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Muestreo de suelos y análisis de suelos: importancia

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Muestreo de suelos y análisis de suelos

En el presente articulo sobre el muestreo de suelos y análisis de suelos te explicaremos lo que es, para que sirve, cual es su finalidad, como hacer el muestreo que factores a considerar que cantidad de muestra tomar y mucho más.

¿Qué es el muestreo de suelos y análisis de suelos?

El muestreo de suelos es el primer paso para realizar un análisis de suelos y es la actividad por medio de la cual se toman partes representativas, con el objeto de conocer la población total a partir del estudio de cada una de esas partes.

¿Para que sirve el muestreo de suelos y análisis de suelos?

El muestreo de suelos sirve para determinar si se encuentra contaminado o no, para analizar su tipo de suelo o su uso lo cual también nos ayuda en el ordenamiento territorial.

Muestreo de suelos y análisis de suelos
Muestreo de suelos y análisis de suelos

¿Cuál es la finalidad del muestreo de suelos y análisis de suelos?

  • Para adquirir información que ayude a determinar la presencia e identidad de los contaminantes presentes y el grado en el que estos podrían entrar en el ambiente circundante. 
  • Determinar el riesgo a la salud humana y/o al ambiente debido a la contaminación del suelo por contaminantes específicos.​
  • Identificar la presencia y concentración de contaminantes específicos, con respecto a niveles de fondo (concentraciones naturales en el sitio).
  • Determinar la concentración de contaminantes y su distribución espacio – temporal.​
  • Mide la eficiencia de acciones de control o de limpieza, es decir remediación.​
  • ​Obtener mediciones para validación o uso de modelos de transporte y deposición de contaminantes en el suelo.​
  • ​Determinar el riesgo potencial a la flora y fauna por contaminantes específicos.​
  • ​Identificar fuentes de contaminación, mecanismos o rutas de transporte y receptores potenciales.

¿Cómo se realiza un muestreo de suelos y análisis de suelos?

Quieres saber como se realiza muestreo de suelos te invito a ver a continuación los pasos para que puedas conocer el como hacer un muestreo de suelo.

Plan de muestreo para el muestreo de suelos y análisis de suelos

Todo el personal involucrado debe conocer el plan del muestreo, en el que se detalla el procedimiento a realizar es decir que día, hora ir a cada punto, cuales puntos son de interés, etc.

Parámetros dé interés a evaluar para el muestreo de suelos y análisis de suelos

Entre los parámetros a evaluar pueden incluirse las concentraciones de los contaminantes y sus niveles de fondo, el estado de erosión o fertilidad del suelo, entre otros.​

Identificación del sitio para el muestreo de suelos y análisis de suelos

Dependiendo del interés de la investigación, se identifica y delimita el sitio de interés.

En el caso de evaluar niveles de contaminación, se debe considerar la migración de contaminantes a través de los diferentes horizontes del suelo.​

Duración del estudio y frecuencia del muestreo. 

La duración del estudio y la frecuencia del muestreo, son factores definidos por el investigador, tomando en cuenta los cambios de clima en las distintas estaciones del año, o la temporada (siembra, cosecha o limpieza), en caso de ser un suelo agrícola.

Tipo de matriz a muestrear para el muestreo de suelos y análisis de suelos

En el caso del muestreo de suelos, la matriz es sólida; sin embargo, su consistencia y permeabilidad pueden cambiar dependiendo de la cantidad de materia orgánica, arena, limo y arcilla que contenga, por lo que la distribución de contaminantes es diferente en cada caso.

Número de muestras para el muestreo de suelos y análisis de suelos

Esta definida por el investigador, de acuerdo con, la accesibilidad a la zonas de interés, capacidad analítica y económica.

Es importante que antes de tomar una muestra, se remueva de la superficie la basura, pasto, piedras y hojas.​

Tipo de muestra para el muestreo de suelos y análisis de suelos

En función de la información que se requiere, las muestras pueden ser simples o compuestas y, pueden pertenecer a un estrato superficial o profundo.

En cualquier caso, todas las muestras deben ser representativas del área contaminada.​

Muestras de control o testigo para el muestreo de suelos y análisis de suelos

Estas muestras pueden tomarse alejadas del sitio en estudio, pero deben tener las mismas características del suelo de interés (origen, granulometría, etc.).​

Colección de muestras para el muestreo de suelos y análisis de suelos

La muestra se debe colectar mediante el uso de equipo apropiado y limpio. Es importante que antes de la toma de cada muestra, los instrumentos de muestreo y guantes se limpien o reemplacen.

Las muestras deben colectarse en los recipientes adecuados de acuerdo al tipo de análisis y deben etiquetarse inmediatamente.​

Mediciones en campo para el muestreo de suelos y análisis de suelos

Algunas mediciones pueden realizarse en el sitio, directamente en el suelo o en soluciones del mismo, por lo que es recomendable considerar el equipo necesario.

Estas mediciones, en general, proporcionan información cualitativa de algunas condiciones del suelo, como pH, materia orgánica, sulfates, carbonatos y cloruros, entre otros.​

Conservación de muestras para el muestreo de suelos y análisis de suelos

Las muestras colectadas deben guardarse en un lugar oscuro y fresco hasta su ingreso al laboratorio.

La mayoría de las muestras tomadas para evaluar contaminantes tienen un tiempo de caducidad, cuando los análisis químicos son realizados después de este tiempo, los resultados tiene menor confiabilidad.

En algunos casos, el tiempo de caducidad puede extenderse por medio de la adición de sustancias químicas o conservando la muestra en refrigeración, en caso de evaluar contaminantes volátiles.

Materiales para el muestreo para el muestreo de suelos y análisis de suelos

Los instrumentos de muestreo adecuados son esenciales para realizar un buen muestreo y para las buenas prácticas de laboratorio; se recomienda cucharones y espátulas planos con lados paralelos, para evitar el muestreo preferencial de partículas gruesas.

Adicionalmente, debe considerarse y evitar la introducción de errores en el laboratorio, debidos a un mal diseño de cortadores, espátulas y otras herramientas usadas en la preparación de sub muestras para análisis.​

Instrumentos para la toma de muestras

La selección de instrumentos adecuados es esencial para un buen muestreo y para un buen análisis de laboratorio.

Para el caso de suelos contaminados con metales, los utensilios para el muestreo deben ser de plástico, teflón o acero inoxidable; entre los más comunes se encuentran: palas rectas y curvas, picos, barrenas y barretas, nucleadores, espátulas, navajas y martillo de geólogo.

¿Qué materiales son necesarios para realizar un muestreo de suelos y análisis de suelos?

Material de apoyo

  • Cartas topográficas, edafológicas, climáticas y geológicas,
  • Plano cartográfico del sitio y mapas de carreteras.​
  • Libreta para anotaciones
  • Cámara fotográfica
  • Cadena de custodia para las muestras​
  • Material para la orientación y ubicación de los puntos de muestreo
  • Instrumentos para medir la zona.
  • Sistema global de posicionamiento (GPS)​
  • Lisímetro.​
  • Cinta métrica. ​
  • Estacas​

¿Cuáles son los tipos de muestreo de suelos y análisis de suelos que existen?

Bien antes todo tipo de muestreo de suelos debe tener altos niveles de precisión y exactitud, que garanticen que la muestra o grupo de muestras sean representativas y proporcione las características del sitio.

La exactitud se refiere a la aproximación del valor del análisis de suelo con respecto al contenido real en campo.

La precisión en cambio describe la posibilidad de reproducir los resultados.

Enfoques básicos para los tipos de muestreo de suelos y análisis de suelos

Selectivo

Consiste en escoger sitios para el muestreo de un suelo en base a diferencias obvias o típicas.

Tales diferencias se determinan  según la experiencia de la persona y generalmente, incluyen factores tales como la visibilidad del área de un derrame de químicos.

Los cambios en el color del suelo, las áreas de  perturbación física anterior o las áreas sin vegetación o con vegetación muerta.​

Sistemático

Es un método mediante el cual los puntos de muestreo seleccionados se ubican a distancias uniformes entre sí.

En los sitios con derrames de químicos líquidos o con deposición aérea de contaminantes, este método es útil para documentar probables gradientes de concentración.​

 ​Al azar

El muestreo al azar se basa en la teoría de probabilidades y la necesidad de un riguroso análisis estadístico.

El muestreo al azar permite toda combinación posible de unidades de muestras a seleccionarse y el número de combinaciones posibles está sólo limitado por el tamaño de la muestra. 

4 tipos de muestreo de suelos

  • Aleatorio simple
  • Aleatorio estratificado
  • Sistemático rejilla
  • Sistemático rejilla polar
tipos de muestreo de suelos
Imagen representativa de los tipos de muestreo de suelos

¿Qué es una muestra representativa del suelo?

Una muestra representativa del suelo es una parte del suelo la cual es considerada parte del total y la cual deberá contener los mismos porcentajes de este universo.

¿Qué se necesita para que sea representativa?

Representatividad

Una muestra posee las mismas características o propiedades que el material en estudio.

El grado de semejanza entre las muestras y el material en estudio se determina por las características a estudiar y por las técnicas analíticas usadas. ​

​Tamaño de muestra

Se debe seleccionar cuidadosamente, con base en las propiedades físicas de la matriz y los requerimientos y/o limitaciones del muestreo y las técnicas de análisis.​

Número y/o frecuencia del submuestreo

Estas consideraciones deben basarse en el tipo de información estadística que se desea y en la naturaleza del material a colectar.​

Mantenimiento de la integridad de las muestras 

La muestra debe conservar las propiedades de las condiciones originales en el sitio (al tiempo del muestreo), durante la colección, transporte y entrega al analista

Sin embargo, la completa homogeneidad de un material particulado, como el suelo, no es posible debido a diversos factores.

Como son el grado de heterogeneidad de un suelo y su efecto en el muestreo ambiental puede minimizarse.​

Planificación de un muestreo de suelos

No existen reglas generales para realizar un muestreo de suelos, puesto que cada sitio requiere de un muestreo en particular.

Por esto, es importante realizar un esquema de muestreo para cada sitio, el cual consiste en la ubicación óptima de los puntos de muestreo y debe de ser lo suficientemente flexible para permitir ajustes durante las actividades en campo.

Por ejemplo, la falta de acceso a los sitios de muestreo preseleccionados, las formaciones de subsuelo no previstas o las condiciones climáticas, pueden demandar ajustes importantes en los planes de muestreo.​

Durante el diseño de un plan de muestreo para un suelo contaminado es importante considerar que las características físicas y químicas del sistema inciden en la transformación, retención y movimiento de los contaminantes a través del suelo. ​

El contenido de arcilla, materia orgánica, la textura, la permeabilidad, el pH, el potencial redox (Eh) y la capacidad de intercambio catiónico (CIC) del suelo, afectan la velocidad de migración y la forma química del contaminante.

Material para guardar y transportar muestras. 

El material a emplear debe ser compatible con el material a muestrear, deber ser resistente a la ruptura y evitar reacciones químicas con la muestra y/o pérdidas por evaporación.

El volumen del contenedor debe ser aproximadamente el mismo de la muestra, con la finalidad de minimizar el espacio vacío.​

  • Frascos de vidrio (boca ancha y angosta): compuestos semi volátiles, pesticidas y metales
  • Viales de vidrio: compuestos volátiles.​
  • Contenedores de polietileno: conductividad.​

Conservación de muestras 

Los recipientes en los que se colectaron las muestras deben sellarse adecuadamente. En general, es recomendable eviten lo posible el uso de agentes químicos para conservar muestras de suelo.

Para su conservación es conveniente mantenerlas en lugares frescos (4 a 6 °C) y oscuros.​

Material de seguridad y limpieza

  • Guantes de látex
  • Agua des ionizada
  • Lentes de seguridad
  • Toallas de papel
  • Mascarilla para polvos
  • Franelas.​

Material para etiquetar y marcar las muestras​

  • Etiquetas adheribles. ​
  • Marcador indeleble.​
  • Cinta adhesiva.​
  • Bolígrafos.

¿Cuáles son los tipos de muestras para el muestreo de suelos y análisis de suelos?

Los tipos de muestras para el muestreo de suelos se pueden dividir en los siguientes:

Simples

Las muestras colectadas en un tiempo y en un lugar particular son llamadas muestras simples.

Una muestra simple se puede considerar representativa cuando la composición de los contaminantes en un suelo es estable, es decir, no varía con el tiempo.​

Compuestas

Se le denomina muestra compuesta a aquellas muestras que son el producto de la mezcla de muestras individuales o sub muestras, es decir, el resultado de la muestra compuesta es un promedio de la composición de muestras simples.

Cada sub muestra, que conforma la muestra compuesta, debe ser de el mismo volumen y representar el mismo horizonte del suelo muestreado.

Por lo que solo deben mezclarse muestras obtenidas de la misma profundidad y mediante el mismo diseño de muestreo, documentando el origen y tamaño de cada una. ​

Las sub muestras deben mezclarse en recipientes de acero inoxidable o de plástico (dependiendo del tipo de contaminante) en campo y posteriormente se debe realizar el procedimiento de cuarteo.

La preparación de muestras compuestas puede disminuir costos y tiempos en los análisis, debido a que el número de análisis fisicoquímicos y/o mineralógicos se reduce.​

¿Cómo seleccionar el tamaño de una muestra para el muestreo de suelos y análisis de suelos?

El número total de muestras para determinar en un estudio ambiental depende directamente de:​

  • El tipo de estudio.​
  • El tamaño del sitio a muestrear.​
  • El diseño de muestreo seleccionado.​
  • El tipo de muestras (simples o compuestas),​
  • La exactitud y la precisión requerida.​
  • Los recursos económicos disponibles.

¿Qué cantidad de muestra debe ser recogida para cada muestreo de suelos y análisis de suelos?

  • Para una caracterización química: carbono orgánico, pH, CIC, Eh, Ca, Mg, N, P y K se requiere 500 gramos.
  • Caracterización física: textura, densidad se requiere de 500 a 2000 gramos.
  • Contaminantes inorgánicos principalmente los metales se requiere 150 gramos.
  • Microbiología se requiere 100 gramos.

Tipos de muestreo y muestreadores de suelos según su profundidad

Básicamente hay dos tipos de muestreo de suelos según su profundidad el superficial y el vertical o profundo.

Muestreo superficial

El muestreo superficial busca determinar la concentración de contaminantes depositados recientemente en el suelo y que no tienden a migrar verticalmente bajo la superficie.

Instrumentos

Los instrumentos más comunes son espátulas, palas rectas y cucharones, las muestras se toman a una profundidad de 0 a 10 cm

Muestreo vertical o profundo

Se emplea para determinar la migración de un contaminante, especialmente cuando estos son solubles y pueden migrar a través del suelo.

Las muestras son tomadas desde la superficie hasta donde termina la migración del contaminante. 

Instrumentos

Los instrumentos que generalmente se utilizan para realizar este tipo de muestreo son nucleadores, barrenas, palas curvas y palancas. ​

¿Cuáles son los factores a considerar en el muestreo de suelos y análisis de suelos?

  • Plan de muestreo
  • Parámetros de interés
  • Identificación del sitio
  • Duración y frecuencia del muestreo
  • Tipo de matriz
  • Número de muestras
  • Tipos de muestra
  • Muestras de control o testigo
  • Colección de muestras
  • Mediciones en campo (in situ)
  • Conservación de muestras
  • Materiales e instrumentos para el muestreo o toma de muestras

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