLEUM HYDROCARBONS IN SOILSCarlos Rodríguez P., Wendy Heredia R. 67


DESARROLLO DE UN MÉTODO DE TOMA AUTOMÁTICA DE MUESTRAS DE AGUAS RESIDUALES UTILIZANDO UN MUESTREADOR ROBÓTICO PORTÁTILDEVELOPMENT OF AN AUTOMATED WASTEWATER SAMPLING METHOD USING AN AUTOMATIC PORTABLE ROBOTIC SAMPLERLucía P. Rivadeneira, Wendy J. Heredia R. 81



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PRESENTACIÓN

La Escuela de Ciencias Químicas de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturalesde la Pontificia Universidad Católica del Ecuador, con la colaboración del Cen-tro de Publicaciones, edita este segundo número del Boletín InfoANALÍTICA,que cuenta con la participación de investigadores y estudiantes de la carrerade Ciencias Químicas con mención en Química Analítica.

La química es una ciencia básica para muchos campos del conocimiento: lamedicima, la biología, la ingeniería, la astronomía, etc. Su estudio es de im-portancia en el desarrollo de la humanidad por ello es nuestro deber como do-centes de la PUCE, y de manera especial de la Escuela de Ciencias Químicas,aportar a la actividad científica, docente y profesional, a través de la difusiónde los resultados de trabajos de investigación que se realizan en este campo.

En este segundo número se presentan trabajos que tienen relación con temasde importancia para el bienestar humano y de la vida en general, como la se-guridad alimentaria, la composición de alimentos y el análisis de contamina-ción ambiental por aguas residuales, hidrocarburos y metales pesados,ofreciendo técnicas innovadoras de análisis.

Los resultados de los trabajos de investigación presentados, han sido realizadosen base al método científico, con esfuerzo y dedicación de los investigadoresy su grupo de investigación.

El personal docente, administrativo y estudiantes de la Escuela de Ciencias Quí-micas dejamos constancia de nuestro agradecimiento a las autoridades de laPontificia Universidad Católica del Ecuador por su apoyo decidido para la for-


infoANALÍTICANoviembre 2014

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mulación, ejecución y desarrollo de nuestros proyectos de investigación, asícomo su difusion a través de la publicación de este documento.

Deseamos que este aporte a la actividad científica, docente y professional coad -yuve a fomentar la investigación, la producción científica y el desarrollo de laquímica en nuestro país.p

Dra. Lorena Meneses Olmedo

DIRECTORA DE LA ESCUELA DE CIENCIAS QUÍMICAS


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AISLAMIENTO Y CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA DE LA CAPSAICINA

DE TRES VARIEDADES DE AJÍ

ISOLATION AND PHYSICOCHEMICAL CHARACTERIZATION OF CAPSAICIN OF THREE PEPPERS VARIETIES

Pablo Pozo1 & Fátima Mejía

Palabras claves: aislamiento, capsaicina, capsaicinoides, espectroscopía, infrarrojo

Keywords: isolation, capsaicin, capsaicinoides, spectroscopy, infrared

RESUMEN

En el presente trabajo se aisló y se caracterizó la capsaicina presente en tresvariedades de ají del género Capsicum: Capsicum annuumm L, Capsicum chi-nense Jacq, Capsicum pubescens. La extracción del principio activo se realizómediante dos métodos: extracción Soxhlet con etanol absoluto y por macera-ción con etanol absoluto. Además, se realizaron pruebas como análisis de hu-medad, cenizas totales, cenizas solubles en agua y cenizas insolubles en ácidocon el fin de determinar la presencia de contaminantes en la misma. Una vezobtenidos los extractos, se procedió a realizar pruebas específicas para alca-loides: ensayo de Dragendorff, Mayer y Wagner. La capsaicina se purificó me-diante cromatografía de columna y finalmente se hicieron pruebas de

1 Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Escuela de Cien-cias Químicas, Quito, Ecuador ([email protected]; [email protected] ).



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identificación por espectroscopía de infrarrojo con transformada de Fourier(FTIR). Los resultados obtenidos mostraron que la variedad ají dulce o largo co-lorado presentó mayor porcentaje de capsaicinoides, 34.45%. Las tres varie-dades de ají presentan porcentajes de humedad elevados siendo el ají ratón elde menor proporción con un 69.85%. Los niveles de cenizas totales en los trestipos son menores a 8.5% de lo establecido en la Norma NTE INEN 2532:2010.De las dos técnicas ensayadas para la extracción de capsaicinoides, el métodoSoxhlet fue el que dio mejor resultado.

ABSTRACT

In this present work was isolated and characterized the capsaicin content inthree varieties of peppers of the genus Capsicum: Capsicum annuumm L, Cap-sicum chinense Jacq, Capsicum pubescens. The extraction of the active princi-ple was performed by two methods: Soxhlet extraction with absolute ethanoland maceration with absolute ethanol. Analysis of moisture, total ash, watersoluble ash and acid insoluble ash were investigated. After obtaining the ex-tracts, we proceeded to perform specific tests for alkaloids: Dragendorff, Mayer,Wagner test. The capsaicin was purified by column chromatography, and finallyanalyzed by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). The results showedthat three varieties of chili have high moisture percentages although the ratónpepper had a lower proportion with 69.85%. Total ash levels in the three typesare less than 8.5% of the provisions of the standard NTE INEN 2532:2010. Ofthe two tested techniques for extraction of capsaicinoids, the Soxhlet methodwas the better. The dulce pepper or largo colorado variety had a higher numberof capsaicinoids, 34.45%. Finally, the three varieties of peppers have capsaicin

in its structure.


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La gran diversidad de cultivos en elEcuador crea la necesidad de buscaralternativas para proporcionar unvalor agregado a los frutos o plantascultivadas en el país. Los extractosnaturales obtenidos de estas fuentesposeen numerosas aplicaciones enla industria farmacéutica y área me-dicinal.

Los productos vegetales tienen un ex-tenso contenido de nutrientes y com-puestos químicos con una variedadde estructuras que brindan efectosbiológicos al organismo humano. Loscompuestos fitoquímicos son sustan-cias biológicamente activas que se en-cuentran en vegetales, los cuales con-fieren color, aroma y sabor. No sonnutrientes esenciales para la vida perotienen efectos positivos en la salud.

En el Ecuador, los frutos del géneroCapsicum representan una tradicióncultural ya que es uno de los vegeta-les utilizado como alimento y comoespecia. El consumo de ají se debe asu sabor pungente causado por lapresencia de capsaicinoides, que sonun grupo de amidas ácidas derivadasde la vainillilamina (Molina, 2009).

La capsaicina es el capsaicinoidemás abundante y representa el 70%,el resto corresponde a dihidrocapsai-cina, nordihidrocapsaicina, homo-capsaicina y homodihidrocapsaicina.La capsaicina, como analgésico deuso tópico, ha adquirido una rápidadifusión en la terapéutica actual parael tratamiento de neuralgias y enfer-medades reumáticas (Fernández,2007).

El reciente interés en el uso de cap-saicina como un analgésico tópicopara una variedad de condiciones ca-racterizadas por el dolor, las cualesno responden a analgésicos comu-nes, se debe a su modo de acción. Lacapsaicina disminuye el contenidodel neurotransmisor conocido comosustancia P en las terminaciones ner-viosas que se encuentran en la piel ymembranas mucosas. En este sen-tido, trabaja como un antisensibili-zante facilitando su utilización comoanalgésico auxiliar para el trata-miento de artritis y osteoartritis (Ca-terina et al., 1997).

El objetivo principal de esta investi-gación es el de extraer y caracterizar

INTRODUCCIÓN

AISLAMIENTO Y CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA DE LA CAPSAICINA DE TRES VARIEDADES DE AJÍ



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la capsaicina de tres variedades deajíes cultivadas en el Ecuador, con lafinalidad de proporcionar al sectorfarmacéutico datos basados en nues-

tras variedades de ajíes, para prepa-raciones de ungüentos y cremas deuso tópico.

MATERIALES Y MÉTODOS

Muestreo

Se hizo por conglomerados, utilizadocuando los individuos de la pobla-ción constituyen grupos naturales oconglomerados. De esta manera, seutilizaron tres conglomerados quecorresponden a cada una de las es-pecies botánicas del género Capsi-

cum: Capsicum annuumm L (ajídulce o largo colorado) recolectadoen la provincia de Pichincha, Capsi-

cum chinense Jacq (ají ratón o uña depava) recolectado en la provincia deManabí, Capsicum pubescens R&P

(ají rocoto) recolectado en la provin-cia de Imbabura.

Preparación de la muestra

Las muestras de las tres variedades deají se lavaron con agua, con el obje-tivo de eliminar restos de tierra u otrocontaminante. El material vegetal sesecó en una estufa marca Memmerta 60 °C y posteriormente, se trituróen una licuadora convencional.

Evaluación fisicoquímica

Se aplicaron las siguientes normastécnicas ecuatorianas: Determina-ción de humedad (NTE INEN 1114).Determinación de cenizas totales(NTE INEN 1117). Determinación decenizas solubles en agua (NTE INEN1119). Determinación de cenizas in-solubles en ácido (NTE INEN 1118).

Extracción de capsaicina

Método Soxhlet.- Se pesaron 15 g deají seco y molido en una balanzaanalítica (Mettler Toledo modelo AB204) y se colocaron en un cartuchode celulosa y luego en la cámara deextracción del equipo Soxhlet marcaProvitec. Se extrajeron los capsaici-noides con etanol absoluto (P. A. Pan-reac) contenido en el matraz delequipo, previamente pesado con nú-cleos de ebullición. Se llevó a reflujoa 78 °C por 5 horas. Concluido eltiempo de extracción, el extracto eta-nólico se concentró en un rotavapor


marca Büchi a 78 °C. Este procedi-miento se repitió para las tres mues-tras de ají y cada una por triplicado.

Método de maceración.- 15 g de ajíseco y molido se colocaron en unmatraz Erlenmeyer, que contenía 150mL de etanol absoluto (P. A. Panreac).. La mezcla se mantuvo en agitaciónconstante durante 12 horas a tempe-ratura ambiente. Una vez transcu-rrido el tiempo de agitación, se filtróy se separó el extracto etanólico, paraluego concentrarlo en un rotavapor a78 °C, sin llegar a sequedad. Esteprocedimiento se realizó por tripli-cado para las tres muestras de ají.

Purificación de capsaicina.- Cada ex-tracto etanólico concentrado quecontiene los capsaicinoides se pasa-ron a través de una columna con alú-mina activada, se lavaron con 60 mLde acetato de etilo (P. A. Panreac) entres porciones (15, 15 y 30 mL), quefueron recogidos en un vaso de pre-cipitación de 100 mL. El solvente seevaporó hasta sequedad para obtenerla capsaicina y en la columna que-daron retenidos los demás capsaici-noides.

Ensayos para identificación de alca-loides

El método utilizado para identificaralcaloides fue el propuesto por (Mar-cano & Hasewagua, 2002).

Identificación de capsaicina por es-pectroscopía de infrarrojo con trans-formada de Fourier (FTIR)

El extracto de capsaicina se redisol-vió en 10 mL de acetato de etilo y seanalizó directamente en el espectró-metro de infrarrojo con transformadade Fourier (FTIR), marca Perkin Elmermodelo BTXII. Se colocó 1 ó 2 gotasde la capsaicina disuelta sobre elporta muestra. El espectro de lamuestra se corre bajo condicionesanalíticas de resolución de 4 cm-1,rango de 4400 a 520 cm-1 e intervalode 2 cm-1 en modo de absorbanciay con un número de scans de 8 hastaobtener un espectro con bandas finase intensas.

Finalmente, se confirmó la identidadde la capsaicina mediante un espec-tro obtenido de la literatura.

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Parámetro

Ají Ají Ají colorado ratón rocoto

(%)+

Humedad 80.15 69.85 83.95

Humedad

teórico 89.6 76.2 91.0

Cenizas

Totales* 5.70 1.85 6.03

Cenizas

solubles

en agua 4.18 0.98 4.33

Cenizas

insolubles

en HCl 1.26 0.36 1.00

* Máximo de cenizas totales 8.5%.+ Valores promedio de tres repeticiones

La Tabla 1, revela el porcentaje dehumedad de las tres variedades deají. El ají rocoto (Capsicum pubes-

cens R&P) presenta el mayor porcen-taje de humedad con un 83.95

debido a su estructura voluminosa. Elají ratón (Capsicum chinense Jacq.)presenta el menor porcentaje de hu-medad con 69.85%.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Tabla 1. Evaluación fisicoquímica de las tres variedades de ajíes

Los resultados obtenidos de cenizastotales para las tres variedades de ají,Tabla 1, se encuentran entre 1.85 y6.03%, valores que se encuentranbajo el límite permitido (8.5%) en laNorma Técnica Ecuatoriana NTE INEN2532:2010, lo que indica que el cul-tivo está libre de contaminantes.

Las cenizas solubles en agua tienenvalores entre 0.98 y 4.33%, Tabla 1,lo que confirma la ausencia de con-taminantes en las muestras. En cuantoa las cenizas insolubles en áci do,Tabla 1, se obtuvieron porcentajesentre 0.35% y 1.26%, siendo el límitemáximo el 1%, según la norma an-terior. En consecuencia, el ají dulce o


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largo colorado (Capsicum annuum L.)excede el límite permisible de estetipo de cenizas, lo que sugiere queeste fruto tiene productos térreos.Al comparar los resultados de extrac-ción de los capsaicinoides por el mé-todo Soxhlet y el método de ma-ceración,Tabla 2, se observa que elmétodo Soxhlet permite una mayorextracción.

Sin embargo López (2011), muestraque se obtiene un mayor porcentaje

de capsaicinoides por el método delixiviación con etanol que los que seobtienen empleando la técnica Soxh-let, debido a que es más selectivo.Además, Rodríguez et al. (2004), re-vela que el método de lixiviación conetanol resulta adecuado para la ob-tención de olerresinas que contienencapsaicinoides ya que su estudio pro-porcionó valores promedio de 9.84%de oleorresinas para el Capsicum an-

nuum y 12.29% para el Capsicum

chinense con dicha técnica.

Tabla 2. Porcentajes de capsaicinoides obtenidos por los métodos Soxhlet

y maceración para las tres variedades de ajíes

Método

Ají Ají Ají colorado ratón rocoto

Capsaicinoides (%)*

Soxhlet 34.45 20.98 28.66

Maceración 22.49 11.61 19.81

* Valores promedio de tres repeticiones

También se puede observar que enlos dos métodos de extracción, el ajídulce o largo colorado (Capsicum an-

nuum L.) presenta el mayor porcen-taje de extracción con un 34.45%con el método Soxhlet y 22.49% conel método de maceración. Además,se distingue que los porcentajes deextracción de capsaicinoides del ají

rocoto (Capsicum pubescens R&P)fue de 28.66% con el método Soxh-let y 19.81% con el método de ma-ceración. Estos valores son relativa-mente altos en comparación con losobtenidos en el ají ratón (Capsicum

chinense Jacq) que fueron de 20.98%con el método Soxhlet y de 11.61%con el método de maceración, Tabla



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2. Una de las posibles causas de va-riación en los niveles de capsaicinoi-des en las tres variedades de ají es laespecie, ya que la cantidad de cap-saicinoides pueden variar de una es-pecie a otra, además, las condicionesde cultivo, tipo de suelo, madurezdel fruto y el clima, son factores que

alteran las condiciones bioquímicasde las células de los ají.

La capsaicina puede considerarsecomo un alcaloide debido a que dapositivas las pruebas de Dragendorff,Wagner y Mayer en el tamizaje fito-químico,Tabla 3.

Tabla 3. Resultados del tamizaje fitoquímico del extracto de capsaicina obtenidos

por dos métodos de extracción para identificar la presencia de alcaloides

Extrac- Ají Reactivo Reactivo Reactivo ción Drangen- de de

dorff Wagner Mayer

1 colorado ++ ++ ++Ratón ++ ++ ++

Rocoto ++ ++ ++

2 colorado ++ ++ ++Ratón ++ ++ ++

Rocoto ++ ++ ++

1. Método Soxhlet2. Método de maceración

Identificación de capsaicina

El estudio de Celis (2005), demostróque la capsaicina en la especie Cap-

sicum presentan una gran solubilidaden solventes orgánicos en especial al-cohol etílico, y escasa solubilidad enagua.

Análisis espectroscópico

La Figura 1, presenta el espectro deinfrarrojo para el estándar de capsai-cina, que sirvió para comparar los es-pectros infrarrojos obtenidos en estainvestigación.


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La Figura 2, presenta el espectro deinfrarrojo de la variedad ají rocoto(Capsicum pubescens R&P) en elcual se distingue la banda ubicada en3363.89 cm-1 que corresponde a vi-braciones de tensión de N-H en ami-das. La banda ubicada aproximada-mente en 3008 cm-1 corresponde a

vibraciones de tensión C-H en com-puestos aromáticos. Así como labanda en 2855.80 cm-1 pertenece avibraciones de tensión C-H en alque-nos. La banda que se encuentra en1726.22 cm-1 corresponde a vibra-ciones C=O del grupo amida (Figura3).


Figura 1. Espectro de infrarrojo para el estándar de Capsaicina

Figura 2. Espectro de infrarrojo para capsaicina del ají rocoto(Capsicum pubescens R&P) obtenido por el método Soxhlet.



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Como la capsaicina es una amida se-cundaria da lugar a la vibración N-Hen 1654.42 cm-1, dicha señal se de-nomina amida II. En 1515.94 cm-1 seproduce la vibración por tensión deC=C en compuestos aromáticos. Fi-

nalmente, en el espectro (Figura 2) sepuede distinguir la banda en 966.82cm-1 que corresponde a sustituyen-tes en el anillo bencénico, pues lacapsaicina posee el grupo metoxilocomo sustituyente.

Figura 3. Estructura de la capsaicina

Los espectros obtenidos mediante FTIRpara las tres variedades de ajíes (Figura2, 4 y 5 son similares, ya que las ban-

das que caracterizan a la capsaicina,coinciden con las bandas principalesde las tres variedades de ajíes.

Figura 4. Espectro de infrarrojo para capsaicina del ají ratón(Capsicum chinense jacq.) obtenido por el método Soxhlet.


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Se evidenció la presencia de capsai-cinoides en las tres variedades deajíes estudiadas, mediante extracciónetanólica. Se comprobó que se puedeseparar la capsaicina de los demáscapsaicinoides al hacerle pasar a tra-vés de una columna de alúmina acti-vada mediante acetato de etilo.

La capsaicina, se le puede considerarun alcaloide, ya que tiene la capaci-

dad de combinarse con el yodo ymetales pesados como bismuto, mer-curio y tungsteno para formar preci-pitados o reacciones de coloración.Las reacciones de precipitación sebasan en un intercambio entre elanión voluminoso del reactivo y elanión pequeños de la sal de alca-loide. Esto se evidencia al dar positi-vos los ensayos de Dragendorff,Wagner y Mayer.

CONCLUSIONES

Figura 5. Espectro de infrarrojo para capsaicina del ají colorado(Capsicum annuum L.) obtenido por el método Soxhlet.

Se determinó que el ají dulce o largocolorado (Capsicum annuum L) fue lavariedad que posee mayor porcentajede capsaicinoides extraídos mediantelas dos técnicas de ensayadas.

La técnica de espectroscopía de in-frarrojo con transformada de Fourierpermite confirmar la presencia decapsaicina en los extractos de las tresvariedades de ají.




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Caterina M., Shumacher M., TominagaM., Rosen T., Levine J., Julius D.,(1997). The capsaicin receptor: aheat-activated ion channel in thepain pathway, Nature, Vol. 389, pp816-819.

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Instituto Ecuatoriano de NormalizaciónNTE INEN 1117. (1984), Determi-nación de cenizas totales. Ecuador

Instituto Ecuatoriano de NormalizaciónNTE INEN 1118. (1984), Determi-nación de las cenizas insolubles enácido. Ecuador

Instituto Ecuatoriano de NormalizaciónNTE INEN 1119. (1984), Determi-nación de las cenizas solubles enagua. Ecuador

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LITERATURA CITADA


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DETERMINACIÓN DE AZUFRE, BORO Y FÓSFORO EN TEJIDO FOLIAR

POR ESPECTROFOTOMETRÍA DE EMISIÓNPOR ACOPLAMIENTO DE PLASMA

INDUCTIVO Y DETECCIÓN ÓPTICA

DETERMINATION OF SULFUR, BORON AND PHOSPHORUS INLEAF TISSUE BY INDUCTIVELY COUPLED PLASMA ATOMIC EMIS-

SION SPECTROMETRY

Adrián Pachacama S.1 & Yolanda Jibaja A.1

PALABRAS CLAVES: Espectrofotometría, fósforo, azufre, boro, ICP-OES, tejido foliar

KEYWORDS: Spectrophotometry, Phosphorus, Sulfur, Boron,

ICP-AES, leaf tissue.

RESUMENLas técnicas fotocolorimétricas utilizadas tradicionalmente para la cuantifica-ción de fósforo, azufre y boro, presentan desde el punto de vista analítico seriaslimitaciones: el tiempo de desarrollo y la escasa estabilidad del color, por ejem-plo, dificultan la lectura, así como el empleo de reactivos altamente tóxicosque afectan la salud y la calidad del medio ambiente. Por esta razón en este

1 Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Escuela de Cien-cias Químicas, Quito Ecuador ([email protected]), [email protected]).



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estudio se optimizó la técnica de espectroscopía de emisión atómica por aco-plamiento de plasma inductivo y detección óptica para determinar el contenidode fósforo, azufre y boro en tejido foliar de banano en las variedades Maqueñoy Dominico cultivado en la provincia de El Oro y de rosas en las variedadesGrandiflora e Híbridas de Té, en cultivos en la provincia de Cotopaxi. La cuan-tificación de los analitos en los diferentes cultivos y variedades permite conocersi éstos se encuentran o no dentro de los límites establecidos como adecuadospara el desarrollo normal de las plantas en lo referente a fósforo, azufre y boro.El contenido promedio de fósforo, azufre y boro en las muestras de banano,variedad Dominico fue de: 0,48 y 0,38% y 44 mg/kg respectivamente; en lavariedad Maqueño 0,50 y 0,39% y 44 mg/kg. En el caso de tejido foliar derosas, en la variedad Grandiflora los valores corresponden a 0,39 y 0,30% y40 mg/kg para fósforo, azufre y boro; y finalmente para la variedad Híbridasde Té, el contenido de fósforo, azufre y boro fue de 0,46 y 0,36% y 42 mg/kg.Al considerar el número de muestras analizadas, cantidad de reactivos y tiempoempleado se puede concluir que la técnica de espectroscopía de emisión ató-mica por acoplamiento de plasma inductivo y detección óptica ofrece una seriede ventajas: permite el análisis simultáneo de analitos, presenta una baja sus-ceptibilidad a las interferencias químicas debido a las altas temperaturas de tra-bajo y por lo tanto los límites alcanzados son adecuados para la cuantificaciónde fósforo, azufre y boro en tejido foliar.

ABSTRACT The photocolorimetrics techniques traditionally used for quantification of phos-phorus, sulfur and boron, presented from the point of view serious analyticallimitations: development time and low color stability, for example, difficult toread, and the use of highly reactive toxic affecting health and environmentalquality. Therefore in this study the technique of atomic emission spectroscopywas optimized by coupling inductive plasma and optical detection to determinethe content of phosphorus, sulfur and boron in leaf tissue of banana in Maqueñoand Dominico varieties cultivated in the province of El Oro and roses in theHíbridas de Té and Grandiflora varieties, crops in Cotopaxi province. The quan-tification of the analytes in the different crops and varieties reveals whether or


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not these are within the limits as appropriate for the normal development ofthe plants in relation to phosphorus, sulfur and boron. The average content ofphosphorus, sulfur and boron in the samples of banana Dominico variety was0,48 and 0,38% and 44 mg/kg respectively, and 0,50 and 0,39% and 44 mg/kgin Maqueño variety. In the case of leaf tissue roses Grandiflora variety in thevalues correspond to 0,39 and 0,30% and 40 mg/kg for phosphorus, sulfur andboron, and finally for Híbridas de Té variety, the content of phosphorus, sulfurand boron was 0,46 and 0,36% and 42 mg/kg. When considering the numberof samples tested, amount of reagents and time taken it can be concluded thatthe technique of atomic emission spectroscopy by coupling inductive plasmaand optical detection offers a number of advantages: it allows the simultaneousanalysis of analytes, has a low susceptibility to chemical interferences due tohigh working temperatures and therefore reached the limits are suitable for

quantification of phosphorus, sulfur and boron in leaf tissue.

INTRODUCCIÓN

El Ecuador es un país netamente agrí-cola, la agricultura ha sido y es unfactor determinante en la dinámicade la economía ecuatoriana, actual-mente se ha convertido en un activoestratégico para la mayoría de las na-ciones en el mundo. Sin embargo, amedida que la agricultura se ha idodesarrollando, los aspectos que giranalrededor de esta actividad, sobretodo su relación con el medio am-biente, la industria, las finanzas, elcomercio y los consumidores, se hanvuelto más complejos, exigen nuevaspolíticas de control de calidad y aná-lisis que fortalezcan este recurso y

atiendan adecuadamente las necesi-dades de la seguridad alimentaria delsiglo XXI.

Las excelentes condiciones de ordenclimático y ecológico que tiene nues-tro país, han permitido que peque-ños, medianos y grandes productoresse dediquen al cultivo, entre otros, debanano y rosas, de tal manera queaseguran la posibilidad de abastecerla demanda mundial los 365 días delaño (Proecuador, 2011).

El crecimiento y desarrollo de lasplantas están determinados por nu-

DETERMINACIÓN DE AZUFRE, BORO Y FÓSFORO EN TEJIDO FOLIAR POR ESPECTROFOTOMETRÍA DE EMISIÓN POR ACOPLAMIENTO DE PLASMA



merosos factores del suelo y delclima, así como por factores inheren-tes a las plantas mismas. Algunos deéstos están bajo control del hombre,pero muchos de ellos no. El hombretiene poco control sobre el aire, laluz y la temperatura, pero puede in-fluir en la provisión de nutrientes delsuelo modificando las condicionesdel suelo o añadiéndolos en forma defertilizantes (Sánchez, 2007).

Hay nutrientes que son esencialespara el ciclo de vida de las plantas eintervienen directamente en la nutri-ción de las mismas, a más de corregiralguna condición desfavorable delsuelo o del medio de cultivo (Nava-rro, 2003).

En la actualidad se considera que haypor lo menos 16 elementos necesa-rios para el crecimiento de las plan-tas. El carbono, hidrógeno y oxígenoson obtenidos del aire y del agua yconstituyen el 90% de la materiaseca, los elementos restantes: nitró-geno, fósforo, potasio, calcio, mag-nesio, y azufre son requeridos engrandes cantidades y se les denominamacroelementos; los nutrientes quese necesitan en cantidades conside-rablemente bajas se les denomina

microelementos, se incluyen en ellosal manganeso, hierro, boro, zinc,cobre molibdeno y cloro (Fassbender,1975). Cuando a las plantas les faltaalgún nutriente en particular, por logeneral aparecen síntomas, por la de-ficiencia de boro, por ejemplo, lashojas tienden a engrosar y se tornanoscuras, las raíces mueren, los frutossufren varios trastornos que están re-lacionados con la desintegración ydeformación de los tejidos internoscomo se observa en las manzanascon “corazón corchoso”, remolachascon “corazón podrido” y apios contallos rotos (Sallisburry, 2000). Es im-portante conocer y comprender lacausa, cuando el aspecto es poco sa-ludable se debe a una enfermedad yen esos casos se puede rociar el ferti-lizante sobre la planta, pero si se tratade una deficiencia de nutrientes éstosse pueden aplicar al suelo; estas de-ficiencias aparecen sólo cuando laprovisión del elemento es tan escasaque la planta no puede funcionarnormalmente. El fósforo, el azufre yel boro cumplen actividades especí-ficas dentro de la planta, la deficien-cia de estos elementos produceplantas muy pequeñas, con un colorverdinegro asociado con una colora-ción purpúrea en la etapa de creci-


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miento y después las plantas se vuel-ven amarillas (Sanzano, 2008).

La evaluación del nivel de disponibi-lidad de nutrientes a través del análi-sis químico de tejido foliar es todavíaobjeto de estudio en muchos países,actualmente el mercado ofrece equi-pos con nuevas tecnologías que per-miten optimizar las técnicas deanálisis para facilitar el diagnósticode la fertilidad del suelo y del estadonutricional de los cultivos.

Este análisis consiste en medir el con-tenido total de los nutrientes presen-tes en las hojas u otra parte de laplanta; se considera actualmentecomo una referencia indispensablepara confirmar los síntomas visualesde la mal nutrición o toxicidad, co-nocer el estado nutricional de lasplantas, complementar el análisis desuelo y como guia de fertilización.Con estos antecedentes es muy im-portante señalar las razones que mo-tivaron la realización de este trabajode investigación.

El laboratorio del Departamento deManejo de Suelos y Aguas (DMSA)de la Estación Experimental Santa Ca-talina (EESC) está comprometido con

el desarrollo agropecuario y econó-mico del país, mediante la prestaciónde servicios analíticos altamente con-fiables con el fin de determinar el es-tado nutricional de los cultivos. Suactividad se ha visto favorecida por elincremento del número de muestrasanalizadas, siendo en su mayoría lasde banano y rosas, que le permitenmejorar su nivel económico. Sin em-bargo, las técnicas tradicionales deanálisis empleadas no son lo sufi-cientemente aptas para el análisismultielemental ni para muestras nu-merosas. Por estas razones surge lanecesidad de implementar una nuevatécnica de análisis que ofrezca servi-cios de análisis químicos de exce-lente calidad. Con la implementaciónde la técnica de análisis de espectros-copía de emisión por acoplamientode plasma inductivo y detección óp-tica, ICP-OES, por sus siglas en in-glés, se pretende que el número deanálisis por día sea mayor (INIAP,2000).

Esta técnica de análisis constituyeuna herramienta esencial que pre-senta una serie de ventajas respectoa las técnicas tradicionales de análi-sis. Las fuentes de excitación: llama,arco y chispa, consideradas como

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tradicionales presentan una serie deinconvenientes; la temperatura quese alcanza en las llamas, es relativa-mente baja por lo que resulta difícilsino imposible analizar elementos re-fractarios o elementos con grandesenergías de excitación, los productosde combustión y los gases de la llamadan lugar a interferencias químicas yespectrales; los arcos y las chispasson capaces de proporcionar altastemperaturas de excitación, pero lanaturaleza de la descarga eléctrica esafectada por el tipo de muestra, o pe-queñas variaciones en la composi-ción pueden originar cambiosimportantes en las condiciones deexcitación. Para tratar de evitar estosinconvenientes se ha desarrolladoesta técnica de análisis multielemen-tal, con baja susceptibilidad a las in-terferencias químicas y con un

amplio rango de trabajo, se puede re-gistrar al mismo tiempo el espectropara docenas de elementos, un as-pecto muy importante cuando se dis-pone de numerosas muestras pero enpequeñas cantidades.

Este trabajo de investigación consti-tuye un estudio pionero en el área delanálisis foliar mediante espectrosco-pía de emisión óptica con acopla-miento de plasma inductivo, sedeterminaron las mejores condicio-nes experimentales para el análisis defósforo, azufre y boro en las hojas debanano y rosas de las variedades em-pleadas, con miras a su posterior im-plementación en el laboratorio delDepartamento de Manejo de Suelosy Aguas de la Estación ExperimentalSanta Catalina, lugar en el cual sedesarrolló este proyecto.


Para la cuantificación de los analitosen tejido foliar, se desarrollaron cua-tro etapas: muestreo, preparación dela muestra, extracción de los analitosy cuantificación.

Muestreo

El muestreo se realizó en plantacio-nes de banano ubicadas en la provin-cia de El Oro y de rosas en laprovincia de Cotopaxi. La plantaciónde banano cuenta con una extensiónaproximada de 100 hectáreas, 40


para la variedad Dominico con 1800plantas y 60 para la variedad Ma-queño con 2400 plantas. La planta-ción de rosas tiene una extensión de50 hectáreas, en ellas se cultivan lasvariedades Grandiflora e Híbridas deTé, con 270 plantas cada una.

Para la toma de muestras de hojas deplantas de banano y de rosas se uti-lizó la metodología del “Manual detoma de muestras del Generalitat Va-lenciana de Agricultura, Pesca y Ali-mentación” (Morales, 2011).

El área de cultivo se dividió en par-celas y éstas en subparcelas. Para laselección de las plantas se debe con-siderar la relación aproximada entreel número de plantas a muestrear encada subparcela y el número total deplantas de la misma, cuando la sub-parcela supera las 2500 plantas esconveniente dividirla en subparcelaspara efectuar el muestreo; en subpar-celas con 1500-2500 plantas, se se-leccionaron una de cada 50 paratomar la muestra de banano; para lasmuestras de rosas se muestrearon unade cada nueve plantas. Una vez se-leccionadas las plantas se procedió atomar las hojas para el análisis. En elcaso de las rosas se tomaron aquellas

hojas ubicadas alrededor de cada florhasta obtener una cantidad mínimade 100 g y en el caso de banano seseleccionó una hoja, la que se en-contró a la altura del hombro, de lacual se retiró y descartó la nervaduray el resto se cortó en pedazos demenor tamaño; de cada una de lasmuestras de rosas se tomó aleatoria-mente una hoja para su caracteriza-ción física anotando datos respecto lacoloración, tamaño y alguna otraseñal particular, en el caso de lasmuestras de hojas de banano se pro-cedió de manera similar.

Las hojas se transportaron al labora-torio en fundas de papel biodegrada-ble con una etiqueta con los siguien-tes datos: lugar de muestreo, nombredel colector, fecha, hora y código deidentificación de la muestra.

Preparación de las muestras

Las muestras que llegaron al labora-torio se sometieron a un proceso depreparación según los parámetros ci-tados en “Métodos para análisis fo-liar” (Calderón, 2004).

El tejido foliar se lavó con agua co-rriente, luego con destilada y se dejó

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secar al aire; en la siguiente etapa,aproximadamente 100 g de muestrase secaron en estufa a 60 °C durante24 horas para posteriormente some-terlos a molienda utilizando un mo-lino Pulverisseti 8. La muestra molidase tamizó a través de una malla de 2mm para finalmente ser almacenadaen frascos plásticos a una tempera-tura de 25° ± 4 °C.

Extracción de los analitos

Para la extracción de los analitos sepesó en un vial de teflón 0,40 ± 0,01g de muestra seca y molida, seagregó 5 mL de la mezcla de ácidos:nítrico al 65% y perclórico al 70% enrelación 5:1. La muestra se colocó enun horno microondas marca Miles-tone, modelo Start D a una tempera-tura de 250 °C, potencia al 90%durante 30 minutos. Después delciclo de digestión, se enfrió y filtró lasolución a través de un filtro What-man N° 42. En el filtrado se determi-naron las concentraciones de fósforo,azufre y boro. (Westerman, 1990).

Cuantificación

Se realizaron ensayos para determi-nar el tiempo de bombeo adecuado

para el transporte de la muestra al ne-bulizador; el flujo de argón se probóen un rango de 0-20 L/min con incre-mentos de 1 L/min y para el gas au-xiliar de 0-2 L/min con incrementosde 0,1 L/min. Se utilizó el Software“WinLab 32”.

Se trabajó cualitativamente con solu-ciones de los analitos preparadas apartir de reactivos estándares certifi-cados para seleccionar la longitud deonda y la vista del plasma adecua-das. Las condiciones de operaciónpara el espectrofotómetro PerkinElmer, modelo Optima 2600 DV fue-ron: tiempo de bombeo 15 s, flujodel plasma 20 L/min, flujo de gas au-xiliar 0,2 L/min, flujo del nebulizador0,8 L/min, longitud de onda 213,617,180,669 y 249,772 para fósforo, azu-fre y boro respectivamente y vista delplasma axial.

Una vez establecidas las condicionesadecuadas del espectrofotómetro ydel método se procedió a analizarcada una de las muestras por dupli-cado y en cada lote de 30 muestrasse incluyó una muestra del StandardReference Material 1570a SpinachLeaves y un blanco como parte delcontrol de calidad, el blanco consis-


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Banano

Domi-

9 de Macha- El Oro

1800 36

nico

Mayo laMaque-

ño 2400 48

Rosas

Grandi

Tani- Lata- Coto-

270 30

flora

cuchí cunga paxiHíbridas270 30

de Té

tió en una solución que recibe elmismo tratamiento que el material de

referencia y las muestras, pero nocontiene el analito a determinar.

RESULTADOS

Muestreo

La Tabla 1 resume la procedencia de

las muestras, así como las variedades,número de plantas por subparcela ynúmero de plantas colectadas.

Cu

ltivo

Va

ried

ad

Parr

oq

uia

Ca

ntó

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Pro

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cia

N°

pla

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En la Tabla 2 se presentan las características físicas de las hojas de banano va-riedad Dominico.

Tabla 2. Características físicas de las hojas de banano variedad Dominico

Tabla 1. Procedencia de las muestras

N° de Característicasmuestra (color y tamaño)

01-03 Color verde, longitud 60 cm


08-10 Color verde amarillento,

longitud 78 cm

11-13 Color verde amarilllento,

longitud 81 cm









Las características físicas de las hojasde rosas variedad Grandiflora: colo-ración y apariencia constan en laTabla 3.

Tabla 3. Características físicas de lashojas de rosas variedad Grandiflora

N° de Característicasmuestra

01-04 Color verde, levemente arru-

gadas y con pigmentación

amarilla

05-15 Color verde amarillento

16-20 Color verde

21-26 Color verde con presencia

de pigmentos amarillos en

los bordes

27-30 Color verde oscuro

Calibración del equipo

Para asegurar la validez de los resul-tados obtenidos en el espectrofotó-metro, se realizaron ensayos paradeterminar las condiciones óptimasde operación. El tiempo de bombeode 15 segundos fue el adecuado parael transporte de la muestra, si se em-plean tiempos menores la muestra nollega al nebulizador y con tiempos debombeo más largos se produce lapérdida de reactivos, gas y volumende muestra. El flujo del plasma y delgas auxiliar (20 L/min y 0,2 L/min)

permitieron obtener un plasma simé-trico de color blanco brillante muyintenso en forma de lágrima; el flujodel nebulizador (0,8 L/min), respon-sable del transporte de la muestra alplasma fue capaz de perforar un agu-jero a través del centro de descarga;la longitud de onda seleccionada213,617, 180,669 y 249,772 nmpara fósforo, azufre y boro respecti-vamente, presentaron mayor intensi-dad y una buena resolución de picos;la alta sensibilidad y mejor detecciónde los analitos a bajas concentracio-nes fueron los factores consideradospara seleccionar la vista axial delplasma como la adecuada.

Linealidad y rango lineal para fósforo

La linealidad se evaluó mediante ins-pección visual de la representacióngráfica de la respuesta del equipo (in-tensidad) y las concentraciones de lassoluciones estándares empleadas, sedeterminó también el rango lineal yse calculó el coeficiente de correla-ción, este valor indica el grado de re-lación entre la variable concentra-ción y la variable respuesta de lacurva de calibración, se espera obte-ner un coeficiente de correlación conun valor 0,998 que indica que debe


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Linealidad y rango lineal para azufre

El rango lineal para el azufre presentóun intervalo de concentraciones de

0 – 6000 ppm útil para este estudio, elcoeficiente de correlación fue de0,9991, como se observa en la Figura 2.

existir una correlación con una ele-vada probabilidad. Para el fósforo lalinealidad se mantiene en un rangode 0 - 6000 ppm, el coeficiente de

correlación para este rango de con-centraciones fue de 0,9994 valor su-perior al planteado, 0,998 (Figura 1).

Figura 2. Rango lineal para azufre



Figura 1. Rango lineal para fósforo



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Linealidad y rango lineal para boro

El rango lineal para boro comprendeun intervalo de concentraciones que

va de 0 a 54 ppm, el coeficiente decorrelación fue de 0,9993 (Figura 3).

Figura 3. Rango lineal para boro

Límites de detección y cuantificación

Se midió la intensidad de 10 blancosy se determinó el valor promedio más3 desviaciones estándar para el cálcu -lo del límite de detección y más 10desviaciones estándar para el límite decuantificación. El límite de detecciónfue de 105,86 ppm para fósforo,152,30 ppm para azufre y 0,031 ppmpara boro; el límite de cuantificaciónpara fósforo fue 111,19 ppm, para azufre 157,67 ppm y para boro 0,068 ppm.

Precisión y exactitud

La precisión se evaluó en base al aná-lisis de la desviación estándar de losdatos obtenidos al medir el StandardReference Material fortificado en tresniveles de concentración durante unperíodo de 3 días. Se emplearon so-luciones fortificantes de 5000, 4000y 100 ppm de fósforo, azufre y bororespectivamente. Al filtrado de lasmuestras del material de referenciadigeridas se añadió 5, 10 y 15 mL de


la solución fortificante para obtenerlos 3 niveles de concentración y rea-lizar la lectura respectiva. La exacti-tud se cuantificó a través delporcentaje de recuperación en lasmuestras fortificadas. El porcentajede recuperación promedio para fós-foro fue de 99,18, para azufre 99,62y para boro 98,99.

Cuantificación en tejido foliar de ba-nano y rosas

Una vez establecidas las condicionesóptimas de análisis, se determinó porduplicado el contenido de fósforo,azufre y boro en cada una de lasmuestras y en cada lote de 30 mues-tras se incluyó una muestra del Stan-dard Reference Material y un blancocomo parte del control de calidad. Elcontenido promedio de fósforo, azu-fre y boro en las muestras de bananovariedad Dominico fue: 0,48 y0,38% y 44 mg/kg respectivamente;en la variedad Maqueño los valores0,50 y 0,39% y 44 mg/kg.

En el caso de tejido foliar de rosas, enla variedad Grandiflora los valorescorresponden a 0,39 y 0,30% y 40mg/kg para fósforo, azufre y boro res-pectivamente, y finalmente para la

variedad Híbridas de Té, el contenidode fósforo, azufre y boro fue 0,46 y0,36% y 42 mg/kg.

En la Figura 4, se presentan los valo-res del contenido de fósforo en lasmuestras de banano, variedad Domi-nico; este elemento se encuentradentro de los niveles de referenciaconsiderados como normales paraeste cultivo, 0,30-0,80%, a excep-ción de las muestras 7 a 13 (17% delas muestras analizadas), que presen-tan una concentración de fósforo in-ferior al nivel mínimo de referencia,este descenso se refleja en las carac-terísticas físicas de las hojas, presen-tan un color verde amarillento.

Si se analizan los datos que corres-ponden a la variedad Maqueño, seobserva un comportamiento similar,el 8,50% de las muestras analizadastiene un porcentaje menor al valor dereferencia.

La Figura 5, es la representación grá-fica del contenido de boro en bananovariedad Dominico, la concentracióndel elemento se encuentra dentro delos rangos establecidos como nivelesde referencia óptimos para el desa -rrollo adecuado de la planta 30-60

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mg/kg; un comportamiento similar seobserva en el caso de azufre y boro

en la variedad Maqueño.

Figura 5. Cuantificación de boroen banano variedad Dominico

Figura 4. Cuantificación de fósforoen banano variedad Dominico


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En el caso de las rosas variedad Gran-diflora, Figura 6, éstas presentaronun comportamiento muy particular.En el 33% de las muestras analizadas

el contenido de fósforo está bajo elnivel mínimo de referencia; igual su-cede con el boro y el azufre, 23 y16% respectivamente.

Figura 6. Cuantificación de fósforo

en rosas variedad Grandiflora

Si se analiza la ubicación de lasmuestras en la subparcela, se observaque las muestras desde la número 1a la 14, están localizadas en lamisma zona o sector y ocupan unasuperficie aproximada del 50% delárea muestreada, se puede suponerque la deficiencia de los elementosen las hojas se produzca por la fija-ción del elemento en el suelo.

En lo referente a las muestras de rosasvariedad Híbridas de Té, Figura 7, losanalitos en estudio se encuentrandentro de los niveles de referencia aexcepción de las muestras 48-51 quepresentan deficiencia de boro, que semanifiesta por los bordes arrugadosde las hojas.





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Al comparar las técnicas tradiciona-les (colorimétricas para fósforo y boroy turbidimétrica para azufre) y la em-pleada en este estudio, se puede re-conocer la enorme ventaja quepresenta la espectroscopía de emi-sión por acoplamiento de plasma in-ductivo y detección óptica, pues unavez superada la etapa de mineraliza-ción de las muestras, a más de lacuantificación simultánea de los ele-mentos, que se traduce en ahorro de

tiempo, permite el manejo de extrac-tos con niveles de sensibilidad, exac-titud, precisión y límites grandementemejorados; con las técnicas tradicio-nales es necesario desarrollar proce-dimientos individuales y utilizarreactivos específicos, lo cual suponeconsumo de tiempo y reactivos.

Si se analizan las características físi-cas de las hojas de banano y rosas:textura y coloración y el contenido

Figura 7. Cuantificación de boro en rosasvariedad Híbridas de Té

DISCUSIÓN


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de los analitos estudiados, se observaque hay una enorme corresponden-cia, en aquellas que presentan uncolor verde, estos elementos se en-cuentran dentro de los rangos de re-ferencia establecidos como aptospara el cultivo y las que presentanuna coloración verde amarillenta tie-nen un déficit de fósforo, como su-cede en el banano variedad Domini-co y Maqueño. En el caso de lasrosas, las hojas de color verde conpigmentación amarilla presentan de-ficiencia de los analitos, especial-mente de fósforo; en cambio aquellasque se presentan ligeramente ondu-

ladas en los bordes demuestran queel boro es el elemento deficiente.

La confiabilidad de los resultados delanálisis foliar, dependerá de la simi-litud entre los parámetros de mues-treo empleados (Alvarado, 2005).

Para reportar o informar el contenidode fósforo y azufre en tejido foliar selo debe hacer en términos de porcen-taje con dos decimales o en g/kg conun solo decimal; y para boro las uni-dades empleadas son mg/kg sin deci-males (Sadzawka, 2007).



CONCLUSIONES

El análisis foliar incluye aquellos mé-todos de diagnóstico directo quehacen uso del análisis químico apli-cado a partes representativas de lasplantas, se realiza para analizar el ba-lance nutricional de la planta, es ne-cesario una selección adecuada demuestras, que puede incluir la plantaentera o secciones específicas de lamisma, como los pecíolos, las raícesy las hojas; éstas últimas reflejan demejor manera el estado nutricionalde la planta, ya que es ahí donde se

elaboran las sustancias para el creci-miento y fructificación.

La técnica de espectroscopía de emi-sión por acoplamiento de plasma in-ductivo y detección óptica permite elanálisis simultáneo de los analitos,baja susceptibilidad a las interferen-cias químicas, debido a las altas tem-peraturas de trabajo y por lo tanto loslímites de detección y cuantificaciónson óptimos para la cuantificación defósforo, azufre y boro en tejido foliar.


Hay una relación entre el color de lashojas y el contenido de los analitos,la pigmentación verde amarillenta enlos bordes de las hojas de banano, sedebe a la baja concentración de fós-foro, un aspecto similar se observa en

el caso de las hojas de rosas; la colo-ración verde amarillenta y el arruga-miento de los bordes se debe avalores bajos de fósforo y boro res-pectivamente.



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LITERATURA CITADA




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DETERMINACIÓN DE FACTORES DE ENRIQUECIMIENTO E ÍNDICES

DE GEOACUMULACIÓN DE PLOMO, CADMIO Y NÍQUEL EN SUELOS AGRÍCOLASDEL SECTOR SAN ALFONSO EN MACHACHI

GEOACCUMULATION INDEX AND ENRICHMENT FACTOR FOR LEAD, CADMIUM AND NICKEL IN AGRICULTURAL SOILS

OF SAN ALFONSO AREA IN MACHACHI

José Quevedo C.1& Lorena Meneses O.1

Palabras claves: índices de geoacumulación, factores de enriquecimiento, metales pesados, chatarra.

Keywords: geoaccumulation index, enrichment factor, heavy metals, scrap.

RESUMENSe determinaron el índice de geoacumulación y el factor de enriquecimientode plomo, cadmio y níquel en muestras de suelos agrícolas provenientes delsector San Alfonso, en la parroquia de Machachi del Cantón Mejía, a través dela aplicación de técnicas de normalización geoquímica. Las determinacionesse realizaron por espectrofotometría de absorción atómica de llama. El plomo

1 Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Escuela deCiencias Químicas, Quito, Ecuador. ([email protected]; [email protected]).



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y el cadmio se manifestaron como los contaminantes mayoritarios. El 90 % delos lotes presentaron valores de concentración de plomo superiores a 25 mg/kg,mientras que el 100 % de los lotes presentaron valores de concentración decadmio superiores a 0,5 mg/kg. El factor de enriquecimiento para el plomo pre-sentó valores entre 10,3 y 12,9, lo que indica que existe un moderado enrique-cimiento de este mineral distinto al de la roca madre. En el caso del cadmio,los valores están entre 484,8 y 568,1 indicando un alto enriquecimiento y unagrave contaminación de origen antropogénico. Para el níquel, los valores soninferiores a 10 por lo que su enriquecimiento proviene solo de la roca madre.Respecto al índice de geoacumulación, para el caso del plomo se encontraronvalores entre 0,7 y 1,1 que lo clasifica como un contaminante moderado. Parael cadmio los valores van de 6,4 a 6,6, lo que indica una contaminación ex-trema. Para el níquel los valores son inferiores a 0, lo que indica que este metalno se presenta como contaminante. Para el caso del cadmio, se demostró queexiste una grave contaminación de origen antropogénico, que puede debersea la cercanía de un depósito de chatarra que bordea toda la zona en estudio.

ABSTRACTGeoaccumulation index and enrichment factor of lead, cadmium and nickel inagricultural soil samples from San Alfonso in the Parish of Machachi, MejíaCounty, through the application of techniques for geochemical normalizationwere determined. All determinations were performed by atomic absorptionflame spectroscopy. Lead and cadmium are expressed as major contaminants.90 % of the batch had lead concentration values higher than 25 mg/kg, whereas100 % of the batch had cadmium values concentration higher than 0,5 mg/kg.The enrichment factor for lead showed values between 10,3 and 12,9, whichindicates a moderate enrichment different of the bedrock mineral. In the caseof cadmium, the values are between 484,8 and 568,1 indicating a high enrich-ment and serious pollution of anthropogenic origin. For nickel, the values areless than 10 so its enrichment comes only from the bedrock. Regarding geoac-cumulation index, for the case of lead, values between 0,7 and 1,1 classifies itas a moderate contaminant. For cadmium values from 6,4 to 6,6 indicate ex-treme contamination. The values for nickel are lower than 0, indicating that the


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DETERMINACIÓN DE FACTORES DE ENRIQUECIMIENTO E ÍNDICES DE GEOACUMULACIÓN DE PLOMO, CADMIO Y NÍQUEL EN SUELOS AGRÍCOLAS

DEL SECTOR SAN ALFONSO EN MACHACHI

metal is not present as a contaminant. In the case of cadmium, it was shownthat there is a serious contamination of anthropogenic origin, which may bedue to the proximity of a junkyard that runs along the study area.

INTRODUCCIÓN

Referirse al suelo es hablar de uno delos recursos naturales más complejosdel planeta. Es un sistema biogeoquí-mico con entradas y salidas, la mate-ria orgánica e inorgánica están enconstante evolución, los microorga-nismos que lo habitan nacen y mue-ren, su porosidad provoca la libreentrada de aire y agua con materialesdisueltos; estas características lohacen fácilmente degradable y diná-mico (Vega de Kuyper, 2002). La evolución del suelo se puede ob-servar gracias a sus estratos, represen-tados en la Figura 1, llamadostambién horizontes, que son porcio-nes consecutivas a ciertas profundi-

dades, con propiedades físicas, quí-micas y biológicas diferentes. El pri-mer estrato, denominado mantillo, esuna capa fina de color marrón onegro y está compuesto principal-mente por materia orgánica. El se-gundo estrato u horizonte “A” tieneaproximadamente 0,5 metros de pro-fundidad, posee minerales, materiaorgánica porosa y descompuesta porla acción de organismos vivos. El ho-rizonte “B” posee mineral lixiviadoproveniente de las capas superiores,con una profundidad máxima de 1metro. Por último está el horizonte“C” correspondiente a la roca madre.

Figura 1. Perfil del suelo


Procesos de transformación de laroca madre como rotura física y alte-ración química, dan lugar a un enri-quecimiento de los minerales en lacorteza terrestre. Este fenómeno seconoce como meteorización, ypuede ser mecánico, químico o bio-lógico (Figura 1); sin embargo, otrafuente de enriquecimiento, está rela-cionada con las actividades antropo-génicas que provocan, en muchoscasos, severas modificaciones en elsistema biogeoquímico del suelo.

La industrialización, por efectos delas descargas líquidas, gaseosas y só-lidas, además del almacenamientoinadecuado de residuos o chatarra,introducen una variedad de contami-nantes en los diferentes sistemas.Como consecuencia se producengrandes deterioros de las condicionesambientales.

Técnicas de normalización geoquí-mica permiten imputar la fuente ygrado de contaminación de estas sus-tancias, a través del cálculo de losfactores de enriquecimiento e índicesde geoacumulación, respectiva-mente. Estas técnicas son aplicablesa sustancias orgánicas e inorgánicas,y algunos autores las han utilizado

satisfactoriamente en determinacio-nes de metales pesados en suelos(Del Águila et al., 2005).

La técnica básicamente es una com-paración de las concentraciones delos metales, en relación a un ele-mento conservativo en la corteza te-rrestre, que es aquel que no havariado su concentración a través deltiempo, pese a los efectos antropogé-nicos que puedan darse. Para este es-tudio se utilizó el hierro comoelemento conservativo.

En el sector de San Alfonso en Ma-chachi, un área eminentemente agrí-cola, junto a varios cultivos existe unenorme depósito de chatarra, que escomercializada informalmente porgente de la zona y vendida a la ace-rería Adelca C.A., como materiaprima para su regeneración en pro-ductos metálicos. La chatarra enforma de trozos o láminas no presentaun alto grado de peligrosidad, pero sepuede transformar en material parti-culado, que es fácilmente transpor-tado por el aire y el agua. La chatarrasucia casi siempre contiene residuosde aceite, pintura, etiquetas, plástico,solventes, lacas, barnices, adhesivoso soluciones; además es una combi-


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nación de aleaciones especiales condiferentes ingredientes, incluidos me-tales pesados (Centro Coordinadordel Convenio de Basilea para Amé-rica Latina y el Caribe, 2005).

Ciertos metales pesados y sus com-puestos derivados, son especies quí-micas que en concentraciones departes por millón son consideradostóxicos; entre los más representativostenemos plomo, cadmio y níquel. Lamayor abundancia entre estos ele-mentos empieza con el níquel que seencuentra en un 8 x 10-3 % en la cor-teza terrestre (Valenzuela, 1999), se-guido del plomo con un 10-3 % y porúltimo el cadmio con 10-6 % (Cotton& Wilkinson, 1993).

La exposición a metales pesados pro-duce perturbaciones en el sistemanervioso central especialmente en elcerebro; infertilidad por daños en elesperma en los hombres y abortos enlas mujeres; cambio en el comporta-miento de los niños, lo que produceagresividad, impulsividad e hipersen-

sibilidad; daño en el ADN, que con-duce a la propagación de cáncer enespecial de nariz, laringe, pulmón ypróstata; alta probabilidad de sufrirfracturas; daño en los riñones; y pro-ducen reacciones alérgicas especial-mente a las joyas (Lenntech, 2011).

Muchos de los agricultores de Ma-chachi se quejan de que sus produc-tos ya no crecen de la misma maneradesde que la chatarra está ahí, aca-rrea consigo plagas, y sus predios hanperdido valor comercial, algunos in-cluso temen por su salud (Simon,2006).

Para identificar el grado de contami-nación del suelo y atribuir la fuentede contaminación como natural oantropogénica en la zona agrícola es-tudiada, se analizaron los índices degeoacumulación y factores de enri-quecimiento de plomo, cadmio y ní-quel, por medio de espectrofotome-tría de absorción atómica de llama,utilizando técnicas de normalizacióngeoquímica.


La recolección, manejo y prepara-ción de las muestras se realizó bajoprocedimientos de la Sociedad Cana-

diense de la Ciencia del Suelo (Car-ter, 1993).




Muestreo

El muestreo fue de tipo aleatorio es-tratificado por la descripción delsitio. Se recolectaron muestras desuelo a treinta centímetros de la su-perficie, de diez lotes cuya área totalaproximada era de 5000 m2. Decada lote se obtuvieron tres muestrasrepresentativas de 500 g aproximada-mente, dando un total de treintamuestras

Preparación de muestras

Las muestras fueron transportadas yalmacenadas en fundas Ziploc a unatemperatura de 4 ºC ± 2 ºC. Una vezen el laboratorio se dejó estabilizarlas muestras a temperatura ambiente,y se procedió con el cuarteo manualpara obtener una submuestra.

Determinación de propiedadesfísico–químicas

El Departamento de Agricultura delos Estados Unidos (USDA) clasificataxonómicamente al suelo en doceórdenes distintos de acuerdo a suspropiedades fisicoquímicas, el climadonde se encuentran y el grado demeteorización que poseen. Según el

mapa general de suelos del Ecuador,San Alfonso pertenece al orden de losMollisoles.

En este sentido, para constatar el tipode suelo y la calidad en el uso agrí-cola, se realizaron ensayos de laspropiedades fisicoquímicas como:color y textura (Milford, 1997), hu-medad (ASTM International, 2001),pH (USEPA, 2004) y materia orgánica(ASTM International, 1988).

Extracción y análisis de los metales(Pb, Cd, Ni y Fe)

El análisis instrumental de metales esaplicable a suelos previa extracción(Skoog, 2001). Se extrajeron los me-tales a través de una digestión ácidacon ácido nítrico concentrado, asis-tida por microondas en muestra seca(USEPA, 2007). En la determinaciónse usó un equipo de absorción ató-mica de llama marca Varian 240FS.La llama fue alimentada por aceti-leno y aire como combustible y com-burente respectivamente. Estemétodo es rápido, sencillo, albergaun gran número de analitos, ademássatisface los límites de detección re-queridos (USEPA, 1992).


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Factores de enriquecimiento (FE)

El factor de enriquecimiento se uti-liza como referencia para imputar lafuente de contaminación de algunassustancias de acuerdo a una escalanumérica como se observa en la

Tabla 1. Alberga los elementos másabundantes en la corteza terrestrecomo hierro, silicio y aluminio. Deesta manera se evalúa un posible im-pacto ambiental de origen antropo-génico.



Tabla 1. Clases de factores de enriquecimiento para un metal pesado

(Del Águila et al., 2005)

El factor de enriquecimiento de unmetal se define como (Akoto et al.,2008):

FE = (X/Fe)muestra / (X/Fe)corteza (1)

Donde: FE es el factor de enriqueci-miento y (X/Fe)muestra / (X/Fe)cor-teza es la relación de la concen-tración del metal con la del hierro enla muestra y en la corteza terrestrerespectivamente.

Índice de geoacumulación (Igeo)

El índice de geoacumulación sirvepara evaluar el grado de contamina-ción del suelo por sustancias orgáni-cas e inorgánicas. Es aplicable a me-tales pesados, siempre y cuando sedisponga de sus concentraciones enmuestras de la zona que no hayan te-nido incidencia del hombre, de locontrario se usa los datos de sus abun-dancias en la corteza terrestre. Existenseis categorías que corresponden auna clase de índice de geoacumula-ción con diferentes valores en interva-los que se explican en la Tabla 2.



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Tabla 2. Clases de Índices degeoacumulación para un metal pesado

(Del Águila et al., 2005)

Para calcular el índice de geoacumu-lación se utiliza la siguiente ecuación(Akoto et al., 2008):

Igeo = log2Cn/1,5Bn (2)

Donde: Cn es la concentración delmetal en la muestra, Bn es la concen-tración geoquímica del metal en lacorteza terrestre.

Tratamiento de resultados

Para el cálculo de los FE e Igeo setomó el promedio de las concentra-ciones de los metales de cada lote,en los otros parámetros se hizo unanálisis estadístico para expresar losdatos de acuerdo al promedio, des-viación estándar y coeficiente de va-riación de las tres muestrasrepresentativas por lote, a excepcióndel color y textura que correspondena ensayos con variables discretas.


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De acuerdo a los resultados de laspropiedades fisicoquímicas presenta-dos en la Tabla 3, se constata que eltipo de suelo corresponde al ordende los Mollisoles.

Las muestras recolectadas en su tota-lidad presentaron un color negro yuna textura franco-arcillo-limosa. ElpH se encontró en un rango de lige-ramente ácido a neutro con valoresdesde 6,0 a 6,8 y con una variaciónmáxima del 4,5 % representado en el

coeficiente de variación (CV) entrelas tres muestras del lote 6. El rangode humedad se determinó desde22,1 a 26,6 % lo que es normal paraun suelo no árido con lluvias cons-tantes y luego de que ha drenado elagua, la variación máxima se eviden-cia de igual forma en el lote 6 con unCV de 3,7 %. En cuanto a materia or-gánica se encontraron valores desde5,8 a 7,8 %; nuevamente el lote 6presenta la mayor variación para esteparámetro con un CV de 4,5 %.



RESULTADOS

Tabla 3. Valores de pH, humedad y materia orgánica de las muestras de suelo analizadas



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Los resultados de la concentración demetales se presentan en la Tabla 4. Sepuede ver que la concentración paraplomo (Pb) se encuentra en el rangode 24,1 a 33,3 mg/kg. Para el casodel cadmio (Cd) el rango va de 1,2 a1,5 mg/kg, mientras que para el ní-

quel (Ni) va de 19,4 a 55,5 mg/kg. Sepuede también observar que el lote 2es el que tiene la mayor concentra-ción de plomo y cadmio, mientrasque el lote 3 posee la mayor concen-tración de níquel.

Tabla 4. Concentración de plomo (Pb), cadmio (Cd) y níquel (Ni) de las muestras de suelo analizadas

Como se muestra en la Tabla 5, losvalores de FE para plomo están entre10,3 y 12,9; para el caso del cadmio,los valores van de 484,8 a 568,1;mientras que para el níquel, los valo-res están entre 0,9 y 2,7.

Con respecto a los Igeo, para el casodel plomo, se encontraron valoresentre 0,7 y 1,1; para el cadmio los va-lores van de 6,4 a 6,6; y para el ní-quel, todos los valores son inferioresa 0.


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De acuerdo a las propiedades fisico–químicas determinadas, el tipo desuelo al que corresponden las mues-tras de San Alfonso es Mollisoles,según la clasificación taxonómica dela USDA. Los Mollisoles son suelosde alto contenido mineral y con unasuperficie muy oscura, ricos en com-puestos orgánicos, se encuentranprincipalmente en un clima húmedoentre frío y templado, presentan ca-racterísticas de pH de ligeramenteácido a neutro, son arenosos conlimo o limosos con arena, ademásdel incremento de arcilla en profun-

didad, no permanecen secos 90 díasal año o 60 días consecutivos y sonextremadamente fértiles (Vallejo &Maldonado, 1986).

Los Mollisoles se encuentran en ter-cer lugar de los suelos con mayor in-tercambio catiónico (Garrison, 1989),esto conjuntamente con sus otraspropiedades los hacen excelentespara la agricultura.

En cuanto a la materia orgánica, losvalores están por encima del 5 % quees la referencia para un suelo orgá-



DISCUSIÓN

Tabla 5. Resultados FE e Igeo de los 10 lotes de suelo analizados



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nico, la causa probable es que losagricultores de esta zona utilizanabono orgánico para sus cultivoscomo fertilizante natural, y además,existen criaderos de animales dentrode sus terrenos.

Con respecto a la concentración demetales pesados en las muestras, seobserva en su mayoría una no con-formidad con la Legislación Ambien-tal Ecuatoriana (TULAS, 2012); porejemplo, en el caso de plomo, el90% de los lotes sobrepasan los 25mg/kg, este valor es el criterio de ca-lidad como contaminante en unsuelo que refleja variaciones geológi-cas naturales y que se encuentra librede la influencia de actividades indus-triales o urbanas generalizadas; porotro lado, el cadmio en todas lasmuestras sobrepasa por más deldoble el criterio de calidad de 0,5mg/kg; mientras que el níquel, apesar de ser un elemento mucho másabundante en comparación con losotros dos en la corteza terrestre, elTULAS tabula un criterio de calidadde 20 mg/kg y un valor máximo per-misible de 50 mg/kg en suelos de usoagrícola que requieren remediación.

Siguiendo estas directrices, el lote 3demandaría restauración por conta-minación con níquel.

Los FE de plomo para los diez lotesse encuentran en la clase de 10 a500, aunque muy cercanos al límiteinferior, por lo que el origen de esteelemento entra en el rango de mode-radamente enriquecido, e indica otrafuente adicional de enriquecimientoa la de la roca madre. La informaciónque nos proporciona el Igeo para Pb,trata de un contaminante moderadoy se podría mantener en ese estadopor algún tiempo.

El cadmio se presenta en el 70 % delos lotes con un alto enriquecimientoy muestra que existe una grave con-taminación de origen antropogénico.De igual forma, los Igeo mayores que5 indican una contaminación ex-trema.

El níquel posee FE en la clase de 1 a10 por lo que su enriquecimiento esproveniente de la roca madre, ysegún los Igeo menores que cero nose presenta como contaminante de lazona.


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De acuerdo a los FE e Igeo calcula-dos a partir de las concentraciones dePb, Cd y Ni, se concluye que el cad-mio es el contaminante mayoritariocon un enriquecimiento provenientede fuentes antropogénicas como elalmacenamiento y fundición de cha-tarra, el plomo es un contaminantemoderado y el níquel no presentauna contaminación relevante.

El níquel es un elemento mucho másabundante en la corteza terrestre encomparación con plomo y cadmio,además se entiende que existen can-tidades apreciables de este metal enel núcleo de la Tierra; sin embargo,los criterios de calidad y valores má-ximos permisibles descritos en la Le-gislación Ambiental Ecuatoriana es tánpor debajo del plomo. El lote 3 tieneuna concentración de níquel de 55,5

± 6,2 mg/kg por lo que no estaríaconforme con el valor máximo permi-sible descrito en el TULAS y requeriríaremediación. Esto es una pauta parala revisión de la Legislación ya que noexiste una base científica o un estudiocompleto que respalden dichos valo-res en el Ecuador.

Las propiedades fisicoquímicas de lasmuestras analizadas constatan el tipode suelo que corresponde al ordende los Mollisoles, de esta manera sehace una suposición del alto inter-cambio catiónico que posee el suelo;esto, además de biodisponer a losnutrientes para las plantas, tambiénlo convierte en un portador de loscontaminantes (plomo y cadmio)hacia los cultivos y los consumidoresde los cultivos.



CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

Se debe realizar una caracteriza-

ción de la escoria remanente de lasfundiciones y continuar con los mo-nitoreos periódicos en los alrededo-res de la planta de fundición y eldepósito de chatarra.

Se debe promover campañas de ca-pacitación al personal informal de re-ciclaje de chatarra para que adoptentécnicas adecuadas de limpieza delos desechos metálicos recolectados.



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DETERMINACIÓN DE SELENIO EN ALIMENTO BALANCEADO

PARA GALLINAS PONEDORAS Y POLLOS DE ENGORDE POR ESPECTROSCOPÍA

DE ABSORCIÓN ATÓMICA CON GENERACIÓN DE HIDRUROS

"DETERMINATION OF SELENIUM IN LAYING HENS BALANCEDFOOD AND BROILER CHICKENS BY ATOMIC ABSORPTION SPEC-

TROSCOPY HYDRIDES GENERATION"

Edgar Puente C.1 & Pablo Pozo P.

PALABRAS CLAVE: Selenio, balanceado, absorción atómica, generación de hidruros.

KEY WORDS: Selenium, feed, atomic absorption, hydride generation.

RESUMENEl objetivo principal de este trabajo de investigación fue determinar la concen-tración de selenio en alimento balanceado para gallinas ponedoras como tam-bién para pollos de engorde, ya que la cantidad de selenio que necesita el serhumano para su normal funcionamiento proviene principalmente del consumode sus huevos y carne, que en nuestro medio es muy común y ocupa el primer

1 Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Escuela de Cien-cias Químicas, Quito, Ecuador. ([email protected]; [email protected])



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lugar a nivel nacional. No hay diferencia entre estos dos tipos de alimentos ba-lanceados a no ser la cantidad de vitaminas suministradas, por lo que en estainvestigación se los trató conjuntamente. Se realizó un muestreo de tipo ale-atorio en las parroquias rurales del cantón Quito. Se analizaron 54 muestras, yla técnica empleada para la cuantificación fue absorción atómica con genera-ción de hidruros, debido a su precisión y gran capacidad para detectar nivelestrazas de metales como el selenio en diferentes tipos de matrices. Los resultadosobtenidos fueron 31,13 µg/kg de selenio para alimento balanceado de gallinaponedora y 31,36 µg/kg de selenio para alimento balanceado de pollo de en-gorde, lo cual indica que la concentración de selenio es similar entre los dostipos de alimentos balanceados.

ABSTRACTThe main objective of this research was to determine the concentration of sele-nium in balanced feed for laying hens and broiler, since the amount of seleniumyou need humans for their normal functioning comes mainly from consumptiontheir eggs and meat, which in our area is very common and ranks first nationally.The difference between these two types of feed is the amount of vitamins sup-plied, so in this study will be treated together. A sampling of random type inrural places of Quito was realized. Fifty four samples were analyzed; and thetechnique employed was atomic absorption with hydride generation, due to itsprecision and ability to detect trace levels of heavy metals in different types ofmatrices. The results were 31,13 µg selenium/kg in the feed for laying hens and31,36 µg selenium/kg in the feed for broilers. This indicates that the concentra-tion of selenium is similar between two types of feed.


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El selenio es un elemento químico, seencuentra ampliamente distribuidoen la corteza terrestre y en el ser hu-mano juega un papel muy impor-tante para su normal funcionamiento,tal es así, que la Organización Mun-dial de la Salud (OMS) recomiendaun consumo de 40 µg de selenio aldía para cubrir las necesidades deeste micronutriente en un adulto(Suárez, 2004).

La publicación del estudio “El seleniocomo parte integral del factor 3 con-tra la degeneración necrótica hepá-tica” (Schawrz & Folts, 1973) sereconoció que una determinadadosis de selenio ayuda en la preven-ción de numerosas enfermedades(Hernández & Ríos, 2009).

El selenio se encuentra naturalmenteen el suelo, donde es absorbido porlas plantas que posteriormente seránutilizadas como materia prima en laelaboración de alimentos balancea-dos para animales como gallinas po-nedoras y pollos de engorde. Debido

a la carencia de investigacionesecuatorianas referentes a la concen-tración de este micronutriente esen-cial, resulta importante realizarestudios en este campo a nivel nacio-nal, con la finalidad de aportar datosque contribuyan con la nutrición, ac-tividades agropecuarias y salud.

Por este motivo, en el presente tra-bajo se determinó la concentraciónde selenio en alimento balanceadopara gallinas ponedoras y pollos deengorde, empleando una técnica quebrinde precisión y exactitud como laabsorción atómica con generaciónde hidruros. Dicha técnica resultaadecuada para este tipo de análisis yaque la cantidad de selenio en la ma-yoría de matrices es del orden de tra-zas. Además esta técnica no requierede grandes cantidades de muestrapara su proceso (Seijas, 1992). Tam-bién se identificó si este elemento seencuentra presente en las muestrascomo nutrimento o mineral tóxico,según las proporciones encontradas.

DETERMINACIÓN DE SELENIO EN ALIMENTO BALANCEADO PARA GALLINAS PONEDORAS Y POLLOS DE ENGORDE POR ESPECTROSCOPÍA


INTRODUCCIÓN



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Toma de muestras

Las muestras fueron tomadas aleato-riamente en tres parroquias ruralesdel cantón Quito, provincia de Pi-chincha (Tumbaco, Pifo, Calderón).En estas parroquias existen variasgranjas avícolas y se comercializagran cantidad de alimento balance-ado. Se tomaron 6 muestras (3 paragallina ponedora y 3 para pollo deengorde), en cada parroquia durante3 meses (el primer día de cada mes),obteniendo 18 muestras (9 para ga-llina ponedora y 9 para pollo de en-gorde) en cada mes. Al final delmuestreo se obtuvo un total de 54muestras. Las muestras fueron trans-portadas en fundas de papel, rotula-das con la información del lugar demuestreo, mes y tipo de alimento.

Preparación de la muestra

Para la preparación de las muestras seutilizó el método oficial de la AOAC“Official Method 996.17 Selenium infeeds and Premixes. Continuos Hydri-de Generation Atomic Absorption(HGAA) Method”.

Cuantificación de selenio

Para determinar la concentración deselenio presente en las muestras. Laexactitud y precisión fueron paráme-tros utilizados para determinar la va-lidez del método empleado. Lascondiciones que se utilizaron fueron:• Técnica: Atomización por genera-

ción de hidruros• Fuente de energía: Lámpara de des-

carga sin electrodos• Longitud de onda: 193.7 nm• Slit: 0.7 nm• Gas: Nitrógeno• Presión acetileno: 23 psi• Presión aire: 38 psi• Flujo acetileno: 1.5 kg/cm2 • Presión aire: 3.5 kg/cm2

Para su cuantificación se utilizó unEspectrofotómetro de absorción ató-mica, Perkin Elmer, modelo AAnalyst400 provisto de un generador de hi-druros, Perkin Elmer, modeloMHS_15 y una lámpara para la deter-minación de selenio.

Soluciones

Se preparó como agente reductor unasolución de borohidruro de sodioNaBH4 al 4% en hidróxido de sodio



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al 4%. Ambos reactivos fueron P. A. dela marca J.T.Baker. Material de Refe-rencia Certificado, Estándar ReferenceMaterial, SRM 1573a “Tomatoes Lea-

ves” NIST. Estándar para determina-ción y cuantificación de selenio, Ac-cuTrace Reference Standard Selenium1000 µg/mL, en HNO3 1%.

RESULTADOS

En el Gráfico 1 se presenta la curvade calibración que se realizó para de-terminar la concentración de selenio,así como también, la ecuación de larecta que se obtuvo a partir de lacurva de calibración.

Se hizo una regresión lineal paracada uno de los resultados de absor-bancia de las 54 muestras de ali-mento balanceado para gallinasponedoras y pollos de engorde.

En la Tabla 1 se presenta los datos delas lecturas del material de referenciacertificado. Se puede observar que setiene un porcentaje de recuperaciónpromedio de 100,4%, lo cual indicaque el método utilizado es óptimo.

Las Tablas 2 y 3 indican los resultadospromedio que se obtuvieron para lasmuestras de alimento balanceadopara pollos de engorde y gallinas po-nedoras respectivamente. En las mis-mas se observan diferentes concen-traciones de selenio entre los alimen-tos balanceados. Esto se debe a que

el muestreo se realizó en tres mesesdiferentes, por lo que las materias pri-mas utilizadas para la elaboración delos alimentos varían dependiendo dela disponibilidad de las mismas du-rante las distintas épocas del año. Seobserva una tendencia a menoresconcentraciones de selenio en ve-rano respecto a invierno.

Gráfico 1. Curva de calibración para selenio



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Tabla 2. Resultado promedio de alimentobalanceado para pollo de engorde

Balanceado Concentración Promedio(µg/kg) (µg/kg)

1 81,46

2 19,69

3 9,94

4 41,60

5 24,58

6 10,45

7 73,08

8 21,95

9 5,82

10 69,32

11 37,22

12 0,21

13 72,90

14 20,57

15 ND

16 62,90

17 36,55

18 15,32

19 44,22

20 30,71

21 7,80

22 56,24

23 31,12

24 ND

25 51,68

26 15,83

27 5,50 31,36

Tabla 3. Resultado promedio de alimentobalanceado para gallina ponedora

Balanceado Concentración Promedio(µg/kg) (µg/kg)

1 80,82

2 19,22

3 9,85

4 40,81

5 23,96

6 10,46

7 73,09

8 21,90

9 5,79

10 69,33

11 37,38

12 0,21

13 72,16

14 20,14

15 ND

16 61,19

17 35,73

18 19,97

19 43,73

20 30,08

21 7,73

22 55,35

23 30,80

24 ND

25 50,88

26 15,48

27 5,40 31,13

Tabla 1. Lectura material de referencia

MATERIAL DE REFERENCIA

No.Concentración

PromedioDesviación RSD

% Error % Recuperación(µg/kg) Estándar (%)

1 54,02 54,01 0,02 0.0 0,00 100,4

2 53,99 0,00 100,4


63

Las diferencias de concentración deselenio entre las muestras se producedebido a que para la elaboración delalimento balanceado no siempre seutiliza la misma proporción de mate-ria prima, esto depende del costo delas mismas según resulte convenientepara la empresa procesadora del ali-mento balanceado.

Tomando en cuenta la literatura (Mo-rales et al., 2001) que indica que unvalor menor a 0,05 ppm de selenioseñalaría como bajo el contenido delmicronutriente descrito en animales.Se observa que el alimento balance-ado para pollos de engorde y gallinasponedoras presenta deficiencia deeste micronutriente, ya que no todoel selenio contenido en el alimento

es asimilado por el animal que loconsume.

Se puede apreciar que no hay dife-rencia en la concentración de selenioentre los alimentos balanceados parapollos de engorde y de gallinas pone-doras, debido a que utilizan la mismamateria prima para la elaboración delos dos tipos de balanceados, materiaprima que contiene todo el seleniodeterminado. La presencia de selenioen los alimentos balanceados, ponede manifiesto que una de las princi-pales fuentes de selenio en la pobla-ción humana de la provincia dePichincha y por ende en todo el países la carne y huevos que provienende pollos y gallinas que se consumenen la dieta alimenticia.

DISCUSIÓN

En nuestro país no se han realizadoestudios que determinen la concen-tración adecuada de selenio en ba-lanceados para aves, por lo quecomparando los resultados obtenidosen este estudio con otros de fueracomo Alimentos procesados de Perú,quienes manifiestan que el consumosde balanceado en pollos de engorde

de 8 semanas en promedio es de6.254 kg lo que aportaría con 0.196mg de selenio según la concentra-ción determinada. El requerimientoes de 0,3 mg/kg, que en 6.254 kgdaría 1.876 mg de selenio, por lo queel balanceado que se produce y co-mercializa en Ecuador presenta undéficit de este micronutriente.





64

La misma consideración se podría re-alizar con el balanceado para galli-nas ponedoras donde el consumo debalanceado es de 92 g/día según Ali-mentos procesados de Perú, lo queequivaldría a 2.864 mg de selenio

con la concentración determinada eneste trabajo y lo recomendable es 9.2mg/día; lo que pone de manifiestoque hay carencia de selenio comomicronutriente.

CONCLUSIONES

Se determinó que la concentraciónde selenio en alimento balanceadopara pollos de engorde y gallinas po-nedoras fue de 31,36 µg/kg y 31,13µg/kg respectivamente, por lo que seconcluye que los valores obtenidosno representan niveles tóxicos paralas aves.

En base a los resultados obtenidos seconcluye que no existe diferencia enla concentración de selenio entre elalimento balanceado para pollo deengorde y el de gallina ponedora,esto es debido a que la materia primautilizada para la elaboración de di-chos alimentos es la misma.

Se puede manifestar que la cantidadde selenio en un alimento balance-ado depende directamente de las ma-terias primas que se utilicen para suelaboración, y estas a su vez depen-

derán de varios factores como porejemplo: pH del suelo, textura, con-tenido de hidróxidos, materia orgá-nica y época del año.

El pollo es uno de los alimentos demayor consumo en nuestro país, y asu vez es una de las principales fuen-tes de selenio. Sin embargo la ingestade este alimento se ve influenciadapor factores socioeconómicos. Elcampo avícola se maneja a gran es-cala, por lo que constituye un ampliosector económico que se encuentraen crecimiento continuo.

El método de absorción atómica congeneración de hidruros es adecuadopara la determinación de selenio,principalmente por la inestabilidadtérmica que presenta el elemento.


65



La vía principal de ingesta de selenioes a través de los alimentos, por loque se recomienda realizar el análi-sis de los mismos, para generar infor-mación nutricional sobre elementostraza importantes en la salud animaly humana.

Se recomienda suplementar con se-lenio los alimentos balanceados paraaves con la finalidad de obtener po-llos de engorde y aves ponedorasque contribuyan con la cantidad delmicronutriente requerida por el con-sumidor. Si las aves ponedoras con-sumen los niveles requeridos selenio,su contenido en la yema de huevopuede ser una excelente fuente delmismo para las personas que consu-

men este alimento.

Se recomienda realizar estudios delcontenido de selenio en los suelos decultivo de vegetales, de donde pro-viene parte de la materia prima parala elaboración de alimentos balance-ados en el Ecuador.

Si bien estos resultados correspon-den a las zonas de mayor produc-ción de alimentos balanceados en laprovincia de Pichincha, es recomen-dable ampliar el alcance de este es-tudio al resto del país con elpropósito de obtener datos represen-tativos que aporten al conocimientoe importancia nutricional de selenioen Ecuador.

RECOMENDACIONES



66

AOAC. (2009). Official Method 996.17.Selenium in foods and PremixesContinuous Hydride GenerationAtomic Absorption (HGAA). USA.Chapter 4, p. 69.

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Orellana, J. (2007). El gremio avícola na-cional sus acciones, incidencias delas mismas y la necesidad del for-talecimiento gremial. CorporciónNacional de avicultores del Ecua-dor "CONAVE".

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http://www.tomasino.com.pe/index.php?option=com_content&view=arti-cle&id=21:ponedoras-levante-

tomasino&catid=4&Itemid=41

LITERATURA CITADA


67

ESTUDIO DE LA TÉCNICA DE EXTRACCIÓNASISTIDA POR MICROONDAS PARA SU APLICACIÓN EN LA

DETERMINACIÓN DE HIDROCARBUROS TOTALES DE PETRÓLEO EN SUELOS

STUDY OF THE MICROWAVE-ASSISTED EXTRACTION TECHNIQUEFOR ITS APPLICATION TO THE DETERMINATION

OF TOTAL PETROLEUM HYDROCARBONS IN SOILS

Carlos Rodríguez P.1 & Wendy Heredia R.1

Palabras clave: Extracción asistida por microondas, Hidrocarburos totales de petróleo, TPH’s, Espectrofotometría de Infrarrojo, suelo.

Key words: Microwave-Assisted Extraction (MAE), TPH, Total Petroleum Hydrocarbons, Infrared Spectroscopy, Soil.

RESUMENEn el presente trabajo se desarrolló un método analítico eficiente para la ex-tracción de Hidrocarburos Totales de Petróleo (TPH’s por sus siglas en inglés)en suelos, usando extracción asistida por microondas (MAE por sus siglas eninglés) y se cuantificó por espectrofotometría de infrarrojo. Este artículo recalcala importancia de la etapa de tratamiento de la muestra por lo que se evaluarony optimizaron las condiciones de extracción usando un equipo microondas

1Centro de Servicios Ambientales y Químicos CESAQ-PUCE, Quito-Ecuador, ([email protected],[email protected])



68

programable. Además se realizó un estudio de validación que permitió avalary satisfacer la necesidad analítica del método propuesto. Los principales resul-tados obtenidos para las condiciones de extracción fueron: cantidad de muestra2 g; volumen de solvente 10 mL; temperatura de extracción 40 °C; tiempo deextracción 10 minutos y remoción de interferencias 1 g de sílica gel. Los resul-tados de los parámetros de validación fueron: linealidad de las curvas de cali-bración R2 > 0.99; rango de trabajo 100-7500 mg/kg; límite de detección 25mg/kg; límite de cuantificación 100 mg/kg; precisión de repetibilidad C.V. <10% y precisión de reproducibilidad C.V. < 10%. Se realizó un análisis com-parativo final de un material de referencia certificado usando extracción asistidapor microondas frente a una técnica ya establecida, con lo cual se evaluó laaplicabilidad del método.

ABSTRACTThis research develops an efficient analytical method for the extraction of TotalPetroleum Hydrocarbons (TPH’s) in soils using Microwave-Assisted Extraction(MAE) and performing the quantification by infrared spectroscopy. The researchrecalls the importance of the extraction step within the analytical procedure forthe analysis of TPH’s. Different extraction conditions in the microwave-assistedextraction system were evaluated to optimize the analytical technique. The mid-dle section of this work presents the main results obtained and noted the finalextraction conditions: amount of sample 2 g; solvent volume 10 mL; extractiontemperature 40 °C; extraction time 10 minutes and amount of silica to removeinterferences 1 g. To satisfy the analytical method requirement, some validationparameters were evaluated enabling the proposed procedure to be executed,the following results are shown: linearity of the calibration curves R2 > 0.99;working range 100-7500 mg/kg; limit of detection 25 mg/kg; limit of quantifi-cation 100 mg/kg; repeatability C.V. < 10% and reproducibility precision C.V.< 10%. One additional analysis which involved a certified reference materialwas performed by microwave-assisted extraction and a conventional techniqueto make an accuracy comparison. Finally, advantages of the proposed methodare discussed.


69

ESTUDIO DE LA TÉCNICA DE EXTRACCIÓN ASISTIDA POR MICROONDAS PARA SU APLICACIÓN EN LA DETERMINACIÓN DE HIDROCARBUROS

TOTALES DE PETRÓLEO EN SUELOS

El creciente desarrollo de las activida-des hidrocarburíferas como la explo-tación, transporte, manejo y produc-ción de derivados del petróleo hangenerado un aumento de la contami-nación ambiental, provocando que elcuidado y remediación del medioambiente sea una preocupación la-tente a nivel mundial. La continua re-alización de estas actividades repre-senta una inevitable exposición de loshidrocarburos totales de petróleo almedio ambiente; la mayoría de estoscompuestos ingresan al ambiente amanera de desechos o liberacionesindustriales, accidentes o derrames depetróleo, o como subproducto de usocomercial, por lo que se ha requeridollevar un control de la contamina-ción. Una vez en el ambiente, estosproductos representan un peligro parala vida marina, terrestre y son perju-diciales para la salud humana, por locual es importante llevar un segui-miento de la contaminación y evaluarlas áreas afectadas para impulsar lasremediaciones pertinentes, tanto enagua como en suelo.

Los análisis de hidrocarburos totalesde petróleo (TPH’s) son usados fre-

cuentemente con el fin de encontraráreas de contaminación y resulta unindicador medioambiental necesario;la determinación de TPH’s provee in-formación acerca del conjunto decompuestos químicos provenientesdel petróleo que han sido evaluadospor una técnica analítica determi-nada (U.S. Department of Health andHuman Services, 1999; Pons, 2010).El campo de la química analíticaofrece varias alternativas para la ex-tracción, determinación y cuantifica-ción del conjunto de hidrocarburosde petróleo. En la actualidad se tratade desarrollar, establecer y optimizarprocesos analíticos cada vez más efi-cientes que permitan una detecciónde este tipo de analitos en forma rá-pida, confiable, segura, aminorandolos costos e incrementando la efi-ciencia del número de análisis.

La extracción por microondas ha sidousada por muchos años para extraercompuestos de diferentes matrices:biológicas, alimentos, agua contami-nada y muchos otros tipos de mues-tras; además actualmente tiene unamplio uso en la digestión de mues-tras para el análisis de metales. Las

INTRODUCCIÓN



70

técnicas microondas empezaron adesarrollarse en base a la necesidadde encontrar e implementar métodosmás rápidos, seguros, eficientes y re-lativamente más baratos (Budzinski &Letellier, 1999).

La radiación microondas es capaz deejercer una acción directa sobre elmaterial que absorbe una parte de laenergía electromagnética y la trans-forma en calor. Esta energía alcanzapara provocar rotación y movimien-tos desorganizados de las moléculasafectadas por este tipo de radiaciónelectromagnética. Durante un pro-ceso de extracción, sucede una ali-neación de moléculas dipolares de lamezcla solvente-muestra debido a laexposición al componente eléctricode las microondas, lo que producemigración de iones y rotación de mo-léculas con momentos dipolares ge-nerando consecuentemente energíaen forma de calor. (Budzinski & Lete-llier, 1999; California EnvironmentalProtection Agency, 2000).

De esta manera, el presente estudiopropone como objetivo principal, op-timizar y establecer una técnica deextracción de hidrocarburos totalesde petróleo en suelo usando extrac-ción asistida por microondas y reali-zando la detección de los analitospor espectrofotometría de infrarrojocon Transformada de Fourier. El estu-dio se dividió en dos etapas: en laprimera etapa se establecieron lascondiciones óptimas de extracciónque permitieron obtener los más altosporcentajes de recuperación en sue-los limpios fortificados; en la segundaetapa se evaluaron los requerimien-tos analíticos que permitieron califi-car a la técnica como confiable yaplicable, para lo cual se realizaronfortificaciones en suelos limpios yblancos de suelos. Además se recopi-laron los porcentajes de recuperaciónde materiales de referencia certifica-dos para evaluar la exactitud del mé-todo y se compararon con las recu- peraciones obtenidas empleando unmétodo alterno como la extracciónpor ultrasonido.


71



Reactivos

• Solvente S-316 p.a. Horiba• Sílica gel de 100 a 200 mesh.

Merck.• Agua destilada de conductividad

menor a 0.1 µS/cm.

Estándares y materiales de referencia

• Estándar de Hidrocarburos Totalesde Petróleo, marca Chemservice,Catálogo: M-TPH4181-10ML, Mez-cla GRO-DRO-418, lote: 410000.

• Blanco de suelo, DataPackTM, ca-tálogo N° 056, lote N° 56013.

• Material de Referencia Certificadomarca ERA, catálogo 570, loteD069-632 (MRC-1).

• Material de Referencia Certificadomarca ERA, Catálogo 570, loteD071-632 (MRC-2).

Metodología

El suelo obtenido para los ensayos deoptimización de las condiciones deextracción fue una mezcla de suelosde tipo arenoso, tomados de manerapuntual en varias zonas de los vallesinterandinos del Parque Nacional Co-topaxi, localizado en la sierra central

del Ecuador; este tipo de suelo pre-senta una baja retención de hume-dad, un alto grado de erosión y muybaja contaminación (ECOLAP yMAE, 2007); ensayos previos al estu-dio fueron realizados y no se encon-tró contaminación por hidrocarburos.Para la etapa de validación de la téc-nica, se usaron principalmente blan-cos de suelos certificados.

El tratamiento de la muestra se iniciócon el secado del suelo en una estufamarca Memmert a 60 °C durante 24horas; transcurrido ese tiempo, lamuestra se enfrió en un desecador yse homogenizó empleando un sis-tema de tamices de número mesh 16,30 y 40 en orden descendente hastaalcanzar un tamaño de partículamenor a 425 µm; se probó pesando2, 3, 4 y 5 g de suelo en una balanzaanalítica marca Mettler-Toledo; la ex-tracción se realizó en un equipo mi-croondas marca CEM MARS Xpress(Figura 1), utilizando viales de teflónpara contener a la muestra, con estu-ches de kevlar y un carrusel portaviales; también se emplearon pasti-llas de calentamiento de Carboflónque ayudan a absorber energía mi-croondas adecuadamente.




72

La extracción se realizó probandotiempos de 5, 10, 15 y 20 minutos atemperaturas de 40, 50, 60, 70 y 80°C; el solvente empleado para la ex-tracción fue el clorotrifluoroetileno(S-316) y se ensayó con 10 y 25 mL.Posterior a la extracción se realizóuna remoción de interferencias a tra-vés de sílica gel usando 0.5, 0.7, 1.0y 1.5 g. Cada condición fue evaluadade manera individual manteniendoconstantes el resto de variables con-sideradas. La detección y cuantifica-ción de los hidrocarburos totales depetróleo se realizó en un espectrofo-tómetro de infrarrojo con transfor-mada de Fourier marca Perkin Elmer,modelo Spectrum BX, utilizando cel-das de cuarzo marca Perkin Elmer

con un camino óptico de 1.00 cm.Una vez determinadas las condicio-nes óptimas de extracción, se proce-dió a evaluar los parámetros devalidación del método en conjunto,tanto de la extracción como de latécnica instrumental empleada. Secomprobó la linealidad de curvas decalibración en 4 días de validaciónmediante coeficientes de correlación;se determinó el límite de detecciónal encontrar la menor concentraciónmedible utilizando el proceso de ex-tracción propuesto; así mismo se es-tableció el límite de cuantificaciónmidiendo la menor concentración ala cual se obtuvo una recuperaciónde 100±10%; se hizo también unanálisis de la menor y mayor variabi-

Figura 1. Equipo microondas marca CEM MARS Xpress


73



lidad esperada determinando coefi-cientes de variación en condicionesde repetibilidad y reproducibilidadensayando varias muestras a la vez,alternando los días de ensayo y a di-ferentes niveles de concentración.

Finalmente se analizaron materialesde referencia certificados bajo lascondiciones de extracción estableci-das con los que se evaluaron la exac-titud y fiabilidad del proceso deextracción y cuantificación.

RESULTADOS

Optimización de las condiciones deextracción:

En los ensayos para la optimizaciónde la cantidad de sílica gel para eli-

minar interferencias se encontró quela más apropiada para la limpieza fuede 1.0 g, con una recuperación de86% (Tabla 1).

Tabla 1. Valores promedio de recuperaciónen los ensayos de optimización de la can-

tidad de sílica gel

Sílica Promedio de recuperación (g) (%)

0.5 82.3

0.7 84.2

1.0 86.0

1.5 83.0

El volumen de solvente óptimo parala extracción fue de 10 mL al obte-nerse un promedio de recuperaciónde 98.7%, a comparación de la recu-peración obtenida con 25 mL que fuede 95.3%.

Se estableció que 2 g es la cantidad desuelo apto para obtener los mejoresresultados en la extracción (Tabla 2).



74

Las pruebas de condicionamiento dela temperatura en el equipo microon-das sugirieron que 40 °C es la tempe-

ratura óptima para el procedimientopropuesto (Tabla 3).

Tabla 2. Valores promedio de recuperación en los ensayos

de optimización de la cantidad de suelo

Peso Promedio de recuperación (g) (%)

2 97.8

3 97.0

4 96.5

5 92.6

Tabla 3. Valores promedio de recupera-ción en los ensayos de optimización de la

temperatura de extracción

Temperatura Promedio de recuperación (° C) (%)

40 97.8

50 91.4

60 95.2

70 94.7

80 93.4

Se comprobó experimentalmenteque un tiempo de extracción de 5 a

10 minutos es suficiente para obteneruna buena recuperación (Tabla 4).

Tabla 4. Valores promedio de recuperaciónen los ensayos de optimización del tiempo

de extracción

Tiempo Promedio de recuperación (min) (%)

5 97.8

10 98.4

15 89.9

20 89.6


75

Validación del método

Las verificaciones de linealidad delas curvas de calibración en los 4 díasde validación mostraron coeficientesde correlación mayores a 0.99.

Se encontró que el límite de detec-ción empleando el procedimiento deextracción propuesto fue de 25mg/kg y el límite de cuantificaciónfue de 100 mg/kg (Tabla 5).



Tabla 5. Valores de recuperación en la determinación del límite de detección y cuantificación

Se obtuvieron coeficientes de varia-ción menores al 10% para la menor

y mayor precisión esperada en el des-arrollo de la extracción (Tabla 6).

Pu

nto

en

el

ran

go

(m

g/k

g

Está

nd

ar

(mg

/L)

Lectura (mg/L)

Re

sulta

do

(mg

/kg

)

Rec

upe

rac

ión

(%)

Blanco 0 -0.5665 0 -

25 5 7.4884 37.4 167.0

50 10 15.3475 76.4 160.2

100 20 19.1134 95.1 96.9

250 50 52.8929 258.0 103.3

500 100 102.8732 499.4 99.4

Tabla 6. Valores calculados de porcentajede repetibilidad, reproducibilidad y recupe-ración a diferentes niveles de concentración

Estándar Repetibi. Reproduci- Recupe-lidad biilidad ración

(mg/kg (%) (%) (%))

250 8.90 8.10 106.89

1000 4.35 4.48 96.20

2500 1.82 3.40 100.41

5000 2.34 4.05 99.16

Promedio 4.35 5.01 100.66



76

Los resultados de exactitud en cuantoa los porcentajes de recuperación endos materiales de referencia certifica-

dos fue satisfactorio, obteniéndoserecuperaciones entre 100 ± 10%(Tabla 7 y 8).

Mu

est

raTabla 7. Análisis de MRC-1

en condiciones de repetibilidad

Lectura Resul- Valor Recupe- muestra tado teórico ración(mg/L) (mg/kg) (mg/kg) (%)

1 290.2928 1458.8 1570 92.91

2 283.8226 1419.1 1570 90.39

3 360.0545 1722.7 1570 109.73

Tabla 8. Análisis de MRC-2 en condiciones de reproducibilidad

Día Lectura Resul- Valor Recupe- Muestra tado teórico ración (mg/L) (mg/kg) (mg/kg) (%)

1 251.5237 1251.4 1220 102.57

2 250.9612 1248.6 1220 102.34

3 227.2284 1124.9 1220 92.20

Finalmente, se compararon los por-centajes de recuperación de dos ma-teriales de referencia certificadosempleando la extracción asistida pormicroondas y el método alterno deextracción por ultrasonido. Los resul-

tados reflejaron una mejor extracciónusando microondas ya que se obtuvoun 98.0% de recuperación frente al93.4% utilizando extracción por ul-trasonido.


77

Condiciones de extracción

Remoción de interferencias: se sabeque el proceso de limpieza es muyimportante especialmente cuando serealiza la identificación por espectro-fotometría de infrarrojo, puesto queéste es un método sensible a interfe-rencias que pueden ser medidas yconfundidas con hidrocarburos depetróleo; compuestos que no provie-nen del petróleo como grasas de ori-gen vegetal o animal en cuyaestructura se encuentren enlaces C-H,pueden representar interferencia(TPH Criteria Working Group, 1998).En el ensayo se pudo apreciar que amenores cantidades de sílica gel en elproceso de limpieza, la recuperaciónes baja; empleando 1.0 g de sílica,solo los compuestos interfe ren tes sonremovidos, sin embargo algunosconstituyentes polares del petróleopodrían ser también removidoscuando se limpia con mayores canti-dades de sílica, por lo que con 1.5 gde sílica, la recuperación se redujo.

Volumen de solvente: el condiciona-miento del volumen de solvente

usado durante la extracción muestrapromedios de recuperación superio-res al 95% para cada volumen. Expe-rimentalmente se estima que noexisten variaciones significativas encuanto al volumen de solvente utili-zado, sin embargo se perciben recu-peraciones mayores al utilizar 10 mLde solvente, por lo cual se seleccionóéste como volumen óptimo para elprocedimiento propuesto, tanto porla recuperación conseguida comopor el ahorro de solvente.

Cantidad de muestra: se obtuvieronrecuperaciones superiores al 90%para cada prueba realizada, sin em-bargo se observa una tendencia a dis-minuir la recuperación a medida quese aumenta la cantidad de suelo uti-lizado, posiblemente por la satura-ción del solvente (Romero, 2010).

Temperatura de extracción: cadatemperatura probada mostró recupe-raciones por encima de 90%. Estu-dios previos han concluido que noexiste una variabilidad considerablecon respecto a la temperatura en lamayoría de procesos de extracción(Budzinski & Letellier, 1999; LeBlanc,



DISCUSIÓN



78

1999). Para el presente estudio, tam-bién se observó que no existen varia-ciones significativas al realizar laextracción a cada una de estas tem-peraturas, pero se detecta un ligerodecrecimiento de la recuperación atemperaturas mayores a 40 °C, por loque se podría suponer que existealgún tipo de pérdida o degradaciónde los componentes más livianos dela mezcla de hidrocarburos.

Tiempo de extracción: se observa queno existen variaciones considerablespara 5 y 10 minutos; las recuperacio-nes disminuyeron para 15 y 20 minu-tos de extracción. Según estudiospublicados por varios autores, el tiem-po de extracción para hidrocarburostotales de petróleo en suelos no es unfactor significante en rangos detiempo entre 5 y 30 minutos (Bud-zinski & Letellier, 1999; Lopez-Avilaet al., 1994). Para el propósito de in-vestigación y optimización del pre-sente método propuesto, se seleccio-nó un tiempo de 10 minutos de ex-tracción como valor óptimo.

Validación del método

El método propuesto satisface la ne-cesidad analítica de regirse a los

pará metros adecuados para el desa -rrollo experimental de la técnica. Seobtuvieron coeficientes de correla-ción superiores a 0.99, garantizandola linealidad y proporcionalidad delos resultados. Se logró un límite dedetección de 25 mg/kg y un límite decuantificación de 100 mg/kg porsobre el cual se pueden esperar recu-peraciones de 100 ± 10%. El inter-valo de trabajo adecuado para laextracción por microondas se estable-ció entre 100 mg/kg a 7500 mg/kg; seobtuvieron coeficientes de variaciónmenores al 10% para la menor ymayor precisión esperada en el des-arrollo de la extracción, con lo cualse garantiza la precisión y robustezdel método propuesto. Finalmente laspruebas de exactitud en materiales dereferencia certificados produjeron re-sultados altamente confiables, conporcentajes de recuperación entre100 ± 10% en condiciones de repeti-bilidad, de reproducibilidad y encomparación con la extracción porultrasonido, lo que demuestra unabuena fiabilidad de la extracción pormicroondas en combinación con lacuantificación por espectrofotometríade infrarrojo.


79

La determinación de hidrocarburostotales de petróleo, empleando la téc-nica de extracción asistida por micro-ondas y cuantificación por espec-trofotometría de infrarrojo, permitióestablecer una técnica eficiente tantoen la etapa de preparación de lamuestra y extracción de los analitos,como también en la cuantificación delos mismos. Esta técnica logró ade-cuarse a la necesidad de recurrir amenores tiempos y mayor productivi-dad en cuanto a análisis realizados.

Con la optimización de las condicio-nes de extracción se logró un mejorentendimiento de la relación e in-fluencia de cada una de las condicio-nes durante todo el proceso analítico.La interpretación de la influencia de

estas variables en la extracción me-diante microondas puede dar paso aestudios posteriores de mejoramientodel método o de métodos similares, opara el estudio de fracciones puntua-les de hidrocarburos analizados condistintos métodos de cuantificación.

Fue posible la aplicación del proce-dimiento propuesto frente a otro mé-todo convencional, validado, recono-cido y confiable como es la técnicade extracción por ultrasonido.

Se obtuvieron resultados analíticosequivalentes en el análisis de mate-riales de referencia, lo que sugiereuna alta eficiencia del método de ex-tracción asistida por microondas.

CONCLUSIONES





80

Budzinski, H. and Letellier, M. (1999).Microwave assisted extraction oforganic compounds, UniversitéBordeaux, pp. 259.

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ted States.

LITERATURA CITADA


81

DESARROLLO DE UN MÉTODO DE TOMAAUTOMÁTICA DE MUESTRAS

DE AGUAS RESIDUALES UTILIZANDO UNMUESTREADOR ROBÓTICO PORTÁTIL

DEVELOPMENT OF AN AUTOMATED WASTEWATER SAMPLINGMETHOD USING AN AUTOMATIC PORTABLE ROBOTIC SAMPLER

Lucía P. Rivadeneira1 & Wendy J. Heredia Rojas2

Palabras Clave: Toma de muestra, Métodos automáticos, pH, Temperatura

Keywords: Sampling, Automated methods, pH, Temperature

RESUMENEn este trabajo se ha desarrollado y validado un método de toma automáticade muestras de aguas residuales, con el fin de optimizar el proceso de toma demuestra con un monitoreo continuo de pH y temperatura.La validación fue realizada por comparación con un método manual validadoy acreditado. Se tomaron muestras simultáneas tanto con el muestreador portátilTeledyne Isco 6712 como de manera manual y se realizaron monitoreos depH y temperatura con ambos métodos.En base a los resultados obtenidos, se concluye que el método automático de -sarrollado cumple con los criterios de validación establecidos, permite optimi-zar el proceso de toma de muestra y garantiza confiabilidad en los resultadosobtenidos.

1 Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Centro de Estudios Ambientales y Químicos (CESAQ),Quito Ecuador ([email protected])

2 Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Escuela de Ciencias Químicas, Quito Ecuador



82

ABSTRACTFor the purposes of this study, an automated wastewater sampling method hasbeen developed and validated in order to optimize the sampling procedure, in-cluding constant monitoring of pH and temperature.This validation was undertaken by comparison with an accredited and validatedmanual method. Samples were taken simultaneously with the Teledyne Isco6712 and manually pH and temperature were monitored in both an automatedand manual manner.Based on the obtained results, this study concludes that the automated methoddeveloped satisfies the established validation criteria, optimizing on this waythe sampling procedure and ensuring the reliability of the results.

El objetivo de la toma de muestra esconocer y controlar las característicasfísicas, químicas y biológicas delagua que puede ser utilizada por elser humano para diversas finalidadeso que pueda afectar negativamentelos diversos cuerpos de aguas natura-les o artificiales. (Mulki et al., 1998)

Existe una diferencia entre toma demuestra y muestreo, y es necesarioestablecerla.

Según la Entidad de AcreditaciónNacional (ENAC), la toma de mues-tra es el proceso de obtención de lamuestra a ensayar con el objetivo deasegurar la validez del resultado evi-tando errores debido a contamina-

ción, degradación, etc. de las mues-tras a ensayar. La toma de muestraspor sí misma no permite extrapolarlos resultados de la muestra al ítemmuestreado (aquél del que se han to-mado las muestras).

El muestreo es el proceso de obten-ción de la muestra a ensayar que per-mite garantizar su representatividadcon respecto al ítem muestreado.

La actividad de muestreo requiere deun plan de muestreo en el que seidentifican el tipo, número y locali-zación de las muestras a tomar, unatoma de muestras y, generalmente,de unos criterios de inferencia quepermitan asignar valores al ítem

INTRODUCCIÓN


8282


83

DESARROLLO DE UN MÉTODO DE TOMA AUTOMÁTICA DE MUESTRAS DE AGUAS RESIDUALES UTILIZANDO UN MUESTREADOR ROBÓTICO PORTÁTIL

muestreado a partir de los resultadosde las muestras. (ENAC, 2008)

En el Ecuador se utiliza la toma demuestra, ya que el muestreo aún nose encuentra regulado por ningunalegislación.

Con el fin de asegurar la confiabili-dad de los resultados obtenidos enlos análisis, es importante cerciorarsede que la toma de muestra haya sidorealizada de la mejor manera, evi-tando cualquier fuente de error du-rante su realización.

Para reducir estos riesgos, es necesa-rio contar con un plan de toma demuestra. Este plan consiste en seisfactores a tomar en cuenta para surea lización:• Formulación de objetivos• Toma de muestras representativas• Adecuado manejo y preservación

de las muestras• Trazabilidad de las muestras• Aseguramiento de la calidad de la

toma de muestra• Análisis in situ apropiado (City of

Greeley Industrial PretreatmentProgram, s/f)3

El realizar este plan y atenerse a élgarantizará resultados precisos en losanálisis.

El objetivo de esta investigación fuela validación de un método de tomaautomática de muestra y también lavalidación de un método de monito-reo automático de pH y temperatura.Para validar este método se realizóuna comparación, confrontando losvalores obtenidos con el método au-tomático y los valores obtenidos conel método manual, siendo este úl-timo, el método de referencia para lavalidación.

La medición de la temperatura es uti-lizada para cálculos de alcalinidad,en estudios de saturación y estabili-dad con respecto al carbonato decalcio, en el cálculo de salinidad, yen otras operaciones de laboratorio.

La medición del pH es una de laspruebas más utilizadas en el controlde procesos de aguas residuales. Paraesta medición se utiliza el método po-tenciométrico utilizando un electrodoestándar de vidrio y un electrodo dereferencia. (Baird et al., 2012)

El acelerado incremento de la indus-tria y la explotación desmedida de los3 http://greeleygov.com/water/documents/proper-

sampling.pdf



84

Para la realización de este trabajo seutilizaron los siguientes equipos:• Equipo Muestreador Portátil Te-

ledyne Isco 6712• Sonda SDI 12 para pH y tempera-

tura• phmetro con termocupla

Antes de introducir un nuevo métodopara ser usado en el laboratorio, debeconfirmarse que éste es apto paracumplir con el fin previsto. (Rosas &Cortés, 2009)5

Los parámetros de validación fueronseleccionados según la norma ISO17025. Los objetivos establecidospara este trabajo fueron:

• Precisión de repetibilidad: Obtenerun coeficiente de variación (CV)en condiciones de repetibilidadmenor o igual a 10%

• Precisión de reproducibilidad: Ob-tener un coeficiente de variaciónen condiciones de reproducibili-dad menor o igual a 10%

• Exactitud: Determinar la correla-ción lineal entre el valor del mé-todo y el valor de referencia con uncoeficiente de correlación igual omayor a 0,90. Obtener un porcen-taje de error menor o igual al 10%

• Robustez: Obtener un error menoro igual a 10%.

recursos naturales, hacen que cadadía los problemas ambientales seanmás complejos y requieran la bús-queda de soluciones eficaces e inme-diatas. Una de las áreas que másapoya al análisis ambiental en el mo-nitoreo de procesos de sistemas am-bientales, es la instrumentación mediante sistemas electrónicos y compu-tarizados, la cual permite monitoreary controlar las variables involucradasen estos procesos. (Hernández &Gómez, s/f)

La utilización de técnicas automati-zadas de toma de muestra es cadavez mayor debido a sus múltiplesventajas, como son versatilidad yconfiabilidad, facilidad para realizartoma de muestras con mayor frecuen-cia, reducción de errores humanosque ocurren en la toma manual demuestra, entre otras. (EnvironmentalProtection Agency, 1982)4


4 http://nepis.epa.gov5 http://www.ema.org.mx/descargas/ema_se


85

La validación del método fue desa -rrollada en tres empresas, las cualestenían como principal función el fae-namiento de aves y elaboración deproductos comestibles. Su principaldescarga en las aguas residuales eramateria orgánica.

La toma de muestras fue realizadacerca de los vertederos. En las tresempresas se realizaron tomas demuestras cada hora durante la jor-nada de ocho horas de funciona-miento de las plantas por tres días encada una.

Se realizaron tomas automáticas ymanuales de 500 ml cada alícuota

cada hora. A la vez se realizaron mo-nitoreos de pH y temperatura. Losmonitoreos automáticos fueron reali-zados cada diez minutos y los ma-nuales; cada hora, tal como está acre-ditado y validado el método manual.

Se realizaron análisis de DQO yaceites y grasas de una de las tresempresas para determinar si existiócontaminación cruzada en las mues-tras tomadas por el equipo. Para estefin las muestras fueron homogeniza-das al cabo de las ocho horas y se to-maron 250 mL de muestra en unfrasco de vidrio ámbar, esta fue pre-


6 http://www.isco.com/pcfiles/PartPDF/SL000004/UP0014YE.pdf#page=3&zoom=auto,0,509

a. Panel de controlb. Bomba peristálticac. Detector de líquidosd. Filtro e. Línea de Succiónf. Acople de acero inoxidable g. La manguera de la bomba h. Divisori. Manguera de descarga j. Brazo distribuidor

Fuente: Manual de Operación de AutomuestreadorPortátil Teledyne Isco 67126

Figura 1 Diagrama del Automuestreador



86

servada con H2SO4 y enviada al la-boratorio para posterior análisis.

Para el análisis estadístico se evaluóla exactitud de los resultados me-diante la comparación de los valoresobtenidos por el equipo con los va-lores de referencia (método manual).Se realizó la prueba t de student paracomprobar si existían diferenciasentre las medias de ambos métodos.Se calculó también el porcentaje deerror.

El porcentaje de recuperación se cal-cula mediante la ecuación:

%Recuperación = x 100

donde, Xobtenido es el resultado obtenidoXesperado es el valor teórico delmismo

Si %Recuperación > 100 entonces,%Error = %Recuperación – 100

Si %Recuperación < 100 entonces,%Error = 100 - %Recuperación

El porcentaje de repetibilidad expre-sado como coeficiente de variaciónfue calculado y también el porcen-taje de reproducibilidad.

Donde S es la desviación estándar yX, la media de los datos.

Se obtuvo la correlación lineal entrelos valores del equipo y los valoresmanuales de las dos variables, me-diante la ecuación:

Donde, r coeficiente de correlación linealxi valor individual de referenciax la media de valores de referenciayi valor individual obtenido con el

métodoy la media de los valores del mé-

todo

Se observó la robustez del equipomediante el cálculo del error de losresultados obtenidos en análisis deDQO y aceites y grasas.

Xobtenido

Xesperado

C.V.(%)= x 100S

X


87


Se leyeron aproximadamente 44datos por día de pH y temperaturadurante los tres días en cada em-presa.

La reproducibilidad y la repetibilidadrepresentan la precisión del método.Para la obtención de los valores deCV se realizó el cálculo de la mediaaritmética de los valores de pH ytemperatura obtenidos por el auto-muestreador durante las ocho horasde cada día. Como valor de referen-cia se tomaron las medias aritméticas

de los valores de pH y temperaturaobtenidos de manera manual.

En la Tabla 1 se presenta el resumende los resultados obtenidos de repe-tibilidad y reproducibilidad y por-centaje de recuperación de las tresempresas para la medición de pH. Laprecisión de repetibilidad del mé-todo es el valor mayor de CV delgrupo igual que el porcentaje de re-producibilidad. El porcentaje de re-cuperación es la media de los tresvalores.

RESULTADOS

Tabla 1. Repetibilidad y Reproducibilidad del método para la determinación de pH

Se observa que los valores de los pa-rámetros son menores al 10% que hasido el objetivo establecido.

La Figura 2 es la correlación linealque permite observar la concordan-cia entre los resultados del monitoreoautomático y el monitoreo manualpara el monitoreo de pH.



88

El valor para r como objetivo fijadoes mayor a 0,90, por tanto se en-cuentra dentro del límite establecido.En la Tabla 2 se muestran los resulta-dos para la prueba t de student,

donde se observa que el t calculadoes menor que el t tabulado, por tantose acepta la hipótesis nula que diceque las medias son estadísticamenteiguales.

Figura 2. Correlación entre los valores de pH monitoreados con el método automático y manual

Tabla 2. Prueba t para medias de dos muestras

emparejadas para medidas de pH

Estándar Valor

Ref. método

Media 7,09 7,15

Observaciones 71 71

Diferencia

hipotética

de las medias 0

Grados

de libertad 70

Estadístico t

(calculado) 1,60

Valor Crítico de t

(tabulado) 1,99

La Tabla 3 resume las mediciones detemperatura en las tres empresas en

las que se validó el método


89


Tabla 3. Repetibilidad y Reproducibilidad del Método para la medición de temperatura

Se puede observar que la repetibili-dad está dentro del valor fijado, porel contrario, el valor de reproducibi-lidad se encuentra fuera de los lími-tes. Es importante observar que estevalor elevado se debe a las fluctua-ciones de la temperatura del tercerdía de la tercera empresa. Los valoresde temperatura tienen una variaciónmuy grande por lo que la desviaciónestándar es grande también, razónpor la cual el valor de CV aumenta.Pero al ver el valor del porcentaje derecuperación, se observa que es cer-cano a 100%, y también las mediasde ambos métodos son similares, porlo que podemos decir que este valorelevado no se debe al método de me-

dición, sino a la variabilidad queexistió en los valores ese día.Durante la puesta a punto del mé-todo, se obtuvieron valores de tem-peratura que al confrontar con elmétodo manual no presentaban unagran concordancia, por lo cual se de-cidió cambiar la manera de medir latemperatura y los valores obtenidospresentaron una mayor concordanciaentre sí. En la Fig. 3 se muestra labaja correlación entre los dos méto-dos.

La figura 4 muestra la mayor concor-dancia que se consiguió con la me-dición de temperatura durante lavalidación.



90

Figura 3. Correlación entre los valores de Temperaturatomados de manera automática y manual en la puesta a punto.

Figura 4. Correlación entre los valores de Temperaturamonitoreados con el método automático y manual

Se puede observar que se obtuvo unamejor correlación lineal, que esmayor a 0,90, valor del objetivo fi-jado al inicio de este trabajo.

En la Tabla 4 se encuentra la pruebade t de student para el método demedición de temperatura. El resul-tado es que las medias de los dos mé-todos son estadísticamente iguales.


91

Tabla 4. Prueba t de student para medias de dos muestras

emparejadas para medidas de temperatura

Estándar Valor

Ref. método

Media 18,8 18,74

Observaciones 71 71

Diferencia

hipotética

de las medias 0

Grados de libertad 70

Estadístico t

(calculado) 0,68

Valor Crítico de t

(tabulado) 1,99


Al quedar las botellas del automues-treador abiertas durante todo el pro-ceso de toma de muestra, a pesar deque el lugar donde son almacenadaspermanece cerrado, existía la dudade si al no cerrar herméticamente lasbotellas, ni llenarlas completamente,

podría ocurrir un cambio en el valordel DQO. Al comparar los valores delos resultados tanto manuales comoautomáticos, se encuentra que los va-lores de error se encuentran bajo el10%, es decir dentro de los límitesestablecidos.

Tabla 5. Porcentaje de error en DQO

De la misma forma, se hicieron prue-bas de aceites y grasas para probar si

existían interferencias en este pará-metro, pero los resultados salieron



92

por debajo del límite de detección,por lo cual se puede decir que no hay

mayor interferencia.

Tabla 6. Porcentaje de error en pruebas adicionales.Aceites y Grasas

DISCUSIÓN

El método de toma automática demuestras está siendo cada vez másutilizado en el país y en el mundo de-bido a las ventajas que presenta.

En el Municipio del Distrito Metropo-litano de Quito, este automuestrea-dor portátil es muy utilizado paramonitorear y tomar muestras deaguas servidas y aguas de acequiapara control.

Existen estudios realizados en Chileen los cuales mencionan ventajascomo:

• Reducción de los riesgos de fallashumanas

• Monitoreo continuo de pH y tem-peratura

• Obtención de muestras constante-mente

• Mayor precisión en la toma demuestra

• Optimización del proceso de tomade muestra

• Uso mínimo de mano de obra


93

El método desarrollado para la tomaautomática de muestras de aguas re-siduales presenta ventajas sobre elmétodo manual, ya que con éste seevitan errores humanos, optimiza eltiempo de los técnicos de toma demuestra y proporciona muestras re-presentativas y confiables.

El método de monitoreo de pH ytemperatura demuestra que es un mé-todo preciso, ya que los valores de re-petibilidad y reproducibilidad seencuentran por debajo del 10% quees el límite que ha sido establecido.

Los valores de error del método demonitoreo de pH y temperatura son

menores al 10%, es decir, están pordebajo del límite establecido. De lamisma forma, con la prueba t de stu-dent se comprobó que las medias delos resultados obtenidos son estadís-ticamente iguales entre sí. Por otrolado, la correlación lineal realizadaes mayor a 0,90, valor que se en-cuentra dentro de los límites fijados.En base al análisis de los resultadosobtenidos, se concluye que el mé-todo es exacto.

Con fundamento en los criterios devalidación establecidos, se deduceque es un método confiable para suutilización.


CONCLUSIONES


94

Baird, R., Eaton, A., Clesceri, L, & Rice,E., (2012), Standard Methods for

the Examination of Water and Was-

tewater, American Public HealthAssociation, 22 ed., Washington.

City of Greeley Industrial PretreatmentProgram. (s/f), Colorado, http://gre-eleygov.com/water/documents/pro-persampling.pdf

ENAC, (2008), Laboratorio de Ensayo:

Acreditación de muestreo y toma

de muestra.

Environmental Monitoring and SupportLaboratory, (1982) EnvironmentalProtection Agency, Handbook forSampling and Sample Preservationfor water and wastewater.http://nepis.epa.gov

Hernández, C. y Gómez, V., (s/f), La Ins-

trumentación, una alternativa para

el monitoreo y control de la calidad

del agua y del aire, Centro de Inves-tigación en Materiales AvanzadosS.C., Chihuahua.

Mulki, M., Yánez, O, Jaramillo, M., Já-come, A., Leiva, E. & Jaramillo, P.,(1998), Manual para muestreo de

aguas y sedimentos, Quito, s.n.

Norma Internacional ISO/TEC 17025,(2005), Requisitos Generales para

la competencia de los laboratorios

de ensayo y de calibración, 2daedición.

Rosas, E. y Cortés, R., (2009), Validación

con base en los criterios de aplica-

ción de la norma NMX-EC-17025-

IMNC-2006 en mediciones quí mi-

cas y físicas, http://www.ema.org.mx/descargas/ema_semac09/11_ -junio/12aplicacion17025_11junio.pdf.

Teledyne Isco, (2001), 6712 Portable

Samplers, Installation and Opera-

tion guide, Teledyne Isco Inc,http://www.isco.com/pcfiles/PartPDF/SL000004/UP0014YE.pdf#page=

3&zoom=auto,0,509

LITERATURA CITADA


infoquimica final copia:maquetación 1 19/11/14 … · los resultados obtenidos mostraron que la...

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