ALEYDA MONTAÑEZ

DETERMINACIN DE COMPUESTOS AROMTICOS EN

AGUA POTABLE MEDIANTE SCREENING DE MUESTRAS

Y CROMATOGRAFA LQUIDA CON DETECCIN UV

Autor: Ing. Aleyda L. Montaez Palencia

Tutor(a): Dra. Lisbeth Manganiello de Vega

Valencia, Mayo de 2008

UNIVERSIDAD DE CARABOBO

REA DE ESTUDIOS DE POSTGRADO FACULTAD DE INGENIERA

MAESTRA EN INGENIERA AMBIENTAL




Autor: Ing. Aleyda L. Montaez Palencia.

Trabajo de Grado presentado ante el rea de Estudios de postgrado de la Universidad de Carabobo para optar al Ttulo de Magster en Ingeniera Ambiental.


UNIVERSIDAD DE CARABOBO

REA DE ESTUDIOS DE POSTGRADO FACULTAD DE INGENIERA






Autor: Ing. Aleyda L. Montaez Palencia.

Aprobado en el rea de Estudios de Postgrado de la Universidad de Carabobo por Miembros de la Comisin Coordinadora del Programa:

Nombre C.I. N Firma Nombre C.I. N Firma Nombre C.I. N Firma


UNIVERSIDAD DE CARABOBO REA DE ESTUDIOS DE POSTGRADO

FACULTAD DE INGENIERA

Dedicatoria:

A Dios, por iluminarme el camino. A mis Padres, quienes con su apoyo han sabido guiar mis pasos y darme la

confianza para seguir adelante.

V

Agradecimiento:

A la Dra. Lisbeth, por sus difanos conocimientos y calidad humana, en aras de la consecucin de la meta anhelada.

Al Centro de Investigaciones Qumicas, por proporcionarme los recursos para el desarrollo

de esta investigacin. A Nancy Mendoza, por su constante apoyo.

VI

NDICE GENERAL

Pg.

RESUMEN INTRODUCCIN........................................................................................... 1 CAPTULO I. EL PROBLEMA 1.1 Planteamiento y formulacin del problema............................................. 4 1.2 Objetivos de la investigacin................................................................... 9

1.2.1 Objetivo general... 9 1.2.2 Objetivos especficos....... 9 1.3 Justificacin de la investigacin. 10 CAPTULO II. MARCO TERICO 2.1 Antecedentes....... 13 2.2 Bases tericas.. 19 2.2.1 Transporte, distribucin y transformacin de contaminantes.. 19 2.2.2 Potabilidad del agua...... 20 2.2.3 Fuentes de abastecimiento.... 22 2.2.3.1 Agua subterrnea..... 24 2.2.3.2 Consideraciones para la seleccin de un pozo como fuente de

abastecimiento de agua destinada al consumo humano....

27 2.2.3.3 Fuentes de contaminacin del agua subterrnea..... 27 2.2.3.4 Vulnerabilidad del agua subterrnea....... 30 2.2.4 Compuestos aromticos... 32 2.2.4.1 Tolueno.. 32 2.2.4.2 Benceno.. 33 2.2.4.3 Etilbenceno. 34 2.2.5 Fundamentos tericos de las metodologas de anlisis 35 2.2.5.1 Sistemas de Anlisis por inyeccin en flujo (FIA). 35 2.2.5.2 sistemas de cromatografa lquida de alta resolucin. (HPLC). 39 2.2.5.3 Sistema de extraccin en fase slida........ 46 2.2.5.4. Sistema de espectrofotometra ptica, UV- Visible 50 2.3 Bases Legales.... 53 2.4 Definicin de trminos..... 56 CAPTULO III. METODOLOGA 3.1 Diseo de la investigacin......................................................................... 58 3.2 Desarrollo de las fases del proyecto.... 59 3.2.1 Fase I: Diagnstico.. 59 3.2.2 Fase II: Factibilidad Funcional... 68 3.2.3 Fase III: Propuesta...... 83

VII

CAPTULO IV. ANLISIS DE RESULTADOS 4.1 Objetivo correspondiente a la fase de diagnstico 87 4.1.1 Determinacin del nmero de muestras matriz de seleccin. 87 4.1.2 Anlisis de opinin de los habitantes de las viviendas muestreadas. 90 4.1.3 Valores de pH en las muestras estudiadas 91 4.2 Sistema de Screening de Muestras.. 91 4.2.1 Optimizacin de variables de operacin del Sistema de Screening de

Muestras...

91 4.2.2 Calibracin sistema de Screening de muestras... 94 4.3 Sistema de Cromatografa lquida con deteccin UV. 95 4.3.1 Variables de operacin del Sistema de Cromatografa Lquida. 97 4.3.2 Calibracin sistema de Cromatografa Liquida con deteccin UV... 98 4.4 Determinacin de muestras sintticas mediante el sistema de Screening de

Muestras.. 100

4.4.1 Determinacin de muestras sintticas mediante el sistema de Cromatografa Liquida con deteccin UV

101

4.4.2 Determinacin de muestras reales aplicando el mtodo de Screening de Muestras y el mtodo de Cromatografa Lquida con deteccin UV

103

4.5 Valores de las muestras obtenidos del equipo de Cromatografa Lquida con deteccinUV...

105

4.6 Costos asociados a la preparacin de patrones y materiales... 106 4.6.1 Sistema de extraccin y preconcentracin. 108 4.6.2 Sistema de Screening 108 4.6.3 Sistema de cromatografa liquida con deteccin UV. 109 4.6.4 Comparacin de Costos para ambos sistemas de deteccin 109 4.7 Propuesta de aplicacin del sistema de Screening y la tcnica de Cromatografa Liquida con deteccin UV

110

CAPTULO V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Conclusiones.... 114 Recomendaciones... . 116 BIBLIOGRAFA 118 APNDICES (recopilado en cd complementario) Apndice A Norma sanitaria de calidad de agua Apndice B Norma venezolana. Tcnica de muestreo. 2709:2002 COVENIN Apndice C Norma venezolana. Toma de muestra. 2614:1994 COVENIN Apndice D Ficha internacional de seguridad Apndice E Cotizaciones de los equipos Apndice F Caractersticas de absorcin de los compuestos aromticos Apndice G Tablas del estudio del muestreo ANEXO A Sistema de tuberas del conjunto residencial Bayona Country I ANEXO B Fotos Av. Valencia ANEXO C Solicitud de permiso Bayona Country I ANEXO D Error relativo

NDICE DE TABLAS

Pg.

Tabla 2.1 Caractersticas del agua superficial y subterrnea 23 Tabla 2.2 Parmetros utilizados para evaluar la contaminacin de agua Subterrnea

28

Tabla 2.3 Extraccin en fase slida (SPE): Fuerza de elucin de los Disolventes

48

Tabla 2.4 Componentes Orgnicos... 54 Tabla 2.5 Componentes relativos a la calidad organolptica del agua potable 54 Tabla 2.6 Frecuencia mnima para el anlisis de los parmetros relacionados con las caractersticas organolpticas, fsicas y qumicas del agua potable...

55 Tabla 3.1Instrumento utilizado para la toma de la muestra.. 63 Tabla 3.2 Caractersticas de los reactivos utilizados (solventes y patrones). 83 Tabla 3.3 Lmites permisibles establecidos por la Normas Sanitarias de

Calidad del Agua Potable

84 Tabla 4.1Condiciones experimentales optimizadas para el Sistema de

Screening de Muestras de compuestos aromticos.

94 Tabla 4.2 Figuras de mrito para el sistema de Screening de Muestras en la

determinacin de compuestos aromticos en aguas destinadas al consumo humano

95 Tabla 4.3 Condiciones experimentales optimizadas para el equipo de

Cromatografa Lquida para la determinacin de compuestos aromticos

98 Tabla 4.4 Figuras de mrito del equipo de Cromatografa Liquida para la

determinacin de benceno, tolueno y etilbenceno...

99 Tabla 4.5 Concentraciones de las muestras sintticas obtenidas en el sistema

de Screening de Muestras

100 Tabla 4.6 Concentracin de las muestras sintticas en el equipo de

Cromatografa Liquida con deteccin UV..

102 Tabla 4.7 Valores de benceno, tolueno y etilbenceno obtenidos en la

determinacin de compuestos aromticos en muestras de agua destinadas al consumo humano

103 Tabla 4.8 Valores de las muestras obtenidos del equipo de Cromatografa

Lquida con deteccin UV....................

105 Tabla 4.9 Precios de los solventes utilizados en el sistema de Screening y de

Cromatografa Lquida con deteccin UV...

107

IX

Tabla 4.10 Costos establecidos para los materiales requeridos para la preparacin de patrones para el sistema de Screening y de Cromatografa Lquida con deteccin UV

107 Tabla 4.11 Costos de los materiales necesarios para la realizacin de la

extraccin preconcentracin de las muestras de benceno, tolueno y etilbenceno

108 Tabla 4.12 Costos de los equipos utilizados para la aplicacin del sistema

de Screening de Muestras...

108 Tabla 4.13 Costo de los equipos utilizados para la aplicacin del sistema de

Cromatografa Lquida con deteccin UV...

109

X

NDICE DE FIGURAS

Pg. Figura 2.1 Elementos de las rutas medio ambientales de exposicin... 19 Figura 2.2 Esquema de los tipos de acufero 26 Figura 2.3 Detalles de los rodillos de una bomba peristltica. 36 Figura 2.4 sistema de inyeccin de una muestra a baja presin. 37 Figura 2.5 Esquema del papel que desempea un sistema de Screening de Muestras

39

Figura 2.6 Sistema de HPLC Waters, utilizado en el Laboratorio de Cromatografa Lquida de Alta Presin.

40

Figura 2.7 Componentes bsicos de un sistema para HPLC. 42 Figura 2.8 Inyector modelo U6K de la Waters. Vista del equipo en posicin para cargar la muestra...................................................................

44

Figura 2.9 Procedimiento de la Extraccin en Fase Slida (SPE).. 49 Figura 2.10 Instrumentacin bsica en UV Visible 50 Figura 2.11 Sistema ptico con lmpara de deuterio.... 52

Figura 3.1 Ubicacin del pozo surtidor de agua al Conjunto Residencial Bayona Country I, el cual se encuentra detrs del Centro Comercial Cristal en la zona de Naguanagua..

66 Figura 3.2 Partes del Sistema de filtracin modelo Kontes Ultra Ware

utilizado en el presente trabajo..

66 Figura 3.3Minicolumnas C18 utilizados para la extraccin de los Compuestos

Aromticos (benceno, tolueno y etilbenceno)..

66 Figura 3.4 Diseo del sistema de extraccin y preconcentracin. 67 Figura 3.5 Envases para almacenar el extracto recuperado. 68 Figura 3.6 Vista y diagrama de partes de una Ultramicro celda de flujo 69 Figura 3.7 Bomba peristltica y vista de planta indicando los rodillos que

dan movimiento al flujo...

70 Figura 3.8 Vista de la ubicacin de la vlvula de inyeccin en el Sistema de

Screening diseado y vista de cerca de la vlvula de inyeccin.

71 Figura 3.9 Procedimiento de inyeccin de la muestra.. 71 Figura 3.10 Diagrama del detector UV donde se indica el lugar de

acoplamiento de la ultramicro celda y una vista de cerca..

72 Figura 3.11 Esquema del diseo del sistema de Screening UV-Visible. . 73 Figura 3.12 Vista frontal del sistema de bombeo y sealizacin de sus

componentes..

75 Figura 3.13 Vista frontal del sistema inyector sealando sus partes 75

XI

Figura 3.14 Vista de la columna de separacin cromatogrfica... 76 Figura 3.15 Vista y diagrama del detector indicando sus dimensiones. .. 77 Figura 3.16 Vista del registrador en el sistema de cromatografa lquida. 77 Figura 3.17 Esquema del sistema de cromatografa lquida con deteccin

UV

78 Figura 3.18 Sistema de filtracin y vista del proceso de colocacin de

la membrana de filtracin

80 Figura 4.1 Matriz de seleccin de muestreo aleatorio...... 88 Figura 4.2 Distribucin porcentual de los resultados arrojados por la hoja de

protocolo para la toma de muestra en relacin a la apariencia del agua

89 Figura 4.3 Fuente de dixido de carbono y la solucin de sustancias que

causan dureza.

90 Figura 4.4 Espectro de absorcin obtenido para la mezcla de compuestos

aromticos (benceno, tolueno y etilbenceno)....

93 Figura 4.5 Condiciones cromatogrficas.. 96

XII

ICaptulo I Aleyda L. Montanez Palencia




Autor: Ing. Aleyda L. Montaez Palencia. Tutor(a): Dra. Lisbeth Manganiello de Vega

Valencia, 2008

RESUMEN

La evaluacin de la calidad del agua destinada al consumo humano es relevante porque permite detectar los compuestos aromticos que se encuentran dentro de los lmites permisibles, segn la Norma Sanitaria de Calidad de Agua Potable en Gaceta Oficial Venezolana. Esta necesidad de monitorear estos compuestos con efectos toxicolgicos sobre la poblacin, requiere del diseo de mtodos de anlisis rpidos, seguros, confiables y sensibles, del cual se pueda obtener una respuesta Si/No, que permita la toma de decisiones ante una situacin determinada. Ante esto, se dise un sistema de Screening de muestras para la determinacin de hidrocarburos aromticos totales. A fin de ampliar la informacin analtica una vez obtenida una respuesta afirmativa, se optimiz un sistema de Cromatografa Lquida con deteccin UV (ultravioleta), el cual identifica y cuantifica en las diferentes muestras de agua, las especies de benceno, tolueno y etilbenceno. Se estudi el agua del pozo de abastecimiento (zona sensible al riesgo de contaminacin) que surte al conjunto residencial Bayona Country I en el sector Tazajal del Municipio Naguanagua del Estado Carabobo. Se seleccionaron 52 muestras de agua de consumo humano mediante un diseo estadstico previo, las cuales fueron sometidas a un tratamiento de extraccin - preconcentracin y analizadas mediante el sistema de Screening de muestras. De la totalidad de las muestras slo 5 requirieron ser analizadas por el sistema de Cromatografa lquida con deteccin UV, obtenindose como resultado concentraciones de las especies tolueno y etilbenceno por debajo del lmite permisible. El sistema de Screening es 75% ms econmico que el sistema de Cromatografa Liquida de acuerdo con el estudio de estimacin de costos. Ambos juegan un rol importante en los laboratorios de anlisis de agua ya que el primero permite reducir costos, tiempo y gasto de solventes y el segundo permite ampliar la informacin de la presencia y concentracin de las diferentes especies aromticas a fin de determinar el grado de toxicidad del sistema. Palabras Clave: Agua para consumo humano, compuestos aromticos, sistema de Screening de muestras, sistema Cromatografa Lquida con deteccin UV.

XIII


60

INTRODUCCIN

El agua es esencial para la vida, por esta razn se debe insistir en la relacin

agua y salud, donde la disponibilidad y la calidad del agua determinan el grado de

salud e higiene de cualquier sociedad. El agua y la salud son dos aliados estratgicos

que contribuyen al sostenimiento y a la calidad de la vida. (Probea, 2005). Asimismo,

el agua se considera un vehculo para la transmisin de enfermedades, ya que desde

hace muchos aos el anlisis de sta ha permitido juzgar su calidad sanitaria (Urso,

2005).

En muchos lugares tanto el agua de superficie como la subterrnea estn

contaminadas con desechos industriales, agrcolas y municipales. De acuerdo con la

Comisin Mundial sobre el Agua para el siglo XXI, ms de la mitad de los ros

principales del mundo estn tan agotados que ponen en peligro la salud humana y

envenenan los ecosistemas circundantes. En pases en desarrollo las fuentes de agua

potable estn contaminadas. Slo la mitad de los 550 millones de habitantes del Asia

sur oriental tienen acceso al agua potable (Infoforhealth, 2005).

Se considera al agua como el recurso que define los lmites del desarrollo

sostenible. No hay sustituto para el agua y el equilibrio entre las demandas de la

humanidad y la cantidad disponible ya es precaria (Rodrguez R, 2005). Cada uno de

los seis mil millones de habitantes de la Tierra debe consumir unos 4 litros de agua al

da. No obstante, ms de 2 mil millones de personas no tienen hoy acceso al agua

potable (Urso, 2005).

Por otra parte, en todo el mundo 2.300 millones de personas padecen

enfermedades relacionadas con el agua, las cuales se deben a la contaminacin por

desechos humanos, animales o qumicos (Infoforhealth, 2005). Los hidrocarburos

aromticos (BTEX) benceno, tolueno, etilbenceno, meta y orto xileno son


61

contaminantes prioritarios, dado que su presencia en el ambiente es de carcter

antropognico por lo que se requiere su monitoreo continuo en las diferentes matrices

ambientales para determinar niveles en el ambiente. Para ello, se debe contar con

mtodos analticos rpidos y sensibles que permitan analizar un gran nmero de

muestras por da en el laboratorio y al mismo tiempo realizar la extraccin de las

muestras en los laboratorios mviles (Fara R, 2005).

Atendiendo a lo planteado anteriormente, esta investigacin tiene por

finalidad determinar compuestos aromticos presentes en aguas destinadas al

consumo humano en el sector Tazajal del Municipio Naguanagua Estado Carabobo.

El cuerpo del trabajo se ha organizado en captulos: En el primero se hace referencia

al planteamiento y formulacin del problema, la justificacin de la investigacin y los

objetivos correspondientes; en el segundo se desarrolla el marco terico, donde se

exponen los antecedentes y las bases tericas de los sistemas de anlisis

desarrollados, el tercero abarca el marco metodolgico; el cuarto incluye la discusin

de resultados y las justificaciones de los mtodos aplicados para la resolucin de los

objetivos y el quinto hace referencia a las conclusiones y recomendaciones.

Finalmente la bibliografa consultada.


62

CAPTULO I

EL PROBLEMA

El presente captulo hace referencia a la situacin problemtica los objetivos y

la justificacin de la investigacin.

1.1 PLANTEAMIENTO Y FORMULACIN DEL PROBLEMA.

El agua es una fuente de vida, constituye un 70% de nuestro peso corporal. Se

requiere de agua para respirar, para desintoxicar el cuerpo y mantener constante su

temperatura, por ello, aunque el ser humano puede vivir por ms de dos semanas sin

comer, puede sobrevivir solamente tres o cuatro das sin tomar agua, lo que

manifiesta la importancia de este preciado lquido. No obstante el agua puede llegar a

contener grandes cantidades de sales disueltas, slidos en suspensin, metales

pesados; tambin puede ocurrir que los sistemas de alcantarillado, que transportan

aguas servidas sin tratamiento a los ros, lagos y mares, den lugar a la proliferacin de

microorganismos que causan enfermedades como el clera, la tifoidea y la hepatitis,

adquiridas principalmente por beber agua contaminada o por consumir frutas o

verduras regadas con estas aguas (Probea, 2005).

Las industrias son agentes responsables de estos hechos, las cuales necesitan

grandes cantidades de agua limpia en sus procesos de produccin, trayendo como

consecuencia que al usar el agua para lavar sus productos en la fabricacin, acarrean

sustancias txicas como cidos, metales pesados, sales y restos de materiales en

descomposicin. El agua es transportada por tuberas a los ros, lagos o mares, como

un lquido contaminado, siendo los afectados directos la flora y la fauna acutica,

sobretodo los peces ms pequeos. Los peces grandes son ms resistentes a los

compuestos txicos que llegan al agua y, en vez de morir, los acumulan en sus

cuerpos.


63

Una fuente de agua no apta para el consumo de la poblacin lo constituye el

agua de uso domstico no tratada, las cual es utilizada diariamente en las casas y al

ser desechadas por el alcantarillado son transportadas hasta un curso de agua, ya sea

un ro, un lago o el mar. Estas aguas una vez que llegan a los ros, muchas veces son

utilizadas por agricultores para regar los sembrados lo cual contamina a los

diferentes cultivos. Para evitar esto, algunas empresas de agua potable instalan

plantas de tratamiento de aguas servidas, haciendo pasar las aguas por unas piscinas

de gran tamao donde las filtran y las purifican para que puedan ser usadas sin

riesgos para el riego de los campos, generndose un ahorro de recursos. (Hopkins,

2000).

Segn la Population Information Program (2000), las enfermedades

transmitidas por el agua causan 12 millones de muertes por ao, 5 millones de ellas

por enfermedades diarricas. En su mayora, las vctimas son nios de pases en vas

de desarrollo. En este sentido, segn datos de la Organizacin Internacional para las

Naciones Unidas (2005), 1.200 millones de personas no poseen agua potable y 2.400

millones carecen de alcantarillados e infraestructuras para el tratamiento del agua.

Esas carencias provocan la muerte diaria de 6.000 nios, que fallecen por

enfermedades relacionadas con el consumo de agua sin los requisitos mnimos de

salubridad. Adems, se estima que un 80% de todas las enfermedades que se registran

en pases subdesarrollados son provocadas por esa ausencia de agua potable.

En esta perspectiva, la Subsecretaria de la ONU, Louise Frechette (2002)

establece:

La amenaza para la salud, la seguridad alimentaria y el medioambiente, para la estabilidad en s misma es clara. Si dejamos que todo siga igual, en slo dos o tres dcadas dos tercios de la poblacin mundial vivir una moderada o grave escasez de agua Disponib le en : http://www.consumer.es/web/es/solidaridad/2002/12/13/55215.


64

Es del conocimiento de todos que el agua potable es indispensable para la vida del hombre, pero en la medida que la poblacin va en aumento sta escasea, a la vez que es desperdiciada por personas ignorantes y carentes de responsabilidad y solidaridad humana. En este sentido y consciente de lo crucial que resulta este vital lquido, es importante considerar la contaminacin de las fuentes de agua potable (en todas sus formas), ya sea agua corriente, agua embotellada, ros, lagos, arroyos, lagunas, reservorios, manantiales y pozos (tomando en cuenta que la lluvia fluye a travs del suelo y disuelve los minerales presentes y en algunos casos, materiales radiactivos). Otro factor que influye en la contaminacin de las aguas lo constituye la lluvia cida, que llega a los suelos agrietndolos y depositando compuestos orgnicos e inorgnicos a las aguas subterrneas y como stos no pueden ser degradados o destruidos, traen como resultado que en cierto grado se incorporen al cuerpo humano, por va alimenticia, por el agua potable y el aire (Probea, 2005)

Los agentes contaminantes que se pueden encontrar en el agua de las fuentes

de abastecimiento son: microbianos, pesticidas, herbicidas, compuestos radiactivos,

qumicos inorgnicos y orgnicos. Siendo el estudio de los compuestos orgnicos

presentes en agua destinada a consumo humano de gran inters, ya que muchos de

stos han sido detectados en aguas superficiales y subterrneas, donde la mayor parte

de contaminacin de acuferos es provocada por prdidas en depsitos subterrneos

de combustibles o solventes, prcticas agrcolas y disposicin de residuos txicos sin

las debidas normas de seguridad, no obstante, la causa ms probable de

contaminacin de aguas superficiales y subterrneas nunca ha sido firmemente

establecida. sta puede deberse a disposicin de residuos domsticos e industriales o

descargas ilegales (Lpez, 2000).

En este orden de ideas, los pozos de abastecimiento de agua, se caracterizan

por la capacidad filtrante que tienen las partculas del suelo para eliminar los agentes

patgenos y otras sustancias indeseables, es por ello que los municipios lo consideran

a la hora de realizar proyectos de urbanismo; dado que requieren menos gastos por

procesos de purificacin o instalacin de costosas tuberas, para llevar las aguas

subterrneas al nivel de agua potable. Sin embargo, aunque las aguas subterrneas no

son tan susceptibles a la contaminacin como las de superficie, stas una vez

contaminadas implican de ser posible una restauracin difcil y de largo plazo (Glynn,

2000).

En este sentido, la presente investigacin pretende detectar la presencia de

hidrocarburos aromticos en muestras de agua para consumo humano, en el sector

Tazajal del Municipio Naguanagua Estado Carabobo, dado que a lo largo de la


65

Avenida Valencia de Naguanagua se encuentran funcionando una serie de talleres

mecnicos, los cuales arrojan residuos de solventes industriales, cuya evacuacin

casual, fugas o derrames, puede ser una amenaza creciente para la salud de los

pobladores. Adems es importante mencionar que los pozos una vez que se

encuentran en funcionamiento no reciben un mantenimiento adecuado. Por ello es

necesario hacer el anlisis correspondiente por considerarse sensible a posible

percolacin de los contaminantes antes mencionados.

Los hidrocarburos aromticos como el benceno, tolueno y etilbenceno generan

una serie de riesgos a la salud; Por ejemplo la principal fuente de benceno en el

ambiente son los procesos industriales a travs de los desechos, la fuga de gasolina

desde tanques subterrneos o desde vertederos o sitios de desechos peligrosos que lo

contienen, pudiendo contaminar el agua de manantiales y/o agua subterrnea. El agua

de grifo contaminada con benceno, puede exponer al ser humano al beberla o ingerir

alimentos preparados con sta. Tambin puede ocurrir exposicin al inhalar benceno,

al ducharse o al cocinar con esta agua (Geosalud, 2000). ste compuesto puede

solubilizarse en agua y pasar a travs del suelo hacia el agua subterrnea (Geosalud,

2000). El benceno es un disolvente muy utilizado en la industria y se considera un

poderoso cancergeno (Saade L.2005)

El tolueno entra al medio ambiente al manipular materiales que lo contienen,

tambin puede entrar al agua superficial y al agua subterrnea por derrames de

solventes y productos de petrleo, como tambin por escapes de tanques subterrneos

en gasolineras. De igual forma, los productos que contienen tolueno se desechan en

vertederos o en sitios para residuos, afectando al suelo o al agua cerca del sitio, de

esta forma las personas se ven expuestas cuando respiran aire contaminado en el rea

de trabajo, inhalando el escape de automviles, trabajando con gasolina, kerosn,

aceite para calefaccin, pinturas, lacas, o tomando agua de pozo contaminada,

pudiendo afectar al sistema nervioso. (ATSDR, 2001)


66

El etilbenceno, se encuentra en productos naturales como el carbn y petrleo,

as como tambin en productos de manufactura como tinturas, insecticidas y pinturas,

ste puede ser liberado al agua por desages industriales o por escapes de tanques de

almacenaje subterrneos (ATSDR, 1999). Se biodegrada con rapidez en el medio

ambiente en condiciones aerobias. En estudios realizados en acuferos contaminados

con gasolina se ha observado la biodegradacin total del etilbenceno en un plazo de

10 -16 das, en medio aerobio. Su movilidad en suelos es moderada, ya que tiende a

adsorberse a la fraccin slida de suelos y sedimentos. La hidrlisis no constituye una

va de transformacin ambiental importante para este compuesto Se encuentra

clasificado en el grupo de compuestos con tendencia a ser posibles cancerigenos

(Moreno, 2003).

Por lo tanto se considera fundamental el uso de tcnicas instrumentales de

ltima generacin que permitan la determinacin de especies orgnicas presentes en

al agua, de manera de evaluar el cumplimiento de las normas sanitarias en agua

potable. Un ejemplo de ello lo constituye la Cromatografa de Lquidos (HPLC), una

de las tcnicas analticas de separacin e identificacin con mayor campo de

aplicacin en los laboratorios de hoy. En la actualidad los instrumentos

cromatogrficos se usan ampliamente en la Ingeniera Ambiental y en el rea de las

ciencias, permitiendo mediciones cuantitativas rpidas de los qumicos presentes en

mezclas complejas, cuyas concentraciones son reportadas en ppm (mg/L) y/o ppb

(g/L). La versatilidad y sensibilidad del equipo de Cromatografa Lquida (HPLC)

es uno de los factores ms importantes que hacen posible que la profesin de la

Ingeniera Ambiental, pueda controlar la multitud de amenazas qumicas creadas por

el crecimiento continuo de la industrializacin.

Ante la situacin planteada surge la siguiente interrogante: Cul ser la

concentracin de compuestos aromticos presentes en el agua potable del sector

Tazajal del Municipio Naguanagua Estado Carabobo?


67

1.2 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIN

1.2.1 OBJETIVO GENERAL

Determinar compuestos aromticos en agua potable mediante Screening de

muestras y Cromatografa Lquida con deteccin UV (ultravioleta) en una poblacin

determinada del sector Tazajal del Municipio Naguanagua Estado Carabobo.

1.2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS

1.2.2.1 Disear un plan de muestreo en la zona de recoleccin, para el agua

potable.

1.2.2.2 Disear el mtodo de Screening de muestras para la determinacin del

contenido de benceno, tolueno y etilbenceno en agua potable

1.2.2.3 Disear el mtodo de Cromatografa Lquida con deteccin UV para la

determinacin de benceno, tolueno y etilbenceno.

1.2.2.4 Determinar las concentraciones de benceno, tolueno y etilbenceno en

muestras sintticas y muestras reales.

1.2.2.5 Comparar los resultados obtenidos de las muestras estudiadas con los

lmites que establece la Gaceta Oficial de la Republica Bolivariana de

Venezuela, Nmero 36.395.

1.2.2.6 Estimar los costos asociados al desarrollo del sistema de Screening y la

tcnica de Cromatografa Liquida con deteccin UV.

1.2.2.7 Proponer la aplicacin del sistema de Screening y el Sistema de

Cromatografa Liquida con deteccin UV ante los organismos que se encargan

del control de calidad de agua potable.


68

1.3 JUSTIFICACIN DE LA INVESTIGACIN Siendo el agua una fuente sensible a la contaminacin y principal vehculo

responsable de la transmisin de enfermedades, es relevante su estudio. Por ello los

proyectos ambientales, estn recibiendo una creciente atencin como resultado de la

concientizacin del pblico y de la preocupacin y presin de los gobiernos en

relacin a las enfermedades causadas por la contaminacin del agua. Asimismo, es

importante prestar atencin al sector industrial, ya que es el origen de la presencia de

compuestos aromticos, en agua para consumo humano.

En esta visin, como una medida para establecer un mayor grado de seguridad

y confiabilidad a los anlisis de compuestos orgnicos e inorgnicos presentes en

agua potable, se cuenta con los sistemas de HPLC utilizado actualmente en una

amplia variedad de campos. Entre las caractersticas de estos sistemas sobresale:

sensibilidad, fcil adaptacin a las determinaciones cuantitativas exactas, idoneidad

para la separacin de especies no voltiles y sobre todo su gran aplicabilidad a

sustancias que son de primordial inters en la industria, en muchos campos de la

ciencia y para la sociedad en general. Adems dicho mtodo tiene como finalidad

obtener una ptima proteccin ambiental, al mismo tiempo de continuar un desarrollo

sostenido en pro de la conservacin de los cuerpos de agua para consumo humano

(Blanco, 2001). Otro mtodo a utilizar lo constituye el sistema Screening, sistema de

automatizacin de respuesta rpida que permite la reduccin de errores debidos a la

participacin humana, caracterizado por presentar un mayor nfasis cualitativo que

cuantitativo con un tratamiento de la muestra nulo o simple (Valcrcel. 2000).

Finalmente, este estudio pretende ofrecer el desarrollo de dos metodologas

capaces de determinar compuestos de alta toxicidad como son los hidrocarburos

aromticos, a fin de contribuir en la evaluacin de la calidad de las aguas destinadas a

consumo humano y por ende a la toma de medidas de prevencin y tratamiento por

parte de los entes gubernamentales para la consecucin de alternativas de solucin

ante esta problemtica.


69

CAPTULO II

MARCO TERICO

El propsito esencial del marco terico es resaltar los aspectos bibliogrficos

pertinentes al tema en estudio, teoras, postulados, fuentes de tipo legal, as como

tambin los estudios precedentes los cuales, sustentan la investigacin.

2.1 ANTECEDENTES

En lo concerniente a los antecedentes, se han recopilado algunas

investigaciones, que por su importancia y relacin con este estudio, han servido de

base para el desarrollo del mismo.

Energy (2007), en su publicacin sobre el tolueno establece que ste es una

amenaza para el agua. Por su volatilidad escapa parcialmente a la atmsfera, pero su

solubilidad en agua es suficiente para provocar problemas de contaminacin en los

cuerpos de agua superficiales y subterrneos. Experimentos de laboratorio han

demostrado que el tolueno permanece un tiempo medio de 5 horas en un cuerpo de

agua uniformemente mezclado, de 1 metro de profundidad, antes de escapar a la

atmsfera.

El Consejo Superior de Investigaciones Cientficas Espaol (2006), realiz un

estudio ambiental y sanitario de la Ra de Huelva, como una accin especial a la

Comisin Interministerial de Ciencia y Tecnologa (CICYT), concluyendo que el

Comit Local del Medio Ambiente preocupado por la calidad del agua potable ha

analizado las concentraciones de hidrocarburos aromticos policclicos,

organoclorados y bifenilos policlorados, as como la de metales pesados y metaloides

en agua potable tomada en domicilios de Huelva y Lepe. Muchos de los compuestos


70

analizados se encuentran a niveles indetectables y otros cuando se detectan, estn

presentes a niveles por debajo de los lmites mximos permitidos por la legislacin

vigente, excepto en una muestra de agua tomada en la zona de Gran Va en Huelva en

la que el nivel de zinc (120 ppm) super ligeramente el valor lmite de 100 ppm.

Chavarras M. (2006), en su artculo plantea que la agencia estadounidense no

tena a finales de 2005, ninguna regulacin que estableciera lmites sobre el contenido

seguro de benceno en bebidas, exceptuando el caso del agua embotellada, para la que

se utiliza el nivel mximo establecido por la Agencia de Proteccin del Medio

Ambiente de EEUU (EPA) en 5 partes de benceno por milln de partes de aire (ppb),

como estndar de calidad. Desde la confirmacin de la alerta en EEUU, y hasta abril

de 2006, la Administracin de Drogas y Alimentos (FDA) ha realizado anlisis en

muestras de bebidas recogidas en establecimientos de Maryland, Virginia y

Michigan. Slo cuatro de las muestras analizadas contenan niveles de benceno

superiores a los considerados seguros. A su vez, plantea que el problema de la

presencia de bencenos en bebidas se identific por primera vez en 1990, y ahora

algunos expertos estadounidenses denuncian que todava no se ha hecho nada, para

solucionar el problema o, al menos, para establecer contenidos mximos seguros en

todas las bebidas. Lo que s se ha podido determinar hasta ahora son los factores que

contribuyen a la formacin de benceno. Segn recientes investigaciones, la

temperatura y la luz elevadas estimulan la formacin de la sustancia en presencia de

sales del benzoato y del cido ascrbico (vitamina C), que suelen aadirse a las

bebidas para inhibir el crecimiento de bacterias. Las sales de benzoato estn tambin

presentes de forma natural en frutas y sus zumos como el arndano. La FDA tiene

previsto continuar recogiendo muestras y trabajar con la industria para entender mejor

cmo actan las fuentes que propician la formacin de benceno en bebidas.

Los sntomas se traducen en vmitos, irritacin del estmago, mareo,

somnolencia o convulsiones, entre otros. Coincidiendo con la Agencia Internacional


71

para la Investigacin del Cncer, el Departamento de Salud y Servicios Humanos de

EEUU (DHHS) determinan que el benceno es un carcingeno reconocido. No se

conocen an los efectos del consumo de alimentos o lquidos con bajos niveles de

benceno. En humanos, y tal y como reconoce la EPA, an no se conocen los efectos

que podra causar la exposicin prolongada a alimentos o agua contaminada con

benceno.

La Biotecnologa y Desarrollo Sostenible (2005), establece que la variabilidad

qumica presente en aguas para consumo humano, es producto de las prcticas

humanas. La afectacin del ecosistema al cual el hombre pertenece, no depende del

desarrollo de la sociedad, sino de las actividades que se realicen en el rea y las

precauciones que se tomen para no afectar al medio ambiente.

Saade L. (2005), en su investigacin plantea que despus de la explosin de la

fbrica petroqumica de Jilin de la compaa (pblica) China National Petroleum

Corporation, se observ que varias sustancias que contenan benceno cayeron al ro

Songhua y contaminaron el agua, el nivel de benceno era 108 veces mayor que los

niveles de seguridad nacional. El benceno es un disolvente muy utilizado en la

industria y se considera un poderoso cancergeno.

Club Ecolgico en Ashgabat Turkmenistn en Asia (2004), tiene como

objetivo aumentar la calidad del agua potable en pro de mejorar la salud de la

poblacin y prevenir epidemias. Las aguas de drenaje y residuales estn

contaminadas con productos txicos (pesticidas, fenoles, estroncio), metales pesados

(cobre, zinc, plomo, entre otros) y otros residuos industriales. En base a esto, plantean

adoptar como medida la creacin de instalaciones para la depuracin de sustancias

qumicas de las aguas potable, de lluvia y las residuales, as como hacer uso de

materiales absorbentes modificados obtenidos a partir de materiales locales para

purificar el agua tanto de pesticidas (hexaclorociclohexano (HCH), Dicloro-difenil-


72

tricloroetano (DDT), diclorodifenildicloroetileno (DDE), tipo Metafos, carbofosfatos,

tipo Rogor, hHvings) como de fenoles, istopos radiactivos (Na-24, Ar-41, Zn-95,

Ru-106, Mo-99), residuos orgnicos y metales pesados (cobre, zinc, cadmio, entre

otros). De igual forma se estableci para el suministro de agua potable un dispositivo

para purificar agua denominado Cheshme. Dado que el estado no es capaz de

abastecer con agua potable de calidad a toda la poblacin este dispositivo constituye

una alternativa econmica, apenas cuesta seis dlares. Comprando este dispositivo los

habitantes se ayudan a s mismos y al estado.

Economy J. (2003), afirma que el mundo se enfrenta a una severa crisis del

agua, numerosos informes advierten que en una dcada o dos, el agua y no la comida

o el petrleo, ser la ms seria carencia a la que el mundo deber enfrentarse.

Economy es director del Centro para la Purificacin Avanzada de Agua, cuyo

objetivo en sus investigaciones es el uso de la fibra de carbn para desarrollar

membranas altamente selectivas que filtren contaminantes orgnicos especficos, tales

como pesticidas, pero tambin metales como plomo, arsnico o mercurio.

Pino E. (2001), concluy que la determinacin de hidrocarburos aromticos

policclicos (HAPs), agentes cancergenos potenciales y de indudable relevancia en la

contaminacin del medio marino, es sin duda una etapa clave en los controles de

contaminacin medioambiental. La investigacin se desglosa en tres apartados. En

primer lugar se estableci las metodologas para la extraccin de HAPs contenidos en

sedimentos marinos utilizando las tcnicas de extraccin asistida por microondas

(EAM) y por ultrasonidos (EAU), haciendo uso de polioxietilen-10-lauril ter

(POLE) como medio micelar. La determinacin analtica de estos contaminantes se

realiz por cromatografa lquida de alta resolucin, (HPLC) La optimizacin del

proceso se realiz por medio del diseo experimental. Tras la optimizacin, se aplic

la metodologa a extractos de HAPs de sedimentos tras EAM o EAU, obtenindose

altas recuperaciones e incrementos significativos en los lmites de deteccin.


73

Asimismo, se ensay el proceso para determinar hidrocarburos en agua de mar

(donde las concentraciones de estos compuestos son muy bajas, lo que acarrea

problemas para su determinacin si se utilizan tcnicas convencionales). La ausencia

de un material de referencia de agua de mar contaminado con hidrocarburos, oblig a

validar la metodologa por comparacin de los resultados con los obtenidos con

tcnicas convencionales, con resultados igualmente satisfactorios. Esta tesis se

engloba dentro del desarrollo de procesos ms eficaces en el tratamiento de muestras,

etapa absolutamente crtica en Qumica Analtica, y que precisa de mejoras para

igualarse en precisin a los sistemas de deteccin.

La Agencia para las Sustancias Txicas y el Registro de Enfermedades

(ATSDR). (2001), establece que la exposicin al benceno a travs de alimentos,

bebidas o agua es menor que la exposicin a travs del aire. El agua potable contiene

tpicamente menos de 0.1 ppb de benceno. Se ha detectado benceno en algunos

alimentos, bebidas alcohlicas y agua embotellada. La gente con agua de grifo

contaminada con benceno puede exponerse al beber el agua o ingerir alimentos

preparados con el agua contaminada.

Sawyer C. (2000), plantea que los contaminantes orgnicos e inorgnicos en

trazas en los abastecimientos pblicos de agua relacionados con la salud pblica, han

sido objeto de especial inters durante casi un siglo. Los contaminantes en trazas se

definen arbitrariamente como aquellos cuyos estndares para el agua potable son

generalmente 1 mg/L, o menos. Su estudio se ha justificado a travs del tiempo

debido: 1) al surgimiento de enfermedades, como la de Itai-Itai, ocurrida en Japn,

asociada al consumo de agua del ro Jinsut, con contenido de cadmio; 2) el

descubrimiento del mercurio metlico que escapaba de los laboratorios y las

industrias, especialmente de la manufactura del cloro, poda convertirse en mercurio

metlico, concentrarse en la vida acutica y pasar a travs de las cadenas alimenticias

a los humanos, especialmente por el consumo de pescado; 3) la evidencia presentada,


74

que ciertos compuestos orgnicos e inorgnicos pueden ser cancerigenos; 4) la

conciencia de que el reciclaje intenso de las aguas residuales es inminente para

complementar los abastecimientos de agua potable. De igual forma establece, que las

mayora de los compuestos orgnicos en trazas regulados para el agua potable son

compuestos orgnicos antropognicos.

El Programa de Informacin de Salud Popular (1998), report que la filtracin

de contaminantes txicos en los depsitos de agua subterrnea o superficial utilizada

para beber o para uso domstico tambin causa problemas de salud en los pases

industrializados. En Europa y Rusia la contaminacin del agua pone en riesgo la

salud de unos 500 millones de personas. En el norte de Rusia, medio milln de

personas de la pennsula Kola beben agua contaminada con metales pesados, prctica

que ayuda a explicar las altas tasas de mortalidad infantil y las enfermedades

diarreicas e intestinales all notificadas.

Valcrcel (1996) establece que el enfoque iterativo al flujo inverso fue usado

para la extraccin liquido/ liquido de hidrocarburos en muestras de agua. El propsito

ofreci diversas posibilidades de estudiar los procesos de extraccin continua

pudindose obtener analticamente informacin til a partir de mediciones simples.

Los hidrocarburos aromticos fueron separados efectivamente en funcin de los

componentes ms polares y quince compuestos diferentes fueron agrupados de

acuerdo de acuerdo a sus propiedades de extraccin. Las muestras sintticas simples

fueron clasificadas usando la efectividad de la extraccin en diferentes longitudes de

onda en el rango ultravioleta. Tambin fueron analizadas muestras de agua natural

aportando resultados satisfactorios.


75

2.2 BASES TERICAS

En esta seccin se plantean los fundamentos tericos en los que se apoya la

presente investigacin.

2.2.1 Transporte, distribucin y transformacin de contaminantes

Los agentes qumicos se desplazan en el medio ambiente a partir de la fuente

de contaminacin, transportados en fluidos como el agua y el aire, se distribuyen en

las fases slida, liquida y gaseosa, experimentando transformaciones qumicas y

biolgicas. La Figura 2.1 muestra un esquema de cmo son transportados los

diferentes contaminantes y las rutas ambientales de exposicin.

Figura 2.1 Elementos de las rutas medio ambientales de exposicin. Glynn (2000).

En el agua subterrnea; el mecanismo de transporte depende de la

conductividad del medio; en medios con alta conductividad predomina la adveccin

(proceso de transporte causado por el movimiento en masa de un fluido), mientras

que en medios con baja conductividad, como arcillas, los mecanismos de transporte

ms importantes son la dispersin o la difusin. En sistemas lquidos casi estticos,


76

como embalses estratificados, predominan los mecanismos de difusin, aunque la

dispersin tambin puede desempear un papel importante en el movimiento e

intercambio de materia segn el eje vertical.

A su vez, los procesos de transporte, distribucin y transformacin

medioambiental determinan cmo se modifica cualitativa y cuantitativamente el

contaminante desde su fuente y por tanto, cules son los niveles de exposicin

previsible en el punto de contacto con los receptores potenciales (Moreno, 2003).

2.2.2 Potabilidad del agua

El suministro de agua potable es un problema que ha ocupado al hombre desde la

antigedad. Ya en la Grecia clsica se construan acueductos y tuberas de presin

para asegurar el suministro local. En algunas zonas se construan y construyen

cisternas que recogen las aguas pluviales. Estos depsitos suelen ser subterrneos

para que el agua se mantenga fresca y a salvo de la luz del sol. En Europa se calcula

con un gasto medio por habitante entre 150 y 200 litros de agua potable al da aunque

se consumen como bebida tan slo entre 2 y 3 litros (Wikipedia, 2001).

Para que se pueda considerar el agua como potable y en consecuencia apta para el

consumo, sta debe cumplir con los siguientes requisitos:

9 Estar libre de agentes productores de enfermedades. 9 Libre de sustancias txicas. 9 La concentracin de minerales y materia orgnica dentro de los lmites

mximos permisibles que establecen los entes gubernamentales.

9 Las propiedades fsicas, tales como color, sabor, olor, turbidez deben estar acorde con lo establecido en la legislacin.

Estos requisitos estn relacionados con el control de la calidad del agua. Este

proceso se inicia con la preparacin y supervisin de la hoya hidrogrfica de la fuente


77

de abastecimiento, continua en la planta de tratamiento y termina en el sistema de

distribucin:

Fuente de abastecimiento: Para conservar y mejorar la calidad natural del agua, es imprescindible el saneamiento de la hoya, drenaje de cinegas, prevencin

de las erosin, preparacin del sitio de embase previo a su inundacin, control del

crecimiento de la vegetacin acutica, algas y regulacin de actividades

recreacionales.

Planta de tratamiento: Independientemente de la calidad del agua cruda, un efluente de cualquier composicin puede obtenerse mediante mtodos de

tratamiento apropiados; por supuesto que las consideraciones de tipo econmico

son factores limitantes. Cualquier agua suministrada para consumo humano debe

ser desinfectada, independientemente de su calidad en estado natural o despus de

aplicrsele algn proceso de tratamiento.

Sistema de distribucin: Los conductos para direccionar el agua pueden ser afectados por sta, causando cambios en la calidad del agua transportada. Est

dentro de la responsabilidad de los ingenieros el seleccionar materiales

apropiados a la calidad del agua que se transporta, as como efectuar ajustes en la

calidad del agua para hacerla apropiada a los materiales utilizados en los

conductos. La corrosin de metales y desintegracin del cemento y concreto

puede mantenerse dentro de lmites aceptables, ningn conducto debe ponerse en

servicio al instalarse o despus de una reparacin, sin antes desinfectarse. En el

mantenimiento del sistema de distribucin los factores de mayor importancia son:

el control y eliminacin de las conexiones cruzadas entre el sistema de

abastecimiento pblico, sistemas privados contaminados y la prevencin en la

plomera de las viviendas de flujo inverso o sifonaje de agua contaminada desde

la pieza sanitaria hacia la tubera de agua.


78

Criterios para la calidad del agua potable en los sistemas de distribucin: se establece, que a la entrada del sistema de distribucin que cumpla con un

tratamiento de purificacin; no hay razn para tolerar la presencia de organismos

coliformes. Si estos se encuentran presentes en alguna ocasin, deber revisarse la

eficacia del proceso de purificacin. Mientras que el agua en el sistema de

distribucin, una vez que se halla en la red de distribucin puede contaminarse

por agentes externos ajenos al sistema de captacin, al almacenamiento o a los

sistemas de purificacin. (Guevara. 2002)

2.2.3 Fuentes de abastecimiento

El suministro de agua debe ser de calidad satisfactoria y cantidad adecuada,

fcilmente disponible, relativamente barata, de fcil recoleccin y dispuesta despus

de usada. El agua se suministra con los siguientes propsitos:

1. Bebida y preparacin de alimentos.

2. Bao y lavado.

3. Calefaccin y aire acondicionado.

4. Riego de los jardines.

5. Limpieza de calles.

6. Uso recreacional en piscinas.

7. Uso ornamental en fuentes.

8. Generacin de vapor.

9. Uso industrial diverso.

10. Proteccin de la vida y propiedades contra incendios.

11. Remocin mediante transporte hidrulico de residuos ofensivos y potencialmente

dainos provenientes de viviendas e industrias.

Las fuentes de abastecimientos pueden clasificarse en la siguiente forma:

1. Agua de lluvia:

2. Agua superficial


79

3. Agua subterrnea, estas pueden ser: manantiales naturales, pozos, galeras

filtrantes, pozos y galeras.

En la tabla 2.1 se presentan las caractersticas de las aguas superficiales y las

aguas subterrneas.

TABLA 2.1 Caractersticas del agua superficial y subterrnea.

A) Aspectos cuantitativos y de explotacin

Aguas superficiales Aguas subterrneas

Generalmente aportan nuevos caudales Generalmente slo disponen de caudales relativamente bajos.

Caudales variables Poca variabilidad del caudal.

No siempre precisan bombeo Generalmente requieren bombeo

Generalmente la captacin debe hacerse distante del sitio de consumo

Permite ms cercana al sitio de utilizacin

Costos de bombeos relativamente bajos Costos de bombeo ms altos

Fuente: (Arocha, 2002) B) Aspectos cualitativos

Parmetro Aguas superficiales Aguas subterrneas

Turbiedad Variable (baja o muy alta) Prcticamente ninguna

Color Variable Constante, bajo o ninguno

Temperatura Variable Constante

Mineralizacin Variable, generalmente muy alta Constante y dependiente del subsuelo

Dureza Generalmente baja Dependiente del suelo, generalmente alta

Estabilizacin Variable, generalmente algo corrosivas

Constante generalmente algo incrustantes

Contaminacin bacteriolgica

Variable, generalmente contaminadas

Constante, generalmente poca o ninguna

2.2.3.1 Agua subterrnea

El agua subterrnea es la mayor fuente de agua dulce existente. Conocindose,

como aquellas que se han filtrado desde la superficie de la tierra hacia abajo por los

poros del suelo (Glynn, 2000). Tambin se le conoce como aguas por debajo del nivel


80

fretico (Kiely, 2001). Las formaciones de suelo y roca que se han saturado de

lquido se conocen como depsitos de agua subterrnea o acuferos. Donde el agua

normalmente se extrae de estos depsitos por medio de pozos. La velocidad a la cual

el agua se mueve a travs del suelo para rellenar el pozo se ve influenciada por el

tamao de los poros del suelo, la viscosidad del agua, entre otros. Este flujo

(velocidad) puede variar desde 1 m/da hasta 1 m/ao. No obstante, un depsito de

aguas subterrneas slo puede soportar una rapidez de extraccin de la misma

magnitud que la del suministro que recibe de manera continua por filtracin. Una vez

que este flujo se excede, el nivel fretico comienza bajar, con lo cual los pozos

existentes se secan y se requiere una costosa perforacin para localizar nuevos pozos

(Glynn, 2000).

El agua subterrnea se puede extraer de: pozos de materiales granulares tales

como grava y arena, de cavernas y fisuras en rocas y de combinaciones de esas

formaciones. Los abastecimientos de agua subterrnea tienen una hoya parecida a las

fuentes superficiales con excepcin de que la recarga es por infiltracin a travs de

las aberturas del suelo. La mxima produccin de una fuente subterrnea es

directamente proporcional al tamao del rea de recarga y a la diferencia entre la

cantidad de lluvia y escorrenta superficial ms la perdida por transpiracin. Si la

superficie superior del agua subterrnea puede ascender o descender libremente con

los cambios estacinales en la recarga, el flujo es libre o no confinado y la superficie

de agua tiene pendiente aproximadamente igual a la superficie de la tierra. Si el

estrato de agua subterrnea se coloca por debajo de una capa material impermeable,

el flujo es confinado el agua ascender en un pozo que se perfore en esta zona. Los

manantiales de agua subterrnea afloran cuando la superficie de la tierra desciende

por debajo de la mesa de agua. Una obstruccin embalsa el agua subterrnea aguas

arriba obligndola a rebosar. Cuando una grieta en la capa impermeable superior

permite que el agua escape del confinamiento. En la construccin de embalses al


81

fundar las presas en la roca se almacena tanto el agua superficial como el agua

subterrnea utilizndose la capacidad total de la hoya.

Cuando se construye un pozo el nivel de agua desciende por el bombeo, con lo

cual el agua fluir hacia el pozo desde diferentes direcciones debido al gradiente

hidrulico que se establece. El desarrollo de manantiales para abastecimiento de agua

permite la captacin del flujo subterrneo pudindose incrementar el rendimiento

instalado tuberas colectoras o galeras en la formacin que alimenta el manantial. La

contaminacin del agua de manantial en el punto de captacin se previene por

exclusin de filtracin superficial mediante construccin de una cmara hermtica

que penetra en el acufero y mediante el desvo de la escorrenta superficial en la

vecindad del manantial. Los pozos son estructuras escavadas, clavadas o perforadas

dependiendo del tipo de formacin que debe atravesar y la profundidad a que debe

llegar. Las excavadas se usan en formaciones blandas (arena y grava) cuando se trate

de pozos de poca profundidad. Con excepcin de rocas duras, particularmente calizas,

sin cubierta de grava y arena, los pozos generalmente no son contaminados por

filtraciones laterales sino por contaminacin superficial que penetra por el sitio de

perforacin. Forros sanitarios hermticos que penetran el acufero y con una longitud

desde la superficie no menor a 3 metros, junto con desvo de las aguas superficiales y

proteccin contra inundacin garantizaran la calidad del agua extrada de fuentes

subterrneas puras.

El agua de los pozos, es por lo general de calidad uniforme y carece de

turbidez, sin embargo, puede requerir ablandamiento. Cabe decir, que la calidad de

estas aguas es difcil de vigilar cuando se estn utilizando un gran nmero de pozos,

siendo fundamental la construccin correcta de stos para impedir la contaminacin

del agua. Siendo la ubicacin de los tanques spticos en relacin con los pozos

crtica.


82

De igual forma se debe considerar que el agua de lluvia que escurre a travs

de terrenos de rellenos industriales y sanitarios disuelve sustancias que constituyen un

serio peligro para la calidad de las aguas subterrneas locales (Glynn, 2000). En este

sentido, un acufero se define como una formacin de roca portadora de agua que

contiene cantidades suficientes de sta para ser explotada y trada a la superficie

mediante pozos. El acufero puede ser confinado o no confinado (libre). (Kiely,

2001). Como se muestra en la Figura 2.2. El acufero superior es no confinado, es

decir, tiene una lnea de nivel fretico natural con libertad para subir o bajar. Mientras

que el acufero confinado esta restringido por un estrato superior impermeable, que

inhibe el movimiento del agua hacia arriba. Cuando se perforan una serie de pozos en

el acufero confinado, el agua se elevar y llegar a su propia lnea de nivel fretico

(Kiely, 2001).

Figura 2.2 Esquema de los tipos de acufero. (Kiely, 2001).


83

2.2.3.2 Consideraciones para la seleccin de un pozo como fuente de

abastecimiento de aguas destinadas al consumo humano.

Es importante tomar en cuenta los siguientes aspectos para seleccionar

un pozo como fuente de abastecimiento (Arocha, 2002):

Determinacin de la calidad del agua.

Evaluacin de un acufero de proteccin.

Evaluacin de riesgos de contaminacin de agua subterrnea.

Determinacin de la extensin y magnitud de la contaminacin subterrnea.

Qumica del agua subterrnea, la cual vara dependiendo de la naturaleza de los

subsuelos y las rocas a las que atraviesa. Si los lechos de roca caliza y los subsuelos

dominados por caliza son comunes el agua subterrnea con frecuencia es dura,

conteniendo altas concentraciones de calcio, magnesio, y bicarbonato, mientras que en

las zonas donde hay presencia de rocas volcnicas y arenisca, es normal un agua ms

blanda (Kiely, 2001).

2.2.3.3 Fuentes de contaminacin del agua subterrnea

Se suele considerar que el agua subterrnea es pura y segura para beber ya que

sufre un proceso de filtracin y limpieza a travs de la cubierta del subsuelo y lecho

rocoso que no tienen las aguas superficiales. Sin embargo, esto no garantiza la pureza

del agua subterrnea, pudiendo surgir problemas debido a las condiciones naturales

del terreno o a la contaminacin por las actividades humanas (Kiely, 2001).

Estas pueden ser contaminas tanto por una fuente puntual como por una fuente

difusa. En zonas rurales y granjas en donde hay pozos de extraccin de aguas, cabe la

posibilidad de que algunos lixiviados con contaminantes propios de la agricultura

puedan entrar en contacto con las aguas subterrneas. La propagacin de fertilizantes

y pesticidas usados en la tierra son un foco potencial de contaminacin difusa. Por el

contrario los accidentes producidos por derrames de aceite o las fugas en los propios


84

tanques de combustible son un foco potencial de contaminacin en un punto (Kiely,

2001).

En la tabla 2.2 se muestran algunos parmetros a considerar al momento de

realizar los anlisis en las aguas subterrneas.

Tabla 2.2 Parmetros utilizados para evaluar la contaminacin de agua

subterrnea

Parmetros recomendados Apariencia Sedimento pH conductividad elctrica (CE) Dureza total Coniformes generales E.Coli*

Calcio (Ca) Magnesio(Mg) Sodio (Na)* Potasio (K)* Cloruro (Cl)* Sulfato (SO4)*

Nitrato (NO3)* Amonaco (NH3)* Hierro (Fe)* Manganeso (Mn)*

Parmetros opcionales (dependiendo de las circunstancias locales y razones para el muestreo)

Fluoruro (F) Ortofosfato Nitrito (NO2)* DBO* Oxigeno disuelto*

cidos grasos*

Trazas de orgnicos* COT* Boro (B)* Cadmio (Cd)

Cinc(Zn) Cobre (Cu) Plomo (Pb) Otros metales.

* Buenos indicadores de contaminacin. Fuente: (Kiely, 2001).

Cabe mencionar, que existen contribuciones industriales a la contaminacin

del agua subterrnea, tal es el caso de los pesticidas, disolventes industriales, aceites

refinados, entre otros.

Al considerar los pesticidas. Merece la pena distinguir entre los que se usan

para aplicaciones agrcolas y no agrcolas, entre los focos de contaminacin puntuales

y difusos. Los usos no agrcolas se corresponden al control de hierbas en mrgenes de

carreteras, campos de juego, alrededores de viviendas, polgonos industriales y en

lneas de ferrocarril.


85

Existen ms de 32000 compuestos pesticidas diferentes en uso, conteniendo

unos 1800 ingredientes activos (Kiely, 2001).stos varan en su solubilidad,

persistencia, movilidad y toxicidad y en consecuencia en los riesgos que presentan

para el agua subterrnea.

En lo concerniente a los disolventes clorados, los suministros de aguas

subterrneas se enfrentan a una amenaza creciente de una amplia gama de productos

orgnicos sintticos, como resultado de su evacuacin casual, fugas o derrames. De

stos los disolventes clorados se usan con mayor frecuencia en la industria. Estos

disolventes se utilizan como desengrasante para varios procesos en la industria del

metal, textil, electrnica, qumica, papel y cuero. Tambin suelen estar presentes en el

lixiviado de vertederos. Los disolventes industriales se caracterizan por ser difciles

de muestrear debido a la volatizacin y los anlisis son costosos, resistentes a la

degradacin y por tanto son persistentes (Kiely, 2001).

Los aceites minerales refinados incluyen gasolina, combustible diesel, entre

otros, varan en viscosidad, pero tienen densidades menores que la del agua y una

composicin heterognea dominada por los hidrocarburos. Produciendo problemas de

gusto y olor en el agua subterrnea.

De igual forma la gasolina sin plomo utiliza un aditivo para aumentar los

octanos, llamado metil butil ter terciario (MTBE) forma en un 5 % de las mezclas

normales. Es diez veces ms soluble en agua que los dems componentes de la

gasolina, se disuelven y extiende rpidamente en el agua subterrnea. (Kiely, 2001).

El MTBE tiene la ventaja de ser un buen indicador de la contaminacin por gasolina,

debido a su solubilidad y a su bajo umbral de gusto (10 g/l) haciendo ms fcil y rpida la identificacin de la contaminacin en agua subterrnea que otros

ingredientes ms txicos como benceno.


86

2.2.3.4 Vulnerabilidad del agua subterrnea

Otro aspecto importante a considerar es la vulnerabilidad, trmino utilizado

para representar las caractersticas geolgicas e hidrolgicas intrnsecas que

determinan la facilidad con la que el agua subterrnea puede contaminarse por la

actividad humana. Estas aguas dependen de la cantidad relativa de los contaminantes

presentes y de la capacidad de atenuacin de contaminantes de los materiales

geolgicos. Desde el punto de vista hidrulico estn conectadas a la superficie

terrestre, siendo la efectividad de esta conexin la que determina la vulnerabilidad

relativa a la contaminacin.

En general en el lecho rocoso se produce poca atenuacin de contaminantes

porque el flujo es casi todo a travs de fisuras. En consecuencia, el subsuelo: arenas,

gravas, depsito glaciares o arcillas glaciares, lodos, arcillas de lago, turba, son las

caractersticas naturales ms importantes que influyen sobre la vulnerabilidad de

aguas subterrneas y la prevencin de su contaminacin. El agua subterrnea presenta

un riesgo mayor a la contaminacin donde hay ausencia de subsuelos o estos son

poco profundos. A continuacin se plantea la influencia de los factores geolgicos e

hidrogeolgicos:

Influencia de los subsuelos. Lo suelos actan como una capa protectora sobre el agua subterrnea tanto por medios fsicos como qumicos o bioqumicos, en los que

los sedimentos de grano fino del tipo de las arcillas como depsitos glaciares. Arcillas

lacustres y turbas tienen baja permeabilidad y en consecuencia actan como una

barrera o retencin al movimiento vertical de los contaminantes. En las zonas en que

se encuentran estos sedimentos, el agua superficial tiene ms riesgo que la

subterrnea ya que la mayora de los contaminantes no pueden emigrar haca abajo y

slo pueden moverse lateralmente. Si la permeabilidad es alta como para permitir

lentos movimientos intergranulares de los contaminantes, tal es el caso de los

depsitos arenosos o barros, donde los sedimentos pueden percolar hacia fuera y

absorber bacterias y virus, en contraste a los depsitos de alta permeabilidad en arena


87

y gravas permiten un fcil acceso de los contaminantes por los espacios porosos. En

general, mientras ms contenido en arcilla y menor permeabilidad mayor proteccin

del agua subterrnea de la contaminacin.

Influencia del tipo del permeabilidad. La permeabilidad, es una medida de la capacidad de una roca para transmitir agua y puede subdividirse en dos tipos.

Primero, donde el agua se mueve entre los granos del subsuelo como en arenas y

gravas, se llama permeabilidad primaria o intergranular. Segundo, donde el agua se

mueve por fisuras o uniones y a lo largo de planos de estratificacin, se le conoce

como permeabilidad secundaria o de fisuras.

El flujo intergranular es ms lento que el flujo por fisuras en rocas para la

mayora de los casos, los tamaos de huecos o poros suelen ser menores y los

caminos de flujo suelen ser ms irregulares. Adems, la cantidad de agua almacenada

en rocas granulares suele ser mayor que la de rocas fisuradas. En contraste con las

rocas en las que predomina el flujo por fisuras, el flujo lento en rocas con

permeabilidad intergranular retrasa la entrada de contaminantes al agua subterrnea.

De igual forma, los tamaos relativamente pequeos de poro permiten la filtracin y

absorcin de bacterias y virus.

El recorrido irregular dentro de una matriz porosa da lugar a dispersin

hidrodinmica que reduce la concentracin de contaminante. Para los contaminantes

que alcanzan el nivel fretico y entran al agua subterrnea, la dilucin es mucho

mayor en rocas con permeabilidad intergranular y por tanto las concentraciones de

contaminantes resultantes son mucho menores. La situacin es crtica en zonas de

roca caliza crstica (tipo de roca presente en los humedales, disolucin de la caliza)

donde los caudales son muy altos, por encima de 100 m/h en algunos casos debido al

ensanchamiento de fisuras por solucin, la presencia de poco campo para la

atenuacin y una dilucin limitada. En consecuencia, generalmente hay mucho mayor

degradacin y purificacin de contaminantes en rocas con permeabilidad

intergranular que en las de permeabilidad por fisuras (Kiely, 2001).


88

Cuando se refiere a gravas y arenas, un nivel fretico profundo reduce la

probabilidad de contaminacin porque los contaminantes tienen que viajar ms lejos

y son ms lentos en alcanzar el agua subterrnea (Kiely, 2001). En lo concerniente a

los factores geolgicos e hidrogeolgicos estos pueden ser examinados y

representados en mapas, proporcionando una evaluacin de vulnerabilidad de agua

subterrnea para cualquier regin o emplazamiento. (Kiely, 2001).

2.2.4 Compuestos aromticos

2.2.4.1 Tolueno

El Tolueno es un componente de la gasolina de automocin, de la que

representa un 5-7%. Se utiliza extensamente como disolvente en pinturas, lacas,

colas, como agente de limpieza y en la industria qumica, como intermedio en la

fabricacin de numerosos compuestos orgnicos, como el cido benzoico,

benzaldehdo, benceno y uretano, as como explosivos y tintas. Tambin se han

detectado emisiones de tolueno de fuentes naturales, como volcanes e incendios

forestales. El tolueno es un contaminante que puede estar presente en suelos, aguas

superficiales y subterrneas. En el apndice D.1 se presenta la ficha internacional de

seguridad qumica para este compuesto, caracterizado por ser voltil (presin de

vapor a 25 C, 28,4 mmHg), por lo que su evaporacin es el principal mecanismo de

distribucin en el medio ambiente. Se evapora fcilmente desde la superficie de

suelos y aguas. El tiempo de vida media de su volatizacin desde ros y lagos se ha

estimado en 1 hora y 4 das, respectivamente. Su solubilidad en agua es moderada, de

526 mg/L a 25 C. Reacciona en el aire con los radicales hidroxilo generados por va

fotoqumica, con un tiempo de vida media de 3 das. (Moreno, 2003).

La biotransformacin en el medio ambiente se produce con rapidez, tanto en

la superficie del suelo como en aguas. En suelos superficiales, su tiempo de vida

media por biodegracin se ha calculado en 71 das. En aguas, la velocidad de

degradacin del tolueno depende de las condiciones de oxigenacin del medio. En


89

condiciones aerobias, el tiempo de vida media es de 4 das, mientras que en

condiciones anaerbicas es de 56 das.

El tolueno posee una movilidad alta en suelos y no tiende a adsorberse a la

fraccin slida de suelos y sedimentos. Presenta una moderada tendencia a la

concentracin en organismos acuticos en distintas especies de peces. Posee un buen

grado de absorcin por inhalacin e ingestin. Tras su absorcin, se distribuye

preferentemente al sistema nervioso central, dado su alto grado de irrigacin

sangunea y contenido en lpidos. Adems del sistema nervioso central, el tolueno se

distribuye a otros tejidos en funcin de su contenido lipdico y alcanza su mxima

concentracin en el y tejido adiposo. (Moreno, 2003).

2.2.4.2 Benceno

El benceno es un componente minoritario (1-2) % de la gasolina de

automocin. Desempea un papel importante en la gasolina sin plomo por sus

propiedades antidetonantes. En la actualidad, su principal aplicacin es la industria de

sntesis qumica, aunque durante muchos aos se ha utilizado como disolvente de uso

general. Las principales fuentes de exposicin medioambiental al benceno son las

emisiones a la atmsfera de vapor de gasolina y de los humos de motores de

combustin. (Moreno, 2003).

El benceno es un compuesto muy voltil (presin de vapor a 25 C, 94,8

mmHg), por lo que la volatizacin es el proceso ms importante en su distribucin

medioambiental. Se evapora fcilmente desde la superficie de suelos y aguas. El

tiempo de vida media por vlatizacin estimado en ros y lagos es de 1 hora y 3,5 das,

respectivamente. El vapor de benceno reacciona en el aire con radicales hidroxilo

generados por va fotoltica, con un tiempo de vida media para este mecanismo de

degradacin de 13 das. Es soluble en agua, por lo que el benceno en fase vapor

presente en la atmsfera se ve arrastrado fcilmente por la lluvia (solubilidad, 1,790


90

mg/L a 25 C). Su movilidad en el suelo es elevada y posee poca tendencia a

adsorberse en suelos y sedimentos. (ver apndice D.2 ficha internacional del benceno)

La biodegradacin del benceno en medio anaerbico parece ser muy lenta,

tanto en suelos como en aguas, por lo que esta ruta de transformacin

medioambiental no es importante. Tampoco experimenta hidrlisis en el medio

ambiente. Presenta escasa tendencia a la bioconcentracin en organismos acuticos.

La absorcin de benceno tiene lugar por inhalacin, por ingestin y por va cutnea.

La ruta de exposicin ms importante es la inhalacin, aunque la ingestin tambin es

una va eficaz de absorcin. El benceno esta clasificado como agente cancerigeno de

acuerdo con los estudios realizados en animales de laboratorios y personas. Estudios

epidemiolgicos llevados a cabo en trabajadores de la industria de la refinera del

petrleo, fabricacin del calzado y la industria qumica en general revelan los efectos

cancerigenos del benceno. (Moreno 2003).

2.2.4.3 Etilbenceno

El etilbenceno se utiliza fundamentalmente como base para la sntesis de

estireno y como componente de la gasolina (fraccin BTEX) y el combustible de

aviacin. Es tambin un contaminante que puede estar presente en suelos y aguas

subterrneas. Es un compuesto voltil (presin de vapor a 25 C, 9,6 mmHg), para el

que la evaporacin es un mecanismo importante de distribucin en el medio

ambiente. Se evapora fcilmente desde la superficie de suelos y aguas. El tiempo de

vida media de su volatizacin desde ros y lagos se ha estimado en 1,1 y 99 horas,

respectivamente. Su solubilidad en agua es baja, 169 mg/L a 25 C. Reacciona en el

aire con los radicales hidroxilo generados por va fotoqumica, con un tiempo de vida

media de 55 horas. (Moreno, 2003).

Se biodegrada con rapidez en el medio ambiente en condiciones aerobias. En

estudios realizados en acuferos contaminados con gasolina se ha observado la

biodegradacin total del etilbenceno en un plazo de 10 -16 das, en medio aerobio. Su


91

movilidad en suelos es moderada, ya que tiende a adsorberse a la fraccin slida de

suelos y sedimentos. La hidrlisis no constituye una va de transformacin ambiental

importante para este compuesto. No tiende a bioconcentrarse en organismos

acuticos. El etilbenceno presenta una baja toxicidad en animales y en el hombre,

tanto en condiciones agudas como crnicas. En el apndice D.3 se presenta la ficha

internacional del etilbenceno. Sus efectos txicos principales se producen en el

sistema nervioso central, en el que acta como depresor. Tambin es un agente

irritante de mucosas, sistema respiratorio y ojos. (Moreno, 2003).

2.2.5 Fundamentos tericos de las metodologas de anlisis.

En este apartado se describen los fundamentos tericos de las metodologas

analticas desarrolladas en el presente trabajo de investigacin.

2.2.5.1 Sistemas de Anlisis por inyeccin en flujo (FIA)

El anlisis por inyeccin en flujo (FIA), constituye el mtodo ms moderno de

flujo continuo, se basa en introducir volmenes de muestras medidos con gran

precisin en una corriente no segmentada (Skoog H, 2002). Entre sus ventajas se

destacan:

Anlisis ms rpidos (tpicamente entre 100 y 300 muestras/ hora) Mejores tiempos de respuesta (menores a 1 minuto desde la inyeccin de la muestra hasta la respuesta del detector).

Menor coste de disolventes (debido a la menor anchura de los tubos) Exceptuando el sistema de inyeccin, el equipo es ms simple y ms flexible.

Las dos ltimas ventajas son de particular importancia, porque permiten hacer

medidas automticas a relativamente pocas muestras de carcter no rutinario de una

forma fcil y econmica.


92

El equipo para realizar un anlisis por inyeccin en flujo es relativamente

sencillo, lo conforma una bomba peristltica y un tubo plstico flexible por donde es

transportado la muestra, una vlvula de inyeccin en flujo y un detector (Holler,

2002). En el sistema de transporte de muestra y reactivos, habitualmente la disolucin

circula a travs del sistema por medio de una bomba peristltica, mediante unos

rodillos, un fluido (gas o lquido) que se encuentran en el interior de un tubo plstico.

Las abrazaderas comprimen continuamente el tubo contra los rodillos, para lograr una

corriente permanente de fluido a travs del tubo. (Ver Figura 2.3). El caudal se

controla mediante el dimetro interno del tubo y la velocidad del rotor. En lo

concerniente a los inyectores de muestra y detectores, son muy similares en cuanto al

funcionamiento a los utilizados en el sistema de cromatografa liquida de alta

resolucin. (HPLC). Donde los volmenes de muestra en los procedimientos de

inyeccin abarcan desde 5 a 200 L, siendo los ms usuales en la mayora de las

aplicaciones los de 10 a 30 L.

Figura 2.3 Detalle de los rodillos de una bomba peristltica. (Holler, 2002)

En la Figura 2.4, se observa la forma de introducir la muestra. Cuando la

vlvula de inyeccin est en la posicin indicada, (posicin 1) los reactivos fluyen

por una derivacin, mientras que la muestra fluye a travs de la vlvula.Al girar la

vlvula 90 grados, (posicin 2), la muestra entra en la corriente y forma una zona

perfectamente definida. En la prctica, cuando la vlvula est en esta posicin, el


93

flujo a travs de la derivacin cesa porque el dimetro del bucle de muestra es mucha

mayor que el tubo de la derivacin. Aunque a veces se usa la inyeccin con una

jeringa, la mejor forma de introducir la muestra es mediante vlvulas de bucle

similares a las de cromatografa. Finalmente la deteccin se realiza con equipos de

absorcin y emisin atmica; espectrofotmetros y fotmetros, siendo estos ltimos

los ms utilizados.

Figura 2.4 Sistema de inyeccin de una muestra a baja presin

Sistema de screening. En los laboratorios de anlisis es cada vez ms frecuente la

introduccin de sistemas de medida de respuesta rpida que generan respuestas ms

de tipo cualitativo que cuantitativo. La repuesta cualitativa suele ser binaria del tipo

SI/NO y puede responder a distintas situaciones: presencia/ausencia de un

determinado analito en una muestra, presencia/ausencia por encima de un

determinado nivel (normalmente de concentracin) que habitualmente viene fijado

por la legislacin o el cliente.

El sistema de screening de muestras. Este sistema incluye todas aquellas

metodologas analticas rpidas que tienen como objetivo identificar y seleccionar un

grupo de muestras en un conjunto de las mismas que tengan un analito (o grupo de


94

los mismos) por encima de un determinado nivel de concentracin. Dentro de este

grupo se engloban tambin aquellas metodologas que permiten la caracterizacin del

proceso de seleccin de objetos y sistemas relacionados con el problema analtico

planteado. Los sistemas screening de muestras responden a los objetivos de

simplificacin y rapidez. Se caracterizan por ser procedimientos analticos simples.

Tanto en instrumentos como en operacin (el tratamiento de la muestra es nulo o

simple), originan una respuesta final binaria (si/no) con connotaciones cualitativas y

que requiere una confirmacin mediante la aplicacin de un proceso analtico

completo; la respuesta binaria obtenida se emplea de forma inmediata para la toma de

decisiones (Valcrsel, 2000).

Los objetivos de un sistema screening de muestra son:

Proporcionar una respuesta rpida y fiable acerca de una caracterstica especfica

de una muestra para responder a una demanda informativa que as lo requiere.

Minimizar las operaciones previas del proceso analtico

Minimizar el uso permanente de instrumentos de alto coste de adquisicin y

mantenimiento.

En lugar de que todas las muestras sean sometidas a los mismos. Slo lo harn

aquellas en las que el sistema de screening haya originado una respuesta positiva con

un determinado grado de fiabilidad. La Figura 2.5 se observa un esquema que el rol

de los sistemas de screening de muestras. Las muestras son filtradas a travs del

mismo, en la mayora de los casos, slo un grupo pequeo origina una respuesta si

y stas sern las que deban ser sometidas al proceso analtico convencional. Tanto

para confirmar la respuesta del screening como para extraer ms informacin.


95

Figura 2.5 Esquema del papel que desempea un sistema de screening de muestras. Fuente: Valcrcel (2000) 2.2.5.2 Sistema de cromatografa liquida de alta resolucin - HPLC

La cromatografa es una tcnica de separacin basada en un proceso fsico-

qumico de los constituyentes de una mezcla. Se ha convertido en un mtodo analtico

de primer orden para identificar y cuantificar los compuestos de una fase liquida o

gaseosa homognea. El principio bsico se fundamenta en los equilibrios de

distribucin de lo

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