Toma de Muestras: Métodos y Técnicas para un Análisis Químico Preciso

Importancia de la Toma de Muestras

La toma de muestras representativas es crucial para obtener resultados precisos en el análisis químico. La muestra debe reflejar fielmente la composición del material original. La preparación adecuada de la muestra y la selección de métodos analíticos apropiados son esenciales para garantizar la calidad de los datos.

Etapas Experimentales en un Proceso Analítico

Un proceso analítico típico consta de tres etapas principales:

1. Etapa de Operaciones Previas/Mediación: Incluye la toma de muestras, la preparación de la muestra y cualquier tratamiento necesario antes del análisis.
2. Etapa de Transducción de la Señal Analítica: Implica la medición de una propiedad física o química de la muestra que se relaciona con la concentración del analito.
3. Etapa de Toma y Tratamiento de Datos: Consiste en la adquisición, el procesamiento y la interpretación de los datos analíticos.

Quimiometría

La quimiometría es una disciplina que utiliza herramientas matemáticas y estadísticas para optimizar los procesos analíticos, diseñar experimentos y extraer la máxima información de los datos. Su objetivo es mejorar la calidad y la cantidad de información obtenida en el análisis químico.

Representatividad de la Muestra

La representatividad de la muestra es fundamental para la selección del método analítico. La muestra debe contener el objeto real del análisis. El proceso de muestreo implica los siguientes pasos:

1. Muestreo
2. Tipo de muestra
3. Analitos
4. Selección del método
5. Conservación
6. Obtención de resultados
7. Resolución del problema

Procedimiento de Toma de Muestras

El procedimiento de toma de muestras varía según el tipo de material:

Sólidos en Fragmentos o Partículas

Se forma un montón cónico y se toman incrementos desde la base hasta el vértice.

Sólidos en Forma Compacta

Se serra el material por diversas secciones y se recoge el serrín.

Líquidos con Materiales en Suspensión

Se agita el líquido y se toman muestras a diferentes profundidades.

Gases

El procedimiento depende de si nos interesa el gas en sí o los analitos presentes en él.

Criterios para Obtener una Muestra

Existen dos tipos de criterios para obtener una muestra:

• No probabilísticos: La selección de la muestra se basa en el juicio del investigador.
• Probabilísticos: Cada elemento de la población tiene una probabilidad conocida de ser seleccionado. Se dividen en dos categorías:
  • Aleatoria: La selección de la muestra es completamente al azar.
  • Sistemática: La muestra se selecciona siguiendo un patrón regular o irregular.

Métodos y Equipo de Muestreo

Sólidos

• Partículas en movimiento: La toma de muestras depende del tamaño de las partículas. Se puede utilizar una cinta transportadora.
• Partículas estáticas: Se toma la muestra con una sonda a diferentes profundidades, tanto vertical como horizontalmente.
• Materiales compactos: Se utiliza una sonda que taladra el material a diferentes profundidades (barrena).

Líquidos

• Sistemas abiertos y en movimiento (ríos, mares): Se utilizan botellas de cuello amplio, evitando la superficie y filtrando la muestra.
• Sistemas cerrados y en movimiento (tuberías): Si la velocidad del flujo es baja (flujo laminar), se toma la muestra en el centro. Si la velocidad es alta, se toma la muestra en contracorriente.
• Sistemas abiertos y estáticos (embalses, lagos): Se toman muestras a diferentes profundidades de forma periódica, utilizando una bomba.
• Sistemas cerrados y estáticos (tanques): Se toman muestras a diferentes profundidades con un émbolo o contenedor.

Gases

• Licuados en cilindros: Se utiliza una válvula de presión para llenar las líneas de gas.
• Gas en movimiento (producidos por la industria y transportados por chimeneas): Se toma la muestra en intervalos de tiempo predefinidos, ya que la composición puede variar.
• Gas en tanques: Se toma la muestra a intervalos de tiempo aleatorios.
• Gas atmosférico: Se toman muestras simultáneamente en diferentes puntos, de forma automática o con tiempos predefinidos. Se puede tomar la muestra de forma continua dentro de un período o de forma discontinua en un tiempo determinado, utilizando un captador activo o canister.