6 Tips para un muestreo ambiental eficaz

1. Un área especializada, la importancia del conocimiento

El muestreo ambiental es un área de conocimiento especializado y no una simple operación en el campo para obtener muestras destinadas al análisis.

Su nivel de complejidad está asociado a la diversidad de matrices ambientales (aguas, suelo, aire, emisiones, sedimentos), a su distribución, variación espacial (muchas veces muy extendida) y temporal. Hablamos, por ejemplo, de la necesidad de evaluar la contaminación en decenas de hectáreas de suelo en el primer caso, o de medir la variación a lo largo de un año de la calidad del agua de un río.

Es importante visualizar desde un comienzo que el proceso de muestreo es seguido por el ensayo químico de los contaminantes por lo cual muestro y análisis pueden considerarse parte de un solo proceso de medida.

Un muestreo no planificado o hecho sin dominar sus fundamentos implica datos potencialmente erróneos que comprometen la totalidad de las decisiones de cualquier proyecto y pueden tener consecuencias inesperadas en el futuro.

Por las razones mencionadas anteriormente es necesario formarse y estar capacitados en sus principios y técnicas, tanto los que planifican como los que ejecutan y evalúan.

2. Definir el problema central

Si bien muestrear agua, suelo o aire requiere diferentes estrategias, planes y herramientas de muestreo hay una pregunta inicial que determina toda la estrategia:

¿Qué problema o que pregunta contestarán los datos emergentes del muestreo?

Una pregunta recurrente es si en determinado parámetro (por ejemplo, un metal pesado o DBO5 para los efluentes) excede un valor máximo determinado por una norma.

Por ejemplo, en el caso de efluentes la pregunta puede ser: ¿Cumple mi efluente con los estándares de vertido a curso de agua de acuerdo al Decreto 253/79?

Para el caso de un suelo, la pregunta puede ser: ¿La concentración máxima de plomo en este suelo es inferior a 140mg/kg (valor máximo para que sea usado con fines recreativos)?

Por último para el caso del aire, la pregunta puede ser: ¿Cumple el aire ambiente en este punto con los estándares calidad de aire en relación al material particulado, es decir, la concentración de particulado no excede los 50 microgramos/m3?

Otra pregunta puede requerir la evaluación de la concentración de un contaminante en el espacio o en el tiempo. Un ejemplo de lo primero es la evaluación de la variación de la concentración de un contaminante en diferentes localizaciones geográficas de un río. Un ejemplo de lo segundo es evaluar en un solo punto de este río como varía un contaminante (por ejemplo fósforo) a lo largo de los meses del año o las estaciones.

3. Comprender el fundamento clave: la representatividad de la muestra

Una muestra representativa es aquella obtenida a partir de un proceso de muestreo representativo. Este proceso es aquel que permite obtener una muestra que refleje adecuadamente la concentración del contaminante de interés de la población (un río, una porción de suelo, la cantidad de aire que circula por un lugar dado, el volumen total de efluente que se vierte, etc) de la cual proviene. Por lo tanto, el primer aspecto a considerar en el diseño de muestreo es la definición clara de la población en estudio, es decir:

El nivel de representatividad en el proceso de muestreo, está asociado a la acumulación de diferentes errores atribuibles al muestreo a lo largo de su ejecución.

Mejorar la representatividad implica actuar sobre las fuentes de error para reducir su incidencia en el resultado final.

¿Cómo reducir estos errores?

4. Diseñar el número de muestras óptimo

Cuando interesa evaluar el cumplimiento de la concentración de un contaminante con un valor máximo de la normativa lo que se busca como estimador del mismo es un valor medio.

Si la población es pequeña (por ejemplo, un suelo de sitio pequeño, un volumen acotado de efluente) alcanzará con una muestra. Pero en la mayoría de los casos será necesario más de una muestra representativa para obtener un valor medio que sea una estimación con poco error (representativa) de la totalidad de la población en estudio.

En estos casos -que son la inmensa mayoría- es necesario que la distribución de los puntos de muestreo sea aleatoria como se muestra en la figura 1.1 para una porción de suelo rectangular. Para cada punto se determina la concentración y luego se obtiene el valor medio como promedio de estos valores. Como reglas generales se pueden enunciar las siguientes:

1.1

5. Considerar un único proceso de medida (un solo protocolo)

El muestreo, la preparación de la muestra en el laboratorio y el análisis en sí forman parte de un solo proceso de medida.

Esto quiere decir que para obtener resultados con una incertidumbre o representatividad dada deben considerarse los errores de muestreo y los errores del laboratorio. En este sentido es importante definir los detalles del muestreo en conjunto con los detalles analíticos, fundamentalmente la forma de preparación de la muestra y el método. A modo de ejemplo, si los errores de muestreo se admite que serán significativos no tiene sentido seleccionar un método de análisis extremadamente preciso. Por el contrario si se requiere minimizar el error en el resultado final (muestreo y análisis) se requerirá un plan con más muestras y un método más preciso.

La conclusión final es que es necesario definir y validar un solo protocolo (conjunto completo de directivas definitivas y detalladas que deben seguirse sin excepción) desde el muestreo hasta el resultado final.

La ausencia de un protocolo definido es origen de errores significativos atribuibles a la diferente interpretación operativa por parte de los equipos de muestreo.

6. Asegurar la calidad de la medida

El aseguramiento de calidad consiste en gestionar eficazmente la frecuencia con que los objetivos de calidad de los resultados no son alcanzados. Esta gestión involucra diferentes aspectos técnicos, de gestión y documentales.

Los aspectos técnicos críticos en la etapa de muestreo están relacionados al manejo de los diferentes errores y son:

Por: Gualberto Trelles el 22/05/2019

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Sobre el autor: Gualberto Trelles

Director y fundador de Laboratorio Ambiental Ecotech Ing. Químico, Master of Science en Suelos Contaminados UDELAR. Presidente de Asociación de Ingenieros Químicos