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Validacion no exhaustiva del metodo analitico de Walkley-Black, para la determinacion de materia organica en suelos por espectrofotometria de UV-VIS.

Non-exhaustive Validation of the analytical method for Walkley-Black, for the determination of organic matter in soils by spectrophotometry of UV-VIS

I. INTRODUCCION

En quimica analitica, un estudio de validacion es no exhaustivo, cuando se aplica sobre un metodo de analisis primario que no es nuevo, que ya ha sido estudiado por varios autores--quienes han determinado todos los parametros para evaluar su desempeno--y que ademas ha sido normalizado y aceptado en diferentes manuales de analisis.

En el presente articulo se da a conocer la aplicacion de dicho concepto de validacion, al metodo Walkley-Black, para el analisis de materia organica (estimada) o carbono organico oxidable, aplicado a muestras de suelos (USDA, 2009). Este trabajo hace parte de la investigacion que lleva por titulo Determinacion de materia organica en suelos del Valle Geografico del Rio Cauca cultivados con cana de azucar, mediante espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR).

La materia organica del suelo hace referencia al material organico no vivo presente en el, que puede provenir de plantas, animales o microorganismos, y encontrarse en diferentes estados de descomposicion, o transformacion-como por ejemplo el humus, que es la fraccion organica estabilizada y sintetizada a partir de los residuos anteriores (Baldock & Nelson, 2000).

En una unidad de masa de suelo, la materia organica es la fraccion de mayor actividad quimica dentro de tal matriz, ya que almacena varios elementos vitales en el suelo; a la vez que estimula el desarrollo de su estructura, es el principal foco para el intercambio de cationes, regula el intercambio de pH, regula las relaciones entre el sistema suelo-planta-agua-aire, es un gran deposito geoquimico de minerales y es uno de los sustratos primordiales para la actividad microbiana (Batjes & Dijkshoon, 1999; Bohn, McNeal, & O'Connor, 1993).

Se ha considerado que existe una relacion directa entre el contenido de materia organica y el carbono organico, ya que, como se ha venido mencionando, este ultimo se encuentra contenido en ella, por hacer parte de los compuestos de descomposicion del material organico (Doran, Elliott, & Paustian, 1998).

El metodo evaluado consiste en la determinacion estimada de la materia organica del suelo, la cual no es considerada directa, ya que el principio de la metodologia es la oxidacion del carbono organico del suelo, segun lo planteado por Walkley-Black, donde, a traves de un factor de aproximacion, se puede asumir el contenido de materia organica. Tal factor es conocido como el factor de Van Bemmelen, que indica que en 100g de materia organica, hay 58g de Carbono Organico (Howard, 1966; Agulhon, citado por Villalbi & Vidal, 1988; Walkley & Black, 1934); de esta manera, se ha venido trabajando en diferentes sectores, principalmente el agricola, para la estimacion del parametro evaluado.

El metodo Walkley-Black comprende una combustion humeda de la materia organica, con una mezcla de dicromato de potasio ([K.sub.2][Cr.sub.2][O.sub.7]) y acido sulfurico ([H.sub.2][SO.sub.4]). Despues del proceso, en la cuantificacion, se mide colorimetricamente el cromato reducido o el ion cromo (III) generado, por su relacion directa con la cantidad de carbono organico oxidado. Generalmente, se determina el color verde del [Cr.sup.3+] a una longitud de onda ([??]) de 600 nm (USDA, 2009; Arrieche & Pacheco, 2000; Baker, 1976). La reaccion oxidacion del carbono organico, por accion de acido sulfurico y el dicromato de potasio presenta la ecuacion 1:

[2[([Cr.sub.2][O.sub.7]).sup.-2] + 3[C.sup.0] + 16[H.sup.+] [flecha diestra y siniestra] 4[Cr.sup.+3] + 3C[0.sub.2] + 8[H.sub.2]0] [1]

Para el estudio de validacion, es necesario evaluar parametros estadisticos como precision, linealidad, exactitud, LOD y LOQ, ya que para utilizar una tecnica de analisis secundario, como es la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR), se utilizan los resultados de un metodo de analisis primario que han sido obtenidos sobre un grupo de muestras, llamado generalmente conjunto de aprendizaje, con el cual se calibra tal tecnica, que tiene como objetivo predecir resultados a partir de las relaciones encontradas entre el conjunto de aprendizaje y los datos espectroscopicos obtenidos de cada muestra. Por lo tanto, para juzgar los modelos obtenidos mediante tecnicas secundarias, es necesario conocer los parametros estadisticos que presenta el metodo primario, el cual es llamado de esta manera, porque guarda una relacion directamente proporcional (principalmente lineal) entre las concentraciones del analito en estudio y la senal analitica o instrumental del metodo, que puede darse en unidades de absorbancia, transmitancia, reflectancia, dispersion, fluorescencia, etc. (Krishnan, Alexander, Butler, & Hummel, 1980; Bowman, Guenzi, & Savory, 1991; Larrahondo, & Palau, 2001; Burns & Ciurzack (2008); Cabrera, 2003; Miller, 2002).

Con tal evaluacion de los parametros estadisticos mencionados, se logra la optimizacion de la metodologia Walkley-Black para el analisis primario de materia organica en suelos, que se lleva a cabo siguiendo el protocolo analitico del Centro de Investigacion de la Cana de Azucar de Colombia [Cenicana].

II. MATERIALES Y METODOS

A. Reactivos e instrumentos

Los reactivos utilizados fueron: sacarosa ([C.sub.12][H.sub.22][O.sub.11]), acido sulfurico ([H.sub.2]S[O.sub.4]), dicromato de potasio ([K.sub.2][Cr.sub.2][O.sub.7]), de grado analitico, marca Merck. La metodologia y los analisis de validacion fueron desarrollados en un espectrofotometro Ultravioleta-Visible, marca Shimadzu, modelo UV1800, con un rango de longitudes de onda entre 190-1100 nm. Todos los procedimientos se llevaron a cabo en las instalaciones del Centro de Investigacion de la Cana de Azucar de Colombia.

B. Metodologia

El procedimiento analitico aplicado fue el metodo Walkley-Black para el analisis de materia organica en suelos, establecido en el Manual de Protocolos del Laboratorio de Suelos de Cenicana (Calero, 1992).

C. Diseno del experimento de validacion

Determinacion del rango lineal

A partir de los resultados historicos del analisis de materia organica (estimada) en muestras de suelos, realizados por el laboratorio de Cenicana, se fijo analizar un rango de concentracion entre 0.363 y 7.259% de MO, a partir del cual se seleccionan las concentraciones de trabajo mas adecuadas, segun la proporcionalidad lineal de los resultados.

Determinacion de la linealidad

Despues de seleccionado el rango de trabajo donde se evidencia proporcionalidad lineal entre la senal instrumental y las concentraciones evaluadas, se realiza una prueba estadistica de hipotesis, para la evaluacion del coeficiente de correlacion (r), de la curva de calibracion; de esta forma, se determina estadisticamente la validez de la proporcionalidad observada.

Determinacion de la precision

Se evaluo la precision en terminos de la repetibilidad y reproducibilidad del metodo. Los analisis se llevaron a cabo en y entre dias, para la presentacion de resultados, se determino su coeficiente de variacion y los valores de repetibilidad y reproducibilidad. Tambien se incluyo un corto analisis sobre el analisis de la repetibilidad del metodo cuando se utilizan muestras de suelo con diferentes caracteristicas de pH y textura.

Determinacion del limite de deteccion y cuantificacion

Se preparo una curva de calibracion, con niveles bajos de concentracion y, a partir de ella se estudiaron los residuos de los valores estimados de la senal (Yi), frente a los valores predichos de la senal ([[??].sub.i]), el intercepto de la misma (a), la pendiente (b) y la desviaciones estandar de las senales respecto a las concentraciones (Sy/x); con tales residuos es posible conocer la concentracion que tenga una senal de Yb+3Sb, que indica el limite de deteccion (senal diferente a la del blanco, que el metodo es capaz de detectar) y tambien es posible conocer la concentracion que muestre una senal de Yb+10Sb, que indica el limite de cuantificacion (valores despues de los cuales, el metodo puede cuantificar con una precision definida).

Determinacion de la exactitud

A la muestra caracterizada en la determinacion de precision, sobre la cual ya se conoce el valor de concentracion promedio, se le adicionan concentraciones de 50% y 100% de materia organica, de manera que se establezcan los porcentajes de recuperacion del metodo para las concentraciones de analito adicionado.

III. RESULTADOS Y ANALISIS

Para el analisis estadistico aplicado y la validacion no exhaustiva llevada a cabo, se siguieron referencias de las tematicas de estadistica aplicada al analisis quimico (Miller, 2002; Calero, 1992; Covenin, 1992; ISO-REMCO N280, 2006; Skoog, West, Holler, & Crouch, 2004). A continuacion se presentan los parametros evaluados y el diseno para cada uno de ellos.

A. Rango lineal

De una curva de calibracion promedio, construida a partir de los resultados de seis curvas preparadas con anterioridad, se observo una perdida en la relacion lineal, a partir de la pareja de datos (5.08, 0.25), como se observa en la Figura 1.

[FIGURA 1 OMITIR]

La ecuacion de la recta en el grafico anterior, la cual es utilizada para el calculo de los residuos, es:

Y = 0.0488X + 0.0083 [2]

El analisis del rango lineal es realizado utilizando la observacion de datos anomalos, a traves de una prueba de contraste de Grubbs (Miller, 2002), lo cual es posible, ya que en una regresion lineal, los residuos de las rectas de calibrado se distribuyen normalmente.

La prueba fue aplicada entre los residuos de la recta de calibracion, donde se presume o se identifica la correlacion lineal, y se compararon con los (hasta pareja de datos 5.081, 0.254) residuos de la pareja de datos siguiente, donde se observa la perdida de linealidad.

La prueba de contraste de Grubbs, compara la desviacion entre el valor sospechoso d y los valores medios medidos; en termino de los residuos obtenidos. Para usar este contraste se formula la hipotesis nula (Ho): El valor sospechoso no es anomalo, es decir que todas las medidas proceden de la misma poblacion. De igual manera, la hipotesis alterna (H1): El valor sospechoso se presume como anomalo y debe ser descartado del grupo de datos analizado. Para probar cualquiera de las dos hipotesis se calcula el estadistico G (ecuacion [3]):

G calculado = [valor absoluto de (Valor sospechoso - Promedio)]/ desviacion estandar (s) [3]

(s) se calcula incluyendo el valor sospechoso. Si Gcalculado > Gcritico, se rechaza la Ho

Con la ecuacion [2] Y = 0.0488x + 0.0683 se realiza la determinacion de los valores de Y teoricos, para cada uno de los puntos de calibracion, y se obtienen los siguientes valores de residuo:

Residuos = [valor absoluto de (Y teoricos - Y experimental)] [4]

En la Tabla 1, los valores de los estandares del 1 al 8 fueron utilizados desde la curva de calibracion y el valor de estandar 9 es el que se presume como sospechoso (no utilizado para el calculo de los residuos de la curva); con estos datos se obtiene un valor de G calculado de 2.57. Segun las tablas se observa un valor de G Critico para un tamano de 9 muestras, a un 95% de confianza, de 2.22; se rechaza la Ho.

En conclusion, segun el contraste estadistico de Grubbs, el ultimo punto evaluado en esta prueba es un dato que se presume como anomalo y por lo tanto es correcto cortar la grafica de calibracion en ese punto, ya que este deberia ser descartado de la misma.

Evaluacion quimica del rango lineal

Para analizar quimicamente el comportamiento de las soluciones estandar preparadas y ver el efecto que produce al tener concentraciones progresivas de MO, se les toma el espectro UV-VIS a cada una de las soluciones; este da informacion para tomar la decision de cortar la grafica o seleccionar el rango de trabajo donde se presenta linealidad del metodo, como se observa en la Figura 2, donde cada punto de la grafica corresponde a concentraciones de 0.36, 0.726, 1.45, 2.18, 2.90, 3.63, 4.36, 5.08, 5.81, 6.53, y 7.26 por ciento de MO respectivamente; esta grafica muestra que hasta el punto de concentracion de 5.08% de MO hay una respuesta apreciable en la disminucion de la senal que aparece aproximadamente a 450nm, en relacion a la senal que aparece a 600nm, donde la primera corresponde a la disminucion en la concentracion del ion cromato [([Cr.sub.2][O.sub.7]).sup.-2] en relacion con el aumento de la concentracion del ion cromo (III) ([Cr.sup.+3]), que indica la oxidacion del carbono organico en cada estandar o patron de calibracion utilizado; por lo tanto, se puede afirmar que, para el metodo de determinacion de materia organica estimada por la metodologia Walkley-Black, no se detecta un cambio en la intensidad de las senales de los iones mencionados, a partir de concentraciones de 5.08% de materia organica en base muestra, lo cual se evidencia en el espectro por las intensidades constantes de estas dos senales (450 y 600nm), a pesar de que se sigue anadiendo materia organica hasta alcanzar concentraciones de 7.26%. La anterior conclusion respalda el analisis estadistico de rango lineal realizado en la etapa anterior, donde se definio que, a partir del punto de concentracion 5.08% de MO, no hay correlacion lineal proporcional entre la senal de Absorbancia y la concentracion de MO en porcentaje evaluada.

[FIGURA 1 OMITIR]

Estas afirmaciones tambien se pueden evaluar a partir de la construccion de una relacion entre las senales presentadas por las longitudes de onda de maxima absorbancia para cada uno de los patrones de calibracion, relacion conocida como coeficientes de extincion. Para el analisis de la disminucion en coeficientes de extincion, se toma la relacion de absorbancias entre las senales de las dos especies, el ion Cromo (VI) y el ion Cromo (III), que se encuentran aproximadamente a 454nm y 600nm respectivamente. Estos datos se presentan en la Tabla 2. Se observa que, a partir de la concentracion hasta donde la curva es lineal, la relacion de los coeficientes de extincion a longitudes de onda 454/600 nm o 600nm/454 nm, es casi constante; es decir no hay proporcionalidad entre la concentracion de MO adicionada en el estandar y la generacion del ion de interes, ya sea Cromo (III) y Cromo (VI).

B. Analisis de linealidad

Despues de seleccionado el rango lineal de la curva de calibracion, se realiza una prueba de hipotesis o t-student al coeficiente de correlacion obtenido de la curva de calibracion comprendida en dicho rango. De acuerdo con lo anterior (ver Figura 3), se aplica la prueba al rango de concentraciones entre 0.36-5.08% (8 puntos, curva MO 1).

[FIGURA 3 OMITIR]

La ecuacion de la recta para esta curva (MO1) es Y= 0.0488X+0.0083, un coeficiente de determinacion ([r.sup.2]) de 0.9969 y un coeficiente de correlacion (r)= 0.9984.

Para verificar si existe una correlacion significativa entre las concentraciones y las senales en evaluacion, con la prueba t-student, se plantean dos hipotesis:

* [H.sub.0]: no existe correlacion del rango lineal entre la senal instrumental (Abs) y el porcentaje de MO en base muestra (%MO); y

* [H.sub.1]: existe correlacion del rango lineal entre la senal instrumental (Abs) y el porcentaje de MO en base muestra (%MO).

tcalculado = r[raiz cuadrada de (n - 2)]/[raiz cuadrada de (1 - [r.sup.2])] [5]

Entonces, para la Curva MO 1

tcalculado = 0.9984 ([raiz cuadrada de (8 - 2)])/ [raiz cuadrada de (1 - 0.9969)]

tcalculado = 43.25

[?t.sub.cal] > [t.sub.Critico] (tn - 2 = 2.45 a 0.05)?

Entonces, se rechaza [H.sub.0] y se retiene [H.sub.1]. En conclusion, se evidencia una correlacion del rango lineal, estadisticamente significativa, entre la senal instrumental (Abs) y el porcentaje de materia organica en base muestra a un nivel de significancia de 0.05. Por lo tanto, es adecuado trabajar dentro de este rango evaluado.

C. Analisis de precision

Precision en terminos de repetibilidad

Para determinar la precision con este criterio, se utiliza una muestra de suelo, con valor de pH 7.1, es decir de un rango neutro, en un mismo dia, bajo unos mismos parametros o condiciones. Para ello, se realizan diez repeticiones y se determinan segun la curva de materia organica definida para linealidad (ver Figura 3).

En la Tabla 3 se observan los resultados obtenidos de las 10 preparaciones de la misma muestra y los valores del promedio arrojado en % de materia organica, la desviacion estandar de estas mediciones y el coeficiente de variacion; tambien se observa un valor llamado valor de r, conocido como valor de reproducibilidad, el cual indica la cantidad, en porcentaje de diferencia, variacion o desviacion, que se pueden presentar en los resultados que el metodo arroja cuando se realizan medidas repetidas sobre la misma muestra; estas son variaciones normales del metodo, sujetas a los errores aleatorios del mismo.

El coeficiente de variacion obtenido en medidas repetidas es de 2.82 %, el cual, aunque se podria considerar alto, segun la literatura, para el metodo de determinacion de materia organica por Walkley-Black, se mueve entre 2% y 4%, ya que el metodo puede presentar algunas fuentes de error debido al procedimiento que se realiza. El valor de r, se calcula, segun literatura (Miller, 2002), tomando un factor de cobertura K de 2.85 y multiplicandolo por la desviacion estandar de la repetibilidad, en ocasiones conocida como Sr. Para este caso es:

Valor de r = 2.85 x 0.05 = 0.14

Este valor indica que cada vez que se realice la determinacion de materia organica en un mismo dia, los valores pueden presentar un error del 0.14%, en terminos de la cantidad obtenida de materia organica; es decir, para un resultado de 1.75% de MO, el valor real--segun este criterio--seria de 1.75 [+ o -]0.14 % MO; este valor de la desviacion en repetibilidad debe ser comparado con los puntos mas bajos de la curva de calibracion utilizada y con los valores del limite de deteccion y cuantificacion.

Repetibilidad segun pH

Para evaluar el comportamiento del metodo en terminos de repetibilidad cuando se analizan muestras de diferentes pH, se tomaron muestras de suelo de niveles de pH bajo 5.2, medio 6.7 y alto 8.1-8.3, a las cuales se les determino, segun la curva de calibracion establecida (ver Figura 3), el nivel de repetibilidad, despues del analisis realizado por cinco repeticiones; se observaron algunas diferencias (ver Tabla 4).

En la Tabla 4 se observa que valores de pH bajos-alrededor de 5 unidades--, y valores altos--alrededor de 8 unidades--, producen resultados de repetibilidad relativamente altos; esto indica diferencias en los valores de concentracion de materia organica muy altos, pero se observa que a condiciones de pH cercanas a la neutralidad, alrededor de 6.7, el valor de r, en repetibilidad es el mas bajo, al igual que el coeficiente de variacion.

Cabe mencionar que el experimento no es suficiente para concluir que el metodo definitivamente tiene comportamientos diferentes en terminos de repetibilidad cuando se varia la matriz pH en las muestras de suelo, esta es una buena recomendacion para futuras investigaciones.

Precision en terminos de reproducibilidad

Para este parametro se utilizo la misma muestra de la evaluacion anterior, pero se realizaron las replicas en dias diferentes, con material volumetrico diferente y en condiciones de ambiente diferentes.

En la Tabla 5 se observan unos valores similares para el promedio de concentracion encontrado en la muestra problema, tambien el coeficiente de variacion, tal como se menciona en la evaluacion de repetibilidad, tiene una variacion en ordenes aproximados de 2% a 4%, lo cual se establece en la teoria para este metodo analitico.

Al igual que en repetibilidad, la reproducibilidad calcula un valor r, donde se comparan las diferencias en los resultados, debido a pequenos cambios en las condiciones de analisis. Este valor es el siguiente:

Valor r = 2.85 * Sr [6]

En este caso Sr corresponde a la desviacion global de las desviaciones de las determinaciones individuales.

El valor r presentado en la Tabla 6, y encontrado en este caso para reproducibilidad, es menor que el valor encontrado para el caso de repetibilidad, lo cual es algo muy significativo, aunque hay diferentes valores de r y de Sr, lo cual es una interpretacion global del metodo bajo diferentes condiciones. Las interacciones de variacion aleatoria del mismo pueden ser negativas y positivas, por lo cual el valor de r aqui presentado de 0.04% de materia organica, se hace mas pequeno.

D. Analisis del limite de deteccion y cuantificacion

Se realizo a traves de una curva de calibracion de rango bajo, con concentraciones de materia organica (%) desde 0.09% hasta 0.73%, la cual se muestra en la Tabla 7.

Con los datos de absorbancia y concentracion se realiza el calculo de los residuos presentados en la Tabla 8, utilizando la herramienta analisis de datos del programa MS-Excel.

Valor de [S.sub.y/x] calculado = 0.0017

Utilizando el intercepto de la curva de calibracion observado en la grafica (0.0075), como valor de [Y.sub.b], y el valor [S.sub.y/x] calculado a partir de los residuos de la curva, se tiene una senal para el LOD de 0.0075 + [3.sup.*] 0.0017 = 0.0024 y para el LOQ una de 0.0075+[10.sup.*] 0.0017= 0.0095.

Para obtener las concentraciones para tales senales de LOD y LOQ, se debe utilizar la pendiente y el intercepto de la recta de calibracion construida. De esta forma las concentraciones en terminos de % de materia organica para el LOD y LOQ son de 0.06% y 0.21%, respectivamente.

E. Analisis de exactitud

En el trabajo desarrollado se tomo como valor y muestra de referencia la utilizada en la determinacion de reproducibilidad y repetibilidad, y el promedio de concentracion de materia organica obtenido del analisis de reproducibilidad. Este ultimo se asumio como valor real, y es de 1.75% MO (ver Tabla 6); a este se le adiciono, en terminos del % de MO, un dopaje del 50% y el 100%. Para cada adicion, se evaluo la respuesta del metodo, utilizando cinco muestras repetidas en cada nivel; este procedimiento fue realizado por duplicado. Sus resultados se presentan en la Tabla 9.

Se realizaron dos preparaciones--replicas en tiempos Diferentes--de las muestras dopadas con los niveles mencionados de analito; cada nivel tuvo cinco repeticiones, para lograr una mayor representatividad en la determinacion de exactitud. Las muestras fueron determinadas sobre la curva presentada en la Figura 3.

Las muestras dopadas al 50% de concentracion de materia organica deberian, en teoria, tener una concentracion de 2.63 % MO, es decir lo que se adiciono fue una cantidad de 0.88 % MO. Por su parte las muestras dopadas con el 100 % de concentracion de MO, en teoria, deberian tener una concentracion de 3.50 % MO, es decir que la cantidad adicionada fue de 1.73% de MO.

Para evaluar los porcentajes de recuperacion obtenidos se aplica la ecuacion (Agulhon, citado por Villalbi & Vidal, 1988):

%Rec. = [[% MO Determinado - % MO referencia o real]/% MO Adicionado] x 100 [7]

Donde:

% Materia Organica Determinado = % MO promedio obtenido del analisis de las 5 muestras dopadas con los niveles del 50 y 100 % de MO

% Materia Organica referencia o real = % MO de la muestra referencia utilizada% Materia Organica Adicionada= Es el % MO obtenido de calcular el 50 % y el 100 % al valor de referencia inicial.

Aplicando la ecuacion (Agulhon, citado por Villalbi & Vidal, 1988) a los datos presentados en la Tabla 9, se obtienen los siguientes resultados:

Promedio Recuperacion al 50% = 97 %

Promedio Recuperacion al 100% = 97%

Estos resultados estan acordes con la recuperacion que debe ofrecer un metodo quimico analitico, en donde lo ideal es que se recupere entre el 95 y el 100 por ciento de las concentraciones adicionadas; por lo tanto, los valores encontrados corresponden a un metodo con una exactitud aceptable y adecuada.

IV. CONCLUSIONES

Se puede decir que el metodo evaluado cumple unos criterios acerca de la linealidad, la precision, el limite de deteccion y la cuantificacion y exactitud, los cuales, estan acorde con los esperados y con los reportados en la literatura; pero cabe resaltar que, para haberlos obtenido de esta forma, fue necesario llevar a cabo una optimizacion en cuanto a la forma procedimental de desarrollar el metodo. Se deben tomar precauciones en los pesajes de las muestras, en sus diluciones, y en el uso del material volumetrico, ya que cualquier parametro de validacion se puede ver afectado si se cambia alguna de las condiciones de operacion.

El metodo Walkley-Black, para el analisis de materia organica estimada, es una metodologia, que aunque lleva muchos tiempo de haber sido propuesta, todavia ofrece unos resultados adecuados, desde el punto de vista analitico, tal como se ve en los parametros de validacion obtenidos.

Una de las determinaciones que mas interes genera en el presente trabajo, es que se realizo buscando relacionar el impacto del valor de pH en las muestras de suelo, con la concentracion de materia organica determinada por la metodologia de WB, ya que se observo que, a un nivel cercano a la neutralidad, la repetibilidad y los coeficientes de variacion son los mejores, aunque no se puede afirmar que ese efecto se deba, definitivamente, a la variacion en pH. Se propone como recomendacion para futuros estudios, ya que para afirmar con certeza este supuesto, entre pH y metodologia WB, se debe realizar un diseno experimental con diferentes variables, como los niveles de pH y los tipos de suelo.

Este trabajo es el punto de partida y aporta los elementos de juicio para evaluar las calibraciones que se quieren lograr en la investigacion de espectroscopia de infrarrojo cercano, aplicada al analisis de materia organica en suelos, ya que es necesario conocer los parametros de validacion por los que se rige la metodologia primaria, sea para trasladarlos o para mejorarlos cuando se implemente la metodologia alternativa, que se basa en una tecnica instrumental secundaria NIR.

Recibido: Febrero 3, 2014; Aceptado: Marzo 26, 2014

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ISO-REMCO N280, (2006). The international harmonized protocol for the proficiency testing of analytical chemistry. Pure & Appl. Chem., 78(1), 145-196

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Walkley, A. & Black, I. (1934). An examination of the Degjtjareff method for determining soil organic matter and proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Sciences. 37, 29-38

CURRICULOS

Cristhian J. Yarce. Quimico de la Universidad Santiago de Cali. Tecnologo quimico de la Universidad del Valle. Universidad Santiago de Cali.

Jorge Castillo. Licenciado en Quimica de la Universidad Distrital Francisco Jose de Caldas (1994), Quimico Farmaceuta de la Universidad Nacional (1997), Especialista en Quimica (2003) y Master en Quimica (2007) de la de la Universidad del Valle. Actualmente es docente de la Universidad Santiago de Cali y la Universidad del Valle.

COLCIENCIAS TIPO 5. REPORTE DE CASO

RECIBIDO: FEBRERO 3, 2014; ACEPTADO: MARZO 26, 2014

Cristhian J. Yarce

crijayar@gmail.com

Jorge E. Castillo

jorgec a@hotmail.com

Universidad Santiago de Cali
Tabla 1. Datos obtenidos para la aplicacion del contraste de Grubbs

# Estandar   Y Teorico   Y Experimental   Residuos   [valor absoluto
                                                     de Residuos]

1            0.0261      0.0268            0.0007    0.0007
2            0.0438      0.0477            0.0039    0.0039
3            0.0792      0.0700           -0.0092    0.0092
4            0.1147      0.1135           -0.0012    0.0012
5            0.1501      0.1558            0.0057    0.0057
6            0.1856      0.1883            0.0027    0.0027
7            0.2210      0.2212            0.0002    0.0002
8            0.2564      0.2537           -0.0027    0.0027
9            0.2917      0.2582           -0.0335    0.0335

                         Promedio                    0.0069

                         Desviacion Estandar         0.0111

                         G Calculado                 2.5690

Tabla 2. Datos asociados a la disminucion o el aumento de
absorbancia en los espectros

Concentracion % MO   Longitud de Onda ([??])      Factores
                     Absorbancia    Absorbancia   K          K'
                     450nm          600nm

Blanco (0)           2.973          0.002         1486.250   0.001
0.363                2.220          0.040         55.500     0.018
0.726                2.010          0.111         18.108     0.055
1.452                1.756          0.109         16.110     0.062
2.178                1.416          0.189         7.492      0.133
2.904                1.068          0.230         4.643      0.215
3.630                0.813          0.261         3.115      0.321
4.356                0.568          0.291         1.952      0.512
5.081                0.340          0.323         1.053      0.950
5.807                0.328          0.328         1.000      1.000
6.533                0.334          0.330         1.012      0.988
7.259                0.363          0.331         1.097      0.912

Tabla 1. Datos para analisis de precision (repetibilidad)

Promedio %MO                       1.75
Desviacion estandar                0.05
Coeficiente de Variacion (%CV)     2.82
Valor de r                         0.14

Tabla 2. Repetibilidad segun pH

PH     Promedio   Desviacion     CV      r

8.3    1.01       0.11           10.44   0.30
5.2    2.81       0.65           22.98   1.84
6.7    1.67       0.02           1.11    0.05
8.1    2.58       0.08           3.20    0.24

Tabla 3. Reproducibilidad entre dias

Parametro             Dia 1   Dia 2   Dia 3

Promedio % MO         1.75    1.74    1.78
Desviacion Estandar   0.05    0.07    0.08
CV%                   2.82    4.28    4.40
Valor de r            0.14    0.21    0.22

Tabla 4. Datos globales para reproducibilidad

Promedio %MO                1.75
Desviacion estandar         0.02
Coeficiente de Variacion    0.89
Valor de r                  0.04

Tabla 5. Curva de calibracion para LOD y LOQ

Concentracion % MO   Absorbancia

                     Curva 1   Curva 2   Promedio

0.09                 0.0009    0.0012     0.0010
0.18                 0.0058    0.0058     0.0058
0.36                 0.0203    0.0205     0.0204
0.54                 0.0384    0.0377     0.0381
0.73                 0.0499    0.0502     0.0501

Tabla 6. Valor de los residuos para LOD y LOQ

Residuos       Pronostico para Y

 0.001251585   -.000206585
-0.001262348   0.007067348
-0.001240213   0.021615213
 0.001886921   0.036163079
-0.000635945   0.050710945

Tabla 7. Datos para el analisis del porcentaje de recuperacion

Nivel de dopaje    Primera determinacion   Segunda determinacion

Promedio MO 50%            2.59                    2.60
Promedio MO 100%           3.46                    3.44
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Author:Yarce, Cristhian J.; Castillo, Jorge E.
Publication:Ingenium
Date:Jan 1, 2014
Words:5909
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