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Consultora: Sayet V. Barrueta Rivera
Ing. Agroindustrial
Lima, Diciembre del 2013
“GUÍA METODOLÓGICA PARA EL MUESTREO Y
DETECCIÓN DE CADMIO EN SUELOS, AGUA,
FERTILIZANTES, ALMENDRAS DE CACAO Y
PRODUCTOS DERIVADOS”
“Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos
derivados”
INDICE
AGRADECIMIENTOS........................................................................................................ 4
1. INTRODUCCION........................................................................................................ 5
1.1. Objetivos y Antecedentes .................................................................................... 6
1.2. Ámbito de Aplicación ........................................................................................... 7
1.3. Alcance................................................................................................................ 8
1.4. Contenido de la guía............................................................................................ 8
2. DEFINICIONES .......................................................................................................... 8
3. ABREVIATURAS...................................................................................................... 10
I. PROCEDIMIENTOS DE MUESTREO DE SUELO, AGUA, FERTILIZANTES,
TEJIDOS, ALMENDRAS DE CACAO Y PRODUCTOS DERIVADOS.............................. 11
1. MUESTREO DE SUELOS....................................................................................... 12
1.1. Tipo de muestreo ........................................................................................... 13
1.2. Consideraciones generales para el muestreo de suelos ................................ 14
1.3. Materiales y herramientas necesarios para el muestreo de suelos................. 14
1.4. Instrucciones para el muestreo de suelos ...................................................... 15
1.5. Cuidados y recomendaciones para la toma de muestras ............................... 22
2. MUESTREO DE AGUA......................................................................................... 23
3.1. Tipo de muestras ........................................................................................... 23
3.2. Punto de muestreo......................................................................................... 24
3.3. Registro de datos........................................................................................... 24
3.4. Muestreo, preservación, conservación y envío de las muestras al laboratorio
de análisis................................................................................................................. 25
3. MUESTREO DE FERTILIZANTES........................................................................ 28
3.1. Instrumentos necesarios para el muestreo..................................................... 28
3.2. Muestreo de fertilizantes ................................................................................ 28
3.3. Acondicionamiento, identificación y conservación de las muestras finales ..... 32
3.4. Conservación de las muestras ....................................................................... 33
4. MUESTREO DE TEJIDOS.................................................................................... 34
4.1. Consideraciones para el muestreo de tejidos................................................. 34
“Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos
derivados”
4.2. Instrucciones para el muestreo de tejidos ...................................................... 34
4.3. Recomendaciones para el tratamiento de las muestras ................................. 36
5. MUESTREO DE ALMENDRAS DE CACAO.......................................................... 37
5.1. Consideraciones para el Muestreo de Almendras de cacao ........................... 37
5.2. Materiales y herramientas necesarios ............................................................ 38
5.3. Instrucciones para el muestreo de almendras de cacao................................. 38
6. MUESTREO DE PRODUCTOS DERIVADOS DE CACAO ................................... 42
6.1. Consideraciones generales para el muestreo de derivados de cacao ............ 42
6.2. Instrucciones para el muestreo de derivados de cacao .................................. 42
6.3. Recomendaciones para el muestreo de derivados de cacao.......................... 45
II. METODOS DE DETECCION DE CADMIO EN MUESTRAS DE SUELOS, AGUA,
FERTILIZANTES, ALMENDRAS DE CACAO Y PRODUCTOS DERIVADOS ................ 47
1. MÉTODOS Y TÉCNICAS DISPONIBLES PARA EL ANÁLISIS DE CADMIO........... 48
1.1. Métodos de digestión de muestras................................................................. 48
1.2. Métodos Analíticos para la determinación de Metales Pesados ..................... 49
1.3. Selección de los métodos y técnicas de referencia ........................................ 49
1.3.1. Métodos de extracción y técnicas analíticas de detección de cadmio en
suelos 51
1.3.2. Métodos de extracción y técnicas analíticas detección de cadmio en Agua55
1.3.3. Técnicas analíticas de extracción y detección de cadmio en fertilizantes ... 56
1.3.4. Métodos de extracción y técnicas analíticas de detección de cadmio en
tejidos (hojas y mazorca).......................................................................................... 57
1.3.5. Técnicas analíticas de extracción y detección de cadmio en almendras de
cacao 58
1.3.6. Métodos de extracción y técnicas analíticas y detección de cadmio en
productos de cacao .................................................................................................. 60
2. DESARROLLO DE LA TECNICA ANALITICA....................................................... 62
2.1. Preparación de la solución estándar de cadmio ............................................. 62
2.2. Curva de calibración para cadmio .................................................................. 62
3. PROCEDIMIENTOS PARA LA PREPARACION DE LAS MUESTRAS PARA LA
DETERMINACION DE CADMIO .................................................................................. 62
3.1. Preparación de las muestras de suelos.......................................................... 62
3.2. Preparación de las muestras de agua ............................................................ 63
“Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos
derivados”
3.3. Preparación de las muestras de fertilizantes .................................................. 63
3.4. Preparación de las muestras de tejidos.......................................................... 64
3.5. Preparación de las muestras de almendras de cacao .................................... 64
3.6. Preparación de las muestras de productos derivados de cacao..................... 64
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS................................................................................ 66
ANEXOS ......................................................................................................................... 70
Anexo 01. Tabla de Valoración de Estudios de Cadmio en Suelos de cacao ............... 71
Anexo 02. Tabla de Valoración de Estudios de Cadmio en Agua ................................. 73
Anexo 03. Tabla de Valoración de Estudios de Cadmio en Fertilizantes ...................... 74
Anexo 04. Tabla de Valoración de estudios de cadmio en almendras de cacao........... 75
Anexo 05. Tabla de Valoración de estudios de cadmio en tejidos de cacao ................ 76
Anexo 06. Tabla de Valoración de estudios de cadmio en derivados de cacao........... 76
“Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos
derivados”
AGRADECIMIENTOS
Un agradecimiento especial, a las personas que contribuyeron con información y la
disposición de su tiempo para las entrevistas, cuyos aportes fueron muy importantes para
la elaboración de las guías: “Guía de métodos de detección y análisis de cadmio en
cacao” y “Guía metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua,
fertilizantes, almendra de cacao y derivados.
 Crecencio Elenes / Stella Coello. USAID/PERU
 Ing. Carmen Rosa Chávez Hurtado. DGCA/MINAGRI
 Dra. Rafaela Elias Letts. UNIVERSIDAD PERUANA CAYETANO HEREDIA
 Ing. Erika Soto Cárdenas. IICA.
 Ing. Lupe Ognio de Muscari. INNASA.
 Ing. José Isla Zevallos. DEVIDA.
 Ing. Betty Rodríguez Herrera. AGRO MICRO BIOTECH S.A.C.
 Ing. Lidia Yessenia Saavedra Gómez. APPCACAO
 Ing. Luis Fernando García Carrión. UNAS
 Ing. Abner Martin Melgarejo. COOPAIN LTDA.
 Ing. Ana María Matos Ramírez. UNHEVAL HCO.
“Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos
derivados”
1. INTRODUCCION
El cacao es un cultivo de mucha importancia económica en el Perú, ya que en la
actualidad existen 144,232 hectáreas cultivadas de cacao, gran parte de las cuales se
han instalado gracias a los programas de Desarrollo Alternativo, que promueven la
siembra del cacao en la selva peruana. Así mismo las exportaciones de cacao
orgánico y convencional han ido evolucionando, siendo reconocidos por su gran
calidad en eventos internacionales. Sin embargo en estos últimos años la presencia
de cadmio en el cacao y sus derivados, ha generado gran preocupación tanto en los
países productores como en los países importadores, así como también en los
organismos de Regulación Internacional como la OMS y la FAO.
Según publicación del Ministerio de Comercio Exterior de Ecuador, el 16 de
septiembre de 2013, la Unión Europea notificó al Comité de Medidas Sanitarias y
Fitosanitarias de la Organización Mundial del Comercio (OMC) la Enmienda al
Reglamento Europeo No. 1881/2006, en la cual se establecen niveles máximos (NM)
de cadmio para el chocolate y productos derivados del cacao, que entrarán en vigor a
partir del 1 de enero del 2019. (Fuente:http://comercioexterior.gob.ec/la-union-
europea-aprueba-niveles-maximos-de-residuos-nm-para-el-cadmio-en-productos-
elaborados-con-cacao/). En esta enmienda se considera como contenidos máximos
de cadmio en diversos productos de cacao en un rango de 0.10 a 0.80 mg/kg (Fuente:
https://members.wto.org/crnattachments/2013/sps/EEC/13_3645_00_e.pdf)
En los suelos agrícolas, las principales fuentes de contaminación de Cd, provienen de
la fertilización fosforada, uso de lodos y residuos industriales (ALLOWAY, 1990,
Citado por ZAFRA, 2012), con relación a los fertilizantes fosforados, la principal
materia prima de estos es la roca fosforica, constituida principalmente por apatita, que
además de P, contiene Cd en cantidades que varían entre 8 y 500 mg de Cd por kg de
P. (BONILLA, et al, 2002).
La planta de cacao absorbe ligeramente los metales pesados que existen por
naturaleza en los suelos y los concentra en las semillas grasosas. (NATURLAND,
2000)
Actualmente existen muchas técnicas analíticas para la determinación de metales
pesados como el cadmio, entre los más utilizados tenemos la Espectrometría de
Absorción Atómica, la espectrometría de emisión atómica y la Espectrometría de
Masas. Se considera importante que para la detección de cadmio en cualquier
muestra, el proceso fundamental es la obtención de muestras representativas de un
área o lote determinado, luego de ello el tratamiento de las muestras en laboratorio,
entre las técnicas más utilizadas son la digestión húmeda con ácidos altamente puros
(nítrico, clorhídrico, sulfúrico) y en medida limitada la técnica de calcinación seguida
de lixiviación, ya que esta técnica puede inducir a pérdidas del analito durante la
“Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos
derivados”
calcinación a altas temperaturas, otra de las técnicas que están siendo usadas por los
laboratorios de análisis, es la técnica de digestión asistida por microondas.
En la presente guía metodológica se dan a conocer los procedimientos de muestreo y
técnicas de análisis más utilizados para la determinación de cadmio en cacao (suelos,
agua, fertilizantes, tejidos, almendras y derivados de cacao), como resultado de los
análisis de las normativas, estudios e investigaciones correspondientes al tema,
disponibilidad y costo de los servicios analíticos de los laboratorios acreditados por
INDECOPI.
1.1. Objetivos y Antecedentes
Objetivo
El objetivo de la guía es establecer las pautas para una adecuada toma de
muestras de suelo, agua, fertilizantes, tejidos, almendras de cacao y derivados.
Así mismo, establecer los métodos y procedimientos adecuados basados en las
normativas nacionales e internacionales, para el tratamiento de las muestras, y el
análisis de cadmio en las diferentes muestras.
Antecedentes
El 19 de diciembre de 2006, la Unión Europea (UE) expidió el Reglamento (CE)
No. 1881/2006 que señala los niveles de cadmio tolerables para los distintos
productos. En esta Reglamentación no se encuentran definidos los límites
tolerables para el cacao y sus derivados, pues no se consideraba al cacao y
chocolates como una fuente significativa de consumo de cadmio.
En el 2007, por una publicación en la revista “Der Spiegel” de Alemania sobre la
presencia de cadmio en el chocolate y la posibilidad de que este metal sea un
agente cancerígeno, el tema se convirtió en una preocupación sanitaria que llevó a
la discusión sobre esta Reglamentación.
En Mayo del 20011, la Dirección General de Salud y Protección al Consumidor DG
– SANCO, ha presentado una propuesta de enmienda sobre el Reglamento 8EC)
Nº 1881/ 2006 a los Estados Miembros.
En septiembre del 2011, la Embajada del Ecuador en Bélgica comunica a las
misiones de los países que pueden verse afectadas por esta medida.
En octubre del 2011, la Embajada de Ecuador circuló un documento titulado
“Preocupaciones del Ecuador con relación a la posible aplicación de niveles
máximos de cadmio en el cacao y sus productos por parte de Unión Europea”
En el 2011, la UE analiza la posibilidad de enmendar el Reglamento (CE) No.
1881/2006, para incluir en la lista los límites máximos (LM) de cadmio para el
“Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos
derivados”
cacao y productos de chocolate, a través de la Regulación (CE) No 420/2011 y de
acuerdo a la definición de la Directiva 2000/36/EC. Los argumentos científicos del
proyecto de enmienda se basan en las opiniones científicas de la EFSA
(“European Food Safety Authority”) sobre la ingesta de cadmio en la dieta humana.
En mayo del 2012, la Organización Internacional del Cacao (ICCO) por sus siglas
en inglés, realizó una Taller en Londres los días 03 y 04 de Mayo 2012, según
acuerdo de la 85 sesión de este organismo ejecutado en el mes de marzo del
mismo año en Ecuador. En este Taller se analizó y debatió sobre el tema del
contenido de cadmio en el cacao, derivados y chocolates. Uno de los más
relevantes es la divergencia notoria entre las recomendaciones de EFSA (ingesta
semanal de cadmio de 2.5 microgramos por kilo) y las recomendaciones del
Comité Mixto FAO/OMS (JEFCA) de una ingesta semanal de 5.8 microgramos por
kilo, según lo indicado en la "Declaración del Panel sobre Contaminantes en la
Cadena Alimenticia de la EFSA: Opinión Científica sobre la ingesta semanal
máxima de cadmio, 2011". Tal divergencia reveló la falta de consenso
internacional en torno a la base científica que sustentaría la pretensión de la DG
SANCO de revisar los límites al contenido de cadmio en cacao.
En este contexto, el 16 de septiembre de 2013, la Unión Europea notificó al Comité
de Medidas Sanitarias y Fitosanitarias de la Organización Mundial del Comercio
(OMC) la Enmienda al Reglamento Europeo No. 1881/2006, en la cual se
establecen niveles máximos (NM) de cadmio para el chocolate y productos
derivados del cacao, que entrarán en vigor a partir del 1 de enero del 2019.
De otro lado, se hace necesario conocer los procedimientos de muestreo y
métodos de detección de cadmio en los insumos agrícolas, suelos, agua, tejidos
de la planta, almendras y derivados de cacao, ya que en investigaciones previas
se encontraron niveles altos de contaminación de suelos y almendras de cacao
con cadmio, y este es un hecho que ha preocupado a las autoridades relacionadas
al cacao en el Perú, lo que amerita realizar investigaciones más exhaustivas.
1.2. Ámbito de Aplicación
El uso de esta Guía metodológica será únicamente de aplicación para: 1.
procedimientos de muestreo de; suelos de cultivos de cacao, agua utilizada para el
riego de cultivos de cacao, fertilizantes, enmiendas o abonos naturales utilizados
en la fertilización del cultivo de cacao, tejidos o partes de la planta de cacao,
almendras de cacao y derivados de cacao. 2. Métodos y técnicas de análisis
utilizadas para la detección del contenido de cadmio en suelos, agua, fertilizantes,
tejidos, almendras y derivados de cacao, incluyendo los métodos de tratamiento de
las muestras.
“Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos
derivados”
1.3. Alcance
Esta Guía Metodológica describe los métodos y procedimientos que pueden ser
usados en los procesos de muestreo y análisis químicos de las muestras para
determinar la presencia de metales pesados, específicamente el Cadmio. Esta
guía pretende ser una herramienta para ayudar a estandarizar los procedimientos
de muestreo y las técnicas analíticas de detección de cadmio en las diferentes
muestras de estudio, con potencial presencia de cadmio en el País.
1.4. Contenido de la guía
La presente guía se ha divido en 2 capítulos:
- I. Muestreo de suelos, agua, fertilizantes, tejidos, almendras de cacao y
productos derivados.
- II. Métodos de detección de cadmio en muestras de suelos, agua,
fertilizantes, tejidos, almendras de cacao y derivados.
2. DEFINICIONES
 Alícuota: Fracción o porción de muestra.
 Analito: Especie química objeto del análisis.
 Área homogénea de terreno: es el área que presenta características
similares en toda su extensión, en cuanto a color, textura, relieve, manejo del
terreno, entre otros; que permite obtener resultados de análisis químicos y
físicos de laboratorio, coherentes con la producción obtenida en ese lote y de
esta forma permita predecir y diagnosticar adecuadamente el nivel de
contaminación del suelo.
 Contramuestra: Es una porción adicional de la muestra tan parecida a la
original como sea posible, debe tomarse al mismo tiempo y en la misma forma
y cantidad que la muestra original para asegurar que las condiciones sean
idénticas.
 Espectrometría de absorción atómica: Es una técnica para determinar la
concentración de un elemento metálico determinado en una muestra.
 Espectrometría de Emisión Atómica: Es una técnica espectroscópica que
analiza las longitudes de onda de los fotones emitidos por los átomos o
moléculas durante su transición desde un estado excitado a un estado de
inferior energía.
 Espectrometría de Masas con Plasma de Acoplamiento Inductivo (ICP-
MS): Es una técnica de análisis inorgánico que es capaz de determinar y
cuantificar la mayoría de los elementos de la tabla periódica en un rango
dinámico lineal de 8 órdenes de magnitud (ng/l – mg/l).
“Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos
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 Espectrometría: Es la técnica espectroscópica para tasar la concentración o la
cantidad de especies determinadas. En estos casos, el instrumento que realiza
tales medidas es un espectrómetro o espectrógrafo.
 Espectroscopía de emisión óptica de plasma acoplado inductivamente
(ICP-OES): Se basa en la vaporización, disociación, ionización y excitación de
los diferentes elementos químicos de una muestra en el interior de un plasma.
El plasma está constituido por un gas fuertemente ionizado.
 Lote: Es la cantidad de material de características supuestamente uniformes
que forma parte de una partida y que es sometida a inspección de una sola
vez.
 Matriz de la Muestra: Especies químicas que acompañan al analito en la
muestra.
 Método Analítico: Secuencia de operaciones y técnicas aplicadas para el
análisis de una muestra.
 Muestra de ensayo: Es una porción de material representativa de la calidad
del lote, obtenida de la muestra global o de la muestra reducida y destinada al
examen en laboratorio.
 Muestra Elemental: Cantidad representativa del producto tomada de una
unidad de muestreo.
 Muestra Final: Parte representativa de la muestra reducida o, si no se
necesita una reducción intermedia, de la muestra global.
 Muestra global: Es una porción de material formado por el conjunto de
unidades de muestreo.
 Muestra parcial o submuestra: Es la cantidad de un determinado material,
tomado de una sola vez y de un solo punto de una cantidad más grande de
material.
 Muestra reducida: Es la cantidad de material que se obtiene al reducir de
tamaño la muestra global y que es representativa de un lote.
 Muestra: Es definida como la fracción de un material sobre la que se estudian
ciertas características que posteriormente se generalizan a todo el conjunto.
 Muestreo: Técnica para la selección de una muestra a partir de una población.
Nota: A menudo se prepara más de un ejemplar de muestra al mismo tiempo, a
partir de la muestra reducida (o de la muestra global). Uno o más de estos
ejemplares se usan como muestra de laboratorio, mientras que las restantes se
conservan como referencia.
 Partida: Es la cantidad de fertilizante, enmienda o abono natural envasado o a
granel, comprendida en un solo envió. Una partida puede consistir de uno o
varios lotes, o de partes de un lote.
 Reducción: Obtención de una sola porción representativa más pequeña, a
partir de una cantidad mayor, desechándose el resto.
 Tamaño de la muestra: Número de unidades, o cantidad de material, que
constituye la muestra.
 Técnica Analítica: Medio empleado para obtener información sobre el analito.
 Unidad de muestreo: Es una porción de material o un artículo individual que
se extrae de un punto del lote.
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3. ABREVIATURAS
Cd Cadmio
AOAC Association of Official Analytical Chemist
EPA Environmental Protection Agency
APHA American Public Health Association
AAS Espectrometría de Absorción Atómica
FAAS Espectrometría de Absorción Atómica de Llama
GFAAS Espectrometría de Absorción Atómica con Horno de Grafito
ETAAS Espectrometría de Absorción Atómica con Atomización Electrotérmica
ICPMS Espectrometría de Masas con Plasma de Acoplamiento Inductivo
ICPOES Espectrometría de Emisión Óptica con Plasma de Acoplamiento Inductivo
ICPAES Espectrometría de Emisión Atómica con Plasma de Acoplamiento Inductivo
NOM Norma Oficial Mexicana
FAO Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación
OMS Organización Mundial de la Salud
NGO Norma Guatemalteca Obligatoria
NTE Norma Técnica Ecuatoriana
INEN Instituto Nacional Ecuatoriano de Normalización
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I. PROCEDIMIENTOS DE
MUESTREO DE SUELO, AGUA,
FERTILIZANTES, TEJIDOS,
ALMENDRAS DE CACAO Y
PRODUCTOS DERIVADOS
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1. MUESTREO DE SUELOS
El muestreo, es el punto más débil en la cadena de análisis de suelos. Es la más
importante fuente de error. Para obtener resultados confiables la muestra debe ser
representativa del lote muestreado. Solo a partir de resultados confiables podrán
obtenerse recomendaciones acertadas.
El objetivo del muestreo de suelos de cacao, es obtener información confiable. Aunque las
muestras se colectan para obtener información respecto al cuerpo de suelo más grande
denominado "población", tales muestras podrán ser o no representativas de la misma,
dependiendo de cómo hayan sido seleccionadas y colectadas.
El muestreo y trabajo analítico pueden parecer onerosos; sin embargo, más costosa aún
puede resultar la biorremediación de un suelo contaminado con cadmio, cuando excede
las concentraciones aceptables, y por ende la concentración de los granos de cacao con
cadmio, dependerá de cuan contaminada se encuentre el suelo.
El análisis del suelo es una herramienta muy importante ya que permitirá cuantificar el
contenido de metales pesados y en base a ello tomar las medidas correspondientes.
La toma y composición de muestras compuestas debe satisfacer un mínimo de
condiciones, a saber:
 Todas las muestras individuales deben ser del mismo volumen y representar
un mismo espesor de suelo.
 Las muestras deben tomarse al azar, atravesando transversalmente las
direcciones de las operaciones de cultivo y los accidentes naturales, como la
pendiente.
 Tomar un número suficiente de muestras individuales en correspondencia con
la variabilidad de la propiedad estudiada y las dimensiones (volumen) del área
muestreada.
 No deben producirse interacciones químicas en el material de la muestra
compuesta.
 La unidad de suelo escogida para formar una muestra compuesta debe ser
homogénea para el objetivo del análisis. Un campo debe dividirse en varias
áreas, estratificarse, en función de las heterogeneidades que presente.
Definidas estas áreas homogéneas, se constituyen muestras compuestas de
cada unidad homogénea por separado.
Los principales interrogantes en la toma de muestras de suelo son:
 ¿Qué tipo de muestreo y patrón de recorrido de debe usar?
 ¿Qué número de muestras/superficie se debe tomar?
“Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos
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 ¿Cuál es la profundidad apropiada para la toma de muestras en suelos de
cacao?
En este capítulo, se encuentran las respuestas a las anteriores interrogantes.
1.1. Tipo de muestreo
El muestreo representativo juega un papel muy importante en la calidad y la
utilidad de los datos analíticos. El muestreo representativo debe tener altos niveles
de precisión y exactitud, que garanticen que una muestra o grupo de muestras sea
representativa y proporcione con precisión las características del sitio, además de
que los resultados sean reproducibles. Ambos parámetros están determinados por
el número de muestras tomadas en el campo. A medida que se incrementa el
número de muestras, aumenta la exactitud y la precisión. El diseño de un
muestreo puede ser (i) a juicio (no probabilístico) o bien, (ii) aleatorio simple,
estratificado o sistemático (probabilístico).
En el caso de cultivos de cacao, para la determinación del número de muestras
por Distrito y Provincia, se han empleado el método de Muestreo Aleatorio
Estratificado (MAE), con asignación proporcional, que consiste en conocer el
número de productores de cacao por distrito, provincia y región, mediante el
empleo de referencias estadísticas, en las que se basa el MAE, para la obtención
del número de muestras requerido.
El MAE ha sido utilizado por diversas investigaciones para el análisis de suelos de
cacao. En este tipo de muestreo (Figura 1b), la población en estudio se sub divide
en estratos o subgrupos que tienen cierta homogeneidad en el terreno y en cada
estrato se realiza un muestreo aleatorio simple. El requisito principal para aplicar
este método de muestreo es el conocimiento previo de información que permita
subdividir la población.
Figura 1. Tipos de muestreo: a) aleatorio simple; b) aleatorio estratificado
Por ejemplo, la división se puede realizar con base en la topografía, los horizontes
del suelo, los cambios de color en el suelo, el crecimiento irregular de las plantas,
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etc. Esto garantiza que los puntos de muestreo se encuentren repartidos más
uniformemente en toda la zona, en función al tamaño del estrato y permite además
conocer de forma independiente las características particulares de cada estrato.
Es recomendable para áreas mayores de diez hectáreas y cuando el terreno no es
homogéneo.
1.2. Consideraciones generales para el muestreo de suelos
Una manipulación adecuada de las muestras in situ, es fundamental para
garantizar que éstas permanezcan estables bajo las condiciones en que han sido
extraídas. Es imprescindible que las muestras no sufran cambios significativos en
sus características químicas, físicas y biológicas para lo cual se debe, en primer
lugar, seleccionar cuidadosamente los recipientes que van a contener las
muestras, en segundo lugar, evitar la pérdida de analitos en los diferentes
trasvases a los que son sometidas las muestras y finalmente, preservar las
muestras siguiendo los procedimientos adecuados.
A continuación se mencionan algunos puntos clave para la manipulación de las
muestras
Consultar al laboratorio en el que posteriormente se llevarán a cabo los
análisis, con objeto de definir el volumen de muestra a extraer
Los recipientes para las muestras deben ser nuevos, compatibles con la
naturaleza de la muestra y con las exigencias del análisis a realizar y
deben someterse al procedimiento de limpieza adecuado
Debe minimizarse la pérdida de analitos durante el trasvase de las
muestras.
Cuando se considere necesario, las muestras deberán ser preservadas
para evitar cambios en la composición anteriores al análisis.
1.3. Materiales y herramientas necesarios para el muestreo de suelos
Es muy importante asegurarse que las herramientas estén completamente limpias,
libres de superficies oxidadas y que no contengan residuos de otros materiales,
además deben ser fabricados de materiales inertes de modo que no contaminen
las muestras. A continuación se mencionan las herramientas y materiales de uso
común en el muestreo de suelos.
- Mapa o croquis del predio
- Machete
- Barreno holandés, pala o palín
- Cuchillo
- Balde plástico o galvanizado limpio para recolectar las submuestras.
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- Marcadores
- Etiquetas o tarjetas para la identificación de las muestras.
- Hilo.
- Marcadores de tinta permanentes para identificar las muestras.
- Libreta de campo.
- GPS
 Recipientes o Envases para las muestras
Los recipientes para las muestras deben tener el tamaño adecuado, además
de ser sellables, herméticos, resistentes y permitir un fácil etiquetado. El
material de envasado se elegirá teniendo siempre en cuenta que las
características de las muestras no han de sufrir alteración alguna. En este
sentido y en base a la naturaleza del parámetro/s cuya determinación se
persigue, se considerarán los siguientes factores:
 Posibilidad de contaminación de la muestra.
 Pérdida de compuestos químicos por difusión a través del material de
envasado.
 Modificación de las características de la muestra a través de, por
ejemplo, la introducción de aire o la alteración de la estructura del
suelo.
Entre los recipientes más adecuados y habitualmente utilizados para la toma
de muestras de suelos para la detección de metales pesados son las
siguientes:
- Bolsa de polietileno
- Frascos de plástico PET1
- Frasco de cristal con tapón de PTFE2
u otro material
polimérico
- Camisa metálica con recubrimiento interior de plástico
- Camisa de plástico
Los envases de polietileno requieren una limpieza con HNO3 y agua destilada
antes de la toma de las muestras.
1.4. Instrucciones para el muestreo de suelos
1.4.1. Tareas previas al muestreo de suelos
1
PET = polietilenterephtatato
2
PTFE = politetrafluoroetileno
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A continuación se mencionan las tareas a realizar previo al muestreo.
Definir las unidades de muestreo
Previo al ingreso al sector donde se llevará a cabo el procedimiento de toma de
muestra, se solicitará información al dueño o encargado de la parcela lo siguiente:
Lugar de muestreo, tipo y edad del cacao, manejo agronómico, sistema de cultivo,
entre otros, que podrían ayudar a comprender mejor los resultados alcanzados.
Así mismo se debe solicitar o elaborar un plano general, forma y superficie del o
los sectores a muestrear, con estos antecedentes se realizará un croquis del lugar
a muestrear, esta información ayudara a comprender mejor los resultados.
Es necesario delimitar las áreas de muestreo lo más homogénea posible. Para
identificarlas, es necesario observar los diferentes tipos de suelos en la parcela y
los límites que estos suelos tienen dentro del paisaje.
Usualmente los límites del suelo coinciden con el cambio en la pendiente del
terreno (plano vs. inclinado), posición en el terreno (zona alta, media y baja), años
de cultivo, manejos, etc. (Figura 2).
Figura 2. Parcela divida en unidades de muestreo.
Definir el patrón de recorrido
El patrón de recorrido para la extracción de submuestras al azar dentro de las
parcelas de cacao, puede ser en cuadricula, en zig-zag, en diagonales o Sinuosa
(Figura 3).
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Figura 3. Patrón de recorrido para el muestreo de suelos
En la mayoría de los casos se utilizan el patrón de recorrido en Zigzag, tomando
submuestras en cada vértice donde cambie la dirección del recorrido (Figura 4).
Figura 4. Recorrido en Zigzag
Determinar la intensidad de muestreo o puntos mínimos de muestreo
Una vez definido el plan o patrón de recorrido, se determina la cantidad mínima de
puntos para la obtención de las submuestras, algunos laboratorios consideran la
cantidad mínima de puntos de muestreo según el Cuadro 01. Sin embargo en
algunas metodologías para el muestreo de suelos empleados por las
investigaciones realizadas la COOPAIN en Tingo María, Huánuco, y el CITE cacao
en San Martin, se han considerado la toma de 20 submuestras de suelos por
parcela.
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Cuadro 01. Cantidad Mínima de puntos de muestreo
Fuente: ANDES CONTROL Laboratorio Analítico-Muestreo en Predio
Determinar la profundidad de muestreo
La profundidad del suelo a la cual se toma la submuestra es variable. En general
se recomienda una profundidad de 20 cm para la gran mayoría de cultivos
agrícolas. Esto coincide con la mayor concentración de raíces en el suelo.
Para el caso de plantaciones de cacao, se recomienda tomar dos tipos de
muestra, una de 0-20 cm y otra de 20-40 cm de profundidad; en la mitad de la
gotera del árbol (la sombra proyectada por el árbol a mediodía), según la guía de
muestreo de suelos de la Universidad Nacional de Colombia. Está demostrado
según investigaciones realizadas en Ecuador y Perú con respecto a suelos de
cacao, que el cadmio se concentra en los primeros 20 cm del suelo.
Adicionalmente se pueden tomar muestras de suelo a profundidades mayores,
dependiendo de la intensidad de la contaminación del suelo.
1.4.2. Procedimiento de Muestreo de suelos de cacao
El instrumento de muestreo más aconsejable, por la uniformidad en la profundidad
y el tamaño reducido de las submuestras que se obtienen, es el barreno tubular,
de no contar con un barreno de este tipo, se puede obtener una muestra
empleando una pala.
El muestreo consistirá en realizar un recorrido en zig-zag, que permita cubrir toda
el área del lote para que el muestreo sea representativo, tomando en cada punto
una muestra simple (sub muestra). Lo cual posteriormente se mezclará con las
muestras de los puntos sucesivos a cada profundidad, formando una muestra
compuesta la cual se llevará para su análisis.
A continuación se indican los pasos a tener en cuenta para el muestreo de suelos
de cacao.
Superficie Cantidad Minina de
puntos a muestrear
0 a 2 Hectáreas 9
2 a 6 Hectáreas 13
7 a 14 Hectáreas 17
Más de 14
Hectáreas
21
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a. Señalizar los puntos a muestrear haciendo un trazo en zig-zag. La muestra se
tomará a la mitad de la proyección de la copa del árbol de cacao. Tal como se
aprecia en la Figura 5.
Figura 5. Zona de muestreo para suelos de cacao
b. En cada sitio de muestreo se recomienda remover las plantas y hojarasca fresca
(1-3 cm) de un área de 40 cm x 40 cm.
c. Introducir el barreno o pala a la profundidad deseada y transferir aproximadamente
100 a 200 g de suelo a un balde plástico limpio libre de impurezas como
fertilizantes, cales, estiércoles, cemento, en la cual se marca la profundidad de
muestreo cuando se toman muestras en más de un sustrato. Las herramientas
deben limpiarse después de tomar cada submuestra.
Al usar la pala se debe hacer un hueco en forma de “V” del ancho de una pala de
0-20 cm de profundidad (Figura 6), y luego tomar de una de las paredes una
porción de 10x10x3 cm para transferir a un balde de plástico limpio (Figura 7). Se
deberá repetir esta operación para cada uno de los puntos del zig-zag.
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Figura 6. Hueco en “V”
Figura 7. Recolección de submuestras
d. Preparación y cuarteo de la muestra compuesta. Luego de obtener las
submuestras de toda la unidad de muestreo, se procede a mezclar bien el suelo
extraído.
El proceso de mezclado y cuarteo se realiza sobre un plástico limpio, libre de
residuos de fertilizantes y se mezcla con cuidado para homogeneizarla; en seguida
se distribuye formando un círculo que se divide en cuatro cuadrantes. Se eliminan
los cuadrantes opuestos y los otros se vuelven a mezclar. El procedimiento se
repite hasta reducir la muestra a 1.5. ó 2 Kg.
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Figura 8. Cuarteo de la muestra
Durante el proceso de cuarteo o reducción de la muestra se deben eliminar los
restos de materia orgánica fresca (reciente) y la grava o piedras, pues estos
materiales no se incluyen en el análisis.
1.4.3. Envasado e identificación de la muestra
Luego del cuarteo, transferir la cantidad resultante de 1 kg de suelo, a una doble
bolsa plástica limpia. Colocando la identificación entre bolsa y bolsa, para luego
sellarla de manera segura.
Las muestras deben ser envasadas y etiquetadas conforme a las siguientes
especificaciones:
- El envase debe ser cerrado de manera hermética garantizando su
inviolabilidad hasta su llegada al laboratorio.
- El etiquetado de los recipientes debe realizarse inmediatamente después de
recolectar cada una de las muestras.
- La etiqueta debe colocarse en un lugar visible y no sobrepasar las dimensiones
del recipiente.
- La etiqueta que acompañe a la muestra, debe incluir por lo menos su clave de
identificación, lugar del muestreo, fecha y hora del muestreo, nombre del
propietario, ubicación, edad del cultivo, así como las iniciales de la persona que
toma la muestra.
Para su envió al laboratorio, las muestras deberán ser identificadas de acuerdo
con el croquis del terreno en el que se definieron las unidades de muestreo
(sectores homogéneos).
1.4.4. Conservación de la muestra
Las muestras de suelos contenidas en bolsas plásticas o frascos de polietileno
totalmente estériles y herméticos, deben ser refrigeradas tan pronto como sea
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posible, manteniendo una temperatura ≤ 6°C, hasta el análisis, el mismo que
deberá realizarse a la brevedad. Para fines de almacenamiento por más tiempo,
las muestras se deben secar y conservarse a temperatura ambiente hasta por 3
meses.
1.5. Cuidados y recomendaciones para la toma de muestras
Es importante mantener en mente que lo que se quiere es tener una
muestra lo más representativa posible del suelo en cuestión. Durante el
muestreo evite fumar, comer, o manipular otros productos (cal, fertilizantes,
cemento, etc.) para evitar la contaminación de la muestra y obtener
resultados falsos.
No tome muestras cerca de los caminos, canales, viviendas, linderos,
establos, saladeros, estiércol, estanques o lugares donde se almacenen
productos químicos, materiales orgánicos, o en lugares donde hubo
quemas recientes. Lávese bien las manos antes de hacer el muestreo. No
utilice bolsas o costales donde se hayan empacado productos químicos,
fertilizantes, cal o plaguicidas.
No tome muestras de un solo sitio del terreno.
No muestrear después de un riego o lluvia, esperar por lo menos dos días.
No muestrear después de fertilizar o encalar; es conveniente esperar 1 ó 2
meses.
Para facilitar la toma de la muestra, la humedad debe ser moderada.
Evitar el uso de elementos metálicos, porque pueden contaminar las
muestras.
Identificar correctamente sin mezclar áreas y profundidades y no colocar la
tarjeta en contacto directo con la muestra húmeda.
Entregar al laboratorio un plano con la/s área/s de muestreo identificada/s,
el N° y una breve historia de esta/s.
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2. MUESTREO DE AGUA
El muestreo es el primer paso para la determinación de la calidad de una fuente de agua,
por lo que la persona que recoge una muestra y la lleva al laboratorio es corresponsable
de la validez de los resultados. En este sentido debe asegurarse que la muestra sea
representativa de la fuente cuya calidad se desea evaluar, y que no se deteriore, ni se
contamine antes de llegar al laboratorio, ya que la calidad de los resultados, depende de
la integridad de las muestras que ingresan al mismo. Por ello, la toma de la muestra debe
realizarse con sumo cuidado, a fin de garantizar que el resultado analítico represente la
composición real de la fuente de origen, y que antes de iniciar el muestreo se debe
consultar al laboratorio sobre las condiciones en que éste debe desarrollarse y la
información mínima requerida.
Se debe aclarar que de nada vale un excelente análisis, con equipos sofisticados, si la
muestra no es representativa.
El objetivo del muestreo del agua ya sea procedente de rio, pozo o manantial, utilizada
para el riego del cultivo de cacao, se realizara con la finalidad de determinar la presencia
y concentración de cadmio.
3.1. Tipo de muestras
En general y para cualquier tipo de estudio, en el caso de manantiales, son
preferibles las muestras simples.
El tipo de muestra, la profundidad de toma de muestra, deben quedar reflejadas en
la ficha de campo.
Se recomienda utilizar muestras diferentes para los análisis químicos y
microbiológicos a causa de la diferencia en el procedimiento de toma de muestra,
así como en los equipos y manipulación.
Muestras simples: son aquellas tomadas en un tiempo y lugar determinado para
su análisis individual.
En el caso de las aguas subterráneas deben corresponder a un único punto de
muestreo y provenir de un único nivel acuífero, cuando se trate de un acuífero en
el que no existe discontinuidad hidrogeológica pero se produzcan fenómenos de
estratificación, de forma que puedan obtenerse muestras de diferente composición
según la profundidad de toma, las muestras resultantes, si no se recogieran de
forma selectiva (según su profundidad) se considerarán como muestras
integradas.
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Muestra selectiva en profundidad: la proveniente de un tramo de acuífero cuya
profundidad se conoce. Es muy importante no confundir muestra selectiva en
profundidad con muestra tomada a profundidad conocida, en el primer caso se
conoce la profundidad a la cual estaba el agua en el acuífero, en el segundo se
conoce el nivel del cual fue extraída pero probablemente proceda de otro o sea
mezcla de diferentes niveles.
3.2. Punto de muestreo
La ubicación de los puntos de muestreo deberán cumplir los siguientes criterios:
 Identificación
El punto de muestreo, debe ser identificado y reconocido claramente, de
manera que permita su ubicación exacta en muestreos futuros. De preferencia,
en la determinación de la ubicación se utilizará el Sistema de Posicionamiento
Satelital (GPS), el mismo que se registrará en coordenadas UTM y en el
sistema WGS84.
 Accesibilidad
Que permita un rápido y seguro acceso al lugar establecido para tomar la
muestra.
 Representatividad: Evitar zonas de embalse o turbulencias no característicos
del cuerpo de agua, a menos que sean el objeto de la evaluación.
Elija un punto en donde el río esté lo más regular, accesible y uniforme en
profundidad.
Es importante considerar la referencia para la ubicación de un punto de monitoreo
pudiendo ser un puente, roca grande, árbol, kilometraje vial y localidad.
Como mínimo, debe ubicarse dos puntos de muestreo, aguas arriba y otra agua
abajo en el cuerpo de agua receptor (tomando como referencia la descarga de un
efluente líquido).
Todos los puntos de muestreo deben estar georeferenciados para plasmarlos en
mapas, de manera que se pueda retornar a ellos con facilidad. Debe fotografiarse
el lugar y tomar nota de alguna característica geográfica permanente. De ser
posible, debe colocarse un hito en la orilla.
3.3. Registro de datos
En la Ficha de registro de campo; utilizada en el monitoreo y que debe acompañar
al Informe Técnico que elabore el profesional que realice la actividad, deberá
contener la siguiente información:
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 Se registrará el código del punto de muestreo, origen de la fuente,
descripción clara y definida del punto de muestreo, hora y fecha de
muestreo, localidad, distrito, provincia y departamento, coordenadas de
ubicación del punto de muestreo, datos personales de quien realizó la toma
de muestra, las condiciones climáticas y otras observaciones pertinentes
en el punto de muestreo.
 Se registrarán todas las mediciones realizadas en el monitoreo.
3.4. Muestreo, preservación, conservación y envío de las muestras al laboratorio
de análisis.
La etapa de recolección de muestras es de trascendental importancia. Los
resultados de los mejores procedimientos analíticos serán inútiles si no se
recolecta y manipula adecuadamente las muestras, para esto se seguirán las
recomendaciones establecidas.
3.4.1. Consideraciones Generales
 Los frascos requeridos deben ser de polietileno (preferencia primer uso) o
vidrio, los cuales deben estar limpios y secos para evitar contaminación.
 Todo equipo debe estar debidamente calibrado.
 Las muestras requieren almacenamiento a baja temperatura y/o preservación
con químicos para mantener su integridad durante el transporte y antes del
análisis en el laboratorio.
 Los preservantes químicos más comunes son ácido clorhídrico, nítrico,
sulfúrico e hidróxido de sodio. Tener cuidado en su manipulación.
 Las cajas térmicas usadas para el transporte de las muestras deberán ser
apropiadas para almacenar las muestras tomadas, materiales de empaque y
hielo.
 Llenar los registros de cada muestra recolectada (ficha de muestreo) e
identifique cada frasco (etiquetado).
 Utilice procedimientos formales que rastrean la historia de la muestra desde la
recolección hasta su llegada al laboratorio de análisis (cadena de custodia).
 La indumentaria de protección del personal que realizará el muestreo deberá
estar constituido por chaleco, pantalón, gorra, botines de seguridad, botas de
jebe muslera, guantes de jebe y quirúrgico.
 Materiales de campo como arnés o soga, balde, linterna, muestreador con
extensión, cronometro, cajas térmicas, ice pack.
 Antes de la toma de muestra, el envase se deberá enjuagar varias veces con el
agua a muestrear.
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3.4.2. Toma, preservación y conservación de muestras de agua
Es importante considerar las etapas que se tiene que dar en todo proceso de
muestreo, con la finalidad que la muestra sea lo más representativa posible y así
asegurar la integridad desde su recolección hasta el reporte de los resultados por
ello se debe tener en cuenta lo siguiente:
 Toma de Muestras:
 Para la toma de muestras en ríos evitar las áreas de turbulencia excesiva,
considerando la profundidad, la velocidad de la corriente y la distancia de
separación entre ambas orillas.
 La toma de muestra en ríos, se realizará en el centro de la corriente, a una
profundidad de 20 cm por debajo de la superficie, utilizando frascos de
plástico de boca ancha con cierre hermético, limpios de un ½ litro de
capacidad.
 Para la toma de muestras en lagos y pantanos, se evitará la presencia de
espuma superficial y se tomara la muestra a la misma profundidad.
 La toma de muestras, se realizará en dirección opuesta al flujo del recurso
hídrico.
 Considerar un espacio de alrededor del 1% aproximadamente de la
capacidad del envase (espacio de cabeza) para permitir la expansión de la
muestra.
 Conservación de las muestras
Para mantener las muestras frescas se puede utilizar una hielera y llevar al
laboratorio en el menor tiempo posible para su análisis, o en caso contrario se
puede preservar la muestra agregando HNO3 hasta llevar a un pH <2, y
mantener en refrigeración por un tiempo máximo de 6 meses.
 Identificación de las muestras de agua
Los recipientes deben ser identificados antes de la toma de muestra con una
etiqueta, escrita con letra clara y legible la cual debe ser protegida con
cinta adhesiva transparente conteniendo:
- Número de Muestra (referido al orden de toma de muestra).
- Código de identificación (punto y/o estación de muestreo).
- Estación de muestreo.
- Ubicación del punto de muestreo.
- Fecha y hora de la toma de la muestra.
- Preservación realizada, tipo de preservante utilizado.
- Tipo de análisis requerido
- Nombre del responsable del muestreo.
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 Conservación y envió de las muestras de agua
 Las muestras recolectadas deberán conservarse en cajas térmicas
(Coolers) o en refrigeración.
 Los recipientes de vidrio deben ser embalados con cuidado para evitar
roturas y derrames. En el caso de utilizar hielo, colocar este en bolsas
herméticas para evitar fugas de la caja donde se transportan las muestras
de agua.
 Las muestras recolectadas para análisis de cadmio deberán entregarse al
laboratorio en el menor tiempo posible, preferentemente dentro de las 24
horas de realizado el muestreo.
 Para su ingreso al laboratorio de análisis, las muestras deberán ir
acompañadas de Ficha de Cadena de Custodia, Ficha de Muestreo y el
oficio de la Institución solicitante del análisis; documentos que en caso de
ser remitidos dentro del “Cooler” deberán colocarse en un sobre
plastificado a fin de evitar que se deterioren.
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3. MUESTREO DE FERTILIZANTES
El abono o fertilizante es un material cuya función principal es proporcionar elementos
nutrientes a las plantas, ya que, el suelo no es capaz de abastecer las necesidades
nutritivas de los cultivos. Los fertilizantes restituyen en los suelos los elementos nutritivos
necesarios para cada cultivo, que las plantas han extraído, o que por erosión, lavado y
retrogradación se han perdido.
Es necesario garantizar que estos productos utilizados en la nutrición vegetal o en la
mejora de las características del suelo cumplen con dos requisitos fundamentales:
eficacia agronómica y ausencia de efectos perjudiciales para la salud humana, animal o
vegetal y el medio ambiente
La contaminación de los suelos agrícolas con cadmio, generalmente se origina por la
fertilización fosforada, el uso de lodos y residuos industriales (ALLOWAY, 1990, Citado
por ZAFRA, 2012), con relación a los fertilizantes fosforados, la principal materia prima de
estos es la roca fosfórica, constituida principalmente por apatita, que además de P,
contiene Cd en cantidades que varía entre 8 y 500 mg de Cd por Kg de P (BONILLA et al.
2002). Según análisis realizado de roca fosfórica utilizado para la fertilización de suelos de
cacao en Tingo María, se encontraron valores de 12.78 mg/kg, este contenido de cadmio
podría ser uno de los factores de contaminación de los suelos y granos de cacao. Además
según una publicación de la FAO, se menciona que la roca fosfórica producida en
Sechura contiene 11 mg/kg de Cd. (FAO, 2007).
3.1. Instrumentos necesarios para el muestreo
- Calador de compartimiento de doble tubo
- Divisor tipo boerner
- Saca muestras para productos líquidos
3.2. Muestreo de fertilizantes
El presente procedimiento de muestreo de fertilizantes, está basado en la Norma
Guatemalteca COGUANOR NGO 44 006, cuyo procedimiento de muestreo se
detalla a continuación.
3.2.1. Productos solidos
Productos solidos envasados
Cada partida de un fertilizante, enmienda o abono natural, se separa en grupos de
acuerdo con la capacidad de los envases, es decir, en cada grupo solo deberá
haber envases de una misma capacidad. Si en una partida hubiera más de 1000
envases de una misma capacidad, para el propósito del muestreo, se formaran
imaginariamente tantos grupos como sean necesarios, de tal manera que cada
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uno tenga no más de mil envases ni menos de diez. Se extraerán al azar muestras
de un número de envases igual a la raíz cuadrada de la mitad del total de envases
que forma el grupo (√N/2) redondeando al número inmediato superior.
(COGUANOR NGO 44 006)
Extracción de muestras en envases menores de 20 Kg.
Para la extracción de muestras elementales de fertilizantes, enmiendas y abonos
naturales contenidos en envases menores de 20 kilogramos, se abrirán los
envases y se tomaran las muestras con un instrumento adecuado (calador). Como
muestra elemental se tomara el 1% del contenido de cada envase, pero en ningún
caso dicha muestra elemental será menor de 200 gramos.
- Para la toma de las muestras se calan los envases en la forma indicada en la
Figura 9, empleando un calador del material y de las medidas apropiadas a la
naturaleza del envase del producto, garantizando que el calador llegue hasta el
fondo del mismo.
- Retirar el calador del envase y transferir la muestra elemental extraída a un
recipiente completamente limpio y estéril que evite la contaminación de la
muestra. En las mezclas físicas, la muestra total se forma por tres muestras
elementales tomadas en el orden que muestra la siguiente figura 1, luego se
homogeneiza, se reduce y se divide en las muestras necesarias, empleando un
divisor tipo Boerner.
- Para el caso de mezclas homogéneas y fertilizante complejo, se toma una
muestra elemental en la forma que indica la Figura 14, literales A o C.
Figura 9. Forma de calar los envases
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3.2.2. Productos solidos a granel
Producto a granel estático, no más de 100 toneladas
Se extraerán por lo menos 10 muestras elementales insertando un calador del
material y de las medidas apropiadas a la naturaleza del envase del producto,
garantizando que este llegue hasta el fondo del envase, como se muestra en las
Figuras 10, 11 y 12, según sea el caso. La muestra total formada por 10 muestras
elementales, se homogeneiza, se reduce y se divide en las muestras necesarias,
empleando un divisor tipo Boerner, o por el método de cuarteo.
Figura 10. Tomar una muestra verticalmente de cada punto
Figura 11. Tomar una muestra verticalmente de cada punto
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Figura 12. Tomar una muestra verticalmente del punto 1 y 6 y dos
muestras de los puntos 2, 3, 4 y 5
Producto a granel en movimiento
En los fertilizantes, enmiendas o abonos naturales a granel, solo debe tomarse la
muestra de forma representativa si está en movimiento, por ejemplo durante la
carga o la descarga de camiones o inmediatamente antes del envasado. Se
extraerán muestras elementales durante toda la carga o descarga, según el
Cuadro 2.
Cuadro 2. Numero de Muestras elementales de fertilizantes, enmiendas o
abonos naturales a granel para materia prima o producto terminado
Fuente: NGO 44 006
Las muestras deben distribuirse uniformemente a lo largo de toda la carga o
descarga. Una forma práctica de hacerlo es dividiendo el número total de
toneladas dentro del número de muestras elementales a tomar y se obtendrá en
que cantidad de toneladas se debe tomar una muestra elemental. También se
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puede calcular la periodicidad de la toma de muestras elementales según el
tiempo que dure la carga o descarga; para el efecto, se divide el tiempo total de
descarga dentro del número total de muestras elementales para saber el intervalo
de tiempo en que se debe tomarse cada muestra.
3.2.3. Productos líquidos
En envases de no más de 200 kg de capacidad
Cada partida de un fertilizante, enmienda o abono natural se separara en grupos
de acuerdo con la capacidad de los envases, es decir, en cada grupo solo deberá
haber envases de una misma capacidad. Si en una partida hubiera más de 1 000
envases de una misma capacidad, para el propósito del muestreo , se formaran
imaginariamente tantos grupos como sean necesarios, de tal manera que cada
uno tenga no más de mil envases ni menos de diez. Se extraerán al azar muestras
de un número de envases igual a la raíz cuadrada de la mitad del total de envases
que forman el grupo, redondeando al número inmediato superior. Como muestra
elemental se tomara el 0.5% del contenido de cada envase. Cuando el tamaño del
grupo sea de 100 envases o menos, se deberá extraer de un mínimo de 10
envases.
En aquellos casos en que después de la división imaginaria en grupos quede un
remanente constituido por menos de 10 envases, se deberá tomar muestras de
todos ellos, en una cantidad tal que la muestra global no sea menor de 1000 ml.
Se homogeneiza el contenido del envase haciéndolo rodar y, mediante el uso de
un dispositivo saca muestras, se extraen las muestras elementales recogiéndolas
en un recipiente de suficiente capacidad para contener la muestra total.
Luego cerrar el recipiente, y agitar perfectamente para homogeneizar el producto,
luego se destapa y divide en las muestras necesarias en porciones iguales.
En envases de hasta 20 Kg
Se procede como el caso anterior, excepto que para extraer las muestras
elementales no es necesario utilizar un saca muestras propiamente dicho,
pudiendo emplearse cualquier otro instrumento adecuado, que sea de un material
que no contamine la muestra.
3.3. Acondicionamiento, identificación y conservación de las muestras finales
Del muestreo se obtendrán como mínimo 2 muestras globales con un contenido de
250 a 500 g, una para enviar al laboratorio y la otra servirá como una muestra
testigo o contramuestra, las muestras se colocaran en recipientes adecuados
limpios y secos las cuales serán cerradas herméticamente. Para el caso de
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productos solidos se podrá utilizar bolsas de polietileno y en el caso de productos
líquidos se utilizaran frascos o envases PET.
Así mismo las muestras serán debidamente identificadas, considerando la
siguiente información.
- Nombre del producto y marca comercial
- Lugar de origen del producto
- Composición del producto
- Masa o volumen de la partida
- Lugar donde se tomó la muestra
- Código de Identificación de las porciones
- Fecha de la toma de la muestra
- Nombre y domicilio de las partes interesadas
3.4. Conservación de las muestras
Conservar la muestra en lugar fresco y seco, entre 0-25ºC y enviar al laboratorio
como máximo en 5 días.
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4. MUESTREO DE TEJIDOS
Los análisis foliares o de tejidos vegetales son el complemento indispensable a los
análisis de suelo. Ambos son necesarios para lograr un buen diagnóstico, en el caso de
las plantaciones de cacao, se considera indispensable la determinación de metales
pesados como el cadmio, con el fin de detectar la presencia y evaluar la concentración de
dicho elemento, el cual es absorbido por las raíces y transportado a través de la planta
hasta llegar a los granos de cacao.
El objetivo del muestreo de tejidos como: hojas y cascara (mazorca), se realizara con el
fin de determinar la concentración de cadmio en los tejidos de las plantas de cacao, para
ello se debe hacer un buen muestreo con el fin de evitar resultados erróneos.
4.1. Consideraciones para el muestreo de tejidos
El tejido a muestrear se selecciona en base a la edad fisiológica o etapa fenológica
del cultivo. El criterio general consiste en muestrear la hoja más recientemente
madura (HMRM), es decir, la que acaba de concluir su crecimiento. Para evaluar la
concentración de cadmio en el tejido de cacao se debe evitar muestrear hojas con
daños por enfermedad, por insectos, daños físicos o por agroquímicos.
Se debe evitar muestrear plantas ubicadas en áreas poco normales, por ejemplo
con drenaje diferente al resto del terreno, cercanas a cuerpos de agua o depósitos
de fertilizantes o abonos orgánicos. Tampoco es recomendable que se realice el
muestreo cuando las plantas estén bajo estrés hídrico o térmico.
4.2. Instrucciones para el muestreo de tejidos
Es importante muestrear todos los lados de los árboles. En un área uniforme de la
parcela, a una altura entre 1.5 y 2.5 metros de altura, y deben de cogerse de la
parte externa del árbol, las muestras no deben tener lesiones y deben estar
completas.
Para ello se seleccionaran 20 árboles de cacao en zig-zag, para colectar las
muestras de hojas y mazorcas de cacao, es posible tomar las submuestras de
tejidos del mismo lugar de donde se tomaron las submuestras de suelo.
4.2.1. Muestreo de hojas
Las hojas de cacao deben tener de 4 a 8 semanas posteriores a la máxima
floración o encontrarse en fase de plena producción.
Las hojas se tomaran de la zona media de las ramas del año. Esta rama, que es
un brote, tiene que ser de vigor medio, sin dardos, ni anticipadas. El brote no
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puede ser un brote chupón, y su forma no puede ser pendular. Los brotes de los
que se toman las muestras tienen que encontrarse en diversas direcciones.
Procedimiento de muestreo de hojas de cacao
- Se seleccionaran entre la 2da y 3ra hoja completamente verde más próxima a
retoños y se colectaran de 2 a 3 hojas por árbol, del lado este, norte, oeste y
sur, para obtener una muestra total de 20-25 hojas por parcela, con un peso de
150 a 200 gr de material vegetal.
Figura 13. Tipo de hoja e cacao a colectar
- Las muestras serán colocadas en bolsas de papel y se colocaran las tarjetas
de identificación con los datos de la parcela, la fecha, el nombre del propietario
y la localización.
4.2.2. Muestreo de mazorcas
Del mismo lugar de donde se obtuvieron las submuestras de suelos, se identificara
un árbol de cacao, del cual se colectara una mazorca con un estado de
maduración óptimo para la cosecha.
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Figura 14. Mazorcas de cacao
- Se tomara 1 mazorca por árbol de cacao, obteniendo un total de 20 mazorcas
por parcela de las cuales se obtendrán las almendras frescas y la mazorca
(cascara).
- Las muestras serán colocadas en bolsas de polietileno y se colocaran las
tarjetas de identificación con los datos de la parcela, la fecha, el nombre del
propietario y la localización.
- Para mantener las muestras frescas se utilizara una hielera, o se mantendrá en
refrigeración hasta su análisis de laboratorio, lo cual debe ser lo más pronto
posible.
4.3. Recomendaciones para el tratamiento de las muestras
Se recomienda lavar las muestras con un detergente libre de fosfatos, con el fin de
eliminar los contaminantes que se encuentren en la superficie, luego realizar
varios enjuagues para eliminar los residuos de detergente. Enseguida escurrir las
muestras y eliminar el exceso de agua con papel toalla, es recomendable orear la
muestra para eliminar la humedad de la superficie que pueda tener y colocarla en
una bolsa de papel para ser enviado al laboratorio de análisis.
“Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos
derivados”
5. MUESTREO DE ALMENDRAS DE CACAO
La evaluación de la presencia de cadmio en los granos de cacao, requiere de un
adecuado muestreo para la toma de una muestra representativa de todo un lote, para ello
en este capítulo se ha tomado en cuenta el plan de muestreo del Reglamento N°333/2007
CE, en la cual se establecen los métodos de muestreo de alimentos y la Norma Técnica
Ecuatoriana NTE INEN 177:95, sobre muestreo de granos de cacao.
El objetivo del muestreo de las almendras de cacao es evaluar la presencia y
concentración del cadmio.
5.1. Consideraciones para el Muestreo de Almendras de cacao
Basado en el Reglamento CE N°333/2007, por el que se establecen métodos de
muestreo para el control de contaminantes químicos como el cadmio y otros, los
lotes de gran tamaño se dividirán en sublotes, a condición de que estos puedan
separarse físicamente. En el caso de productos que se comercialicen a granel
como los granos de cacao, será de aplicación el Cuadro 3.
Cuadro 3. Subdivisión de los lotes en sublotes con productos que se
comercializan en partidas a granel
Peso del lote (en toneladas) Peso de los sublotes o número de
sublotes
≥ 1 500 500 toneladas
>300 y < 1 500 3 sublotes
≥100 y ≤300 100 toneladas
<100 ----------
Fuente: Reglamento CE N°333/2007
La muestra global será de al menos 1 kg o 1 L, salvo cuando no sea posible, como
ocurre, por ejemplo, cuando la muestra se compone de un envase o una unidad.
El número mínimo de muestras elementales que deberán tomarse del lote o
sublote será de acuerdo al Cuadro 4.
“Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos
derivados”
Cuadro 4. Número mínimo de muestras elementales que deben tomarse del
lote o sublote
Fuente: Reglamento CE N°333/2007
Las muestras elementales tendrán un peso análogo. El peso de una muestra
elemental deberá ser de 100 g o 100 ml como mínimo, lo que dará como resultado
una muestra global de al menos 1 kg aproximadamente.
5.2. Materiales y herramientas necesarios
- Sacamuestras o caladores
- Divisores: Divisor tipo boerner o cuarteador para reducir la muestra.
- Bolsas de polietileno
- Ligas o grapas para el sellado de las bolsas.
5.3. Instrucciones para el muestreo de almendras de cacao
Basado en la Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 177:95
Si el cacao en grano que se va a muestrear se presenta en envases de distintos
tamaños se deberá agrupar en lotes de acuerdo con la capacidad de los envases,
es decir en cada lote deberá haber envases de una misma capacidad.
El número de muestras elementales extraídas completamente al azar, estarán en
función de lo indicado en el Cuadro 5. y serán tomadas en gramos.
Las muestras elementales que en conjunto forman la muestra global, podrán ser
de aproximadamente 100 a 1,000 gramos, las mismas que serán divididas de
acuerdo al método de cuarteo, hasta obtener una muestra reducida de 1,500 a
2,000 gramos.
Las muestras en los lotes para producto envasado o empacado se obtendrán:
realizando un muestreo aI azar, para lo cual: se enumerarán las unidades del lote,
se utilizarán los números aleatorios, y el número de muestras según lo establecido
en la Tabla 1. La muestra se obtendrá de los envases, introduciendo el calador en
un solo punto, este deberá penetrar por lo menos hasta la mitad diagonal del saco;
y por lo menos en tres puntos seleccionados al azar.
Peso o volumen del
lote/sublote (en kg o l)
Número mínimo de
muestras elementales
que deben tomarse
< 50 3
≥ 50 y ≤ 500 5
> 500 10
“Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos
derivados”
Cuando por condiciones del sitio de almacenamiento no sea posible movilizar el
producto, se podrá muestrear las caras visibles del lote.
Siempre se utilizará un sistema de muestreo aleatorio, para lo cual el número de
muestras elementales establecidas en la Tabla 1, serán divididas para el número
de caras visibles del lote.
Cuando el producto esté en movimiento, durante las operaciones de carga y
descarga, la toma de unidades de muestreo se hará a base del tiempo que va
durar el producto en movimiento, y se dividirá dicho tiempo para el numero de
muestras elementales que se deben tomar de acuerdo a lo establecido en la Tabla
1. El resultado indica la frecuencia de la extracción.
El lote de productos a granel se reducirá matemáticamente a sacos de (n)
kilogramos y se aplicará la Tabla 1.
Tabla 1. Numero de muestras elementales de cacao en grano
Fuente: NTE INEN 177:95 Muestreo de Granos de cacao
5.3.1. Procedimiento para el muestreo de almendras de cacao
Cuando las almendras de cacao se encuentren almacenadas en sacos, el
muestreo se realiza obteniendo porciones de grano mediante la utilización de
caladores cónicos de mano.
“Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos
derivados”
Las dimensiones de los caladores cónicos será acorde con el tamaño del grano,
tomando en cuenta el material y el tejido del empaque y observando que sus
bordes laterales no tengan filo, para evitar al máximo daños al empaque y
posteriores derrames al grano, la longitud del muestreador debe ser la suficiente
para alcanzar el centro del envase y el grosor tal que permita el libre flujo del
grano.
Figura 15. Técnica de Extracción de muestras
El muestreo se realizara de la siguiente manera:
- Colocar la bolsa al calador para recibir la muestra.
- Introducir el calador al centro del saco, tanto cuando se tenga acceso
únicamente a la parte lateral, como cuando se tenga acceso a la parte
frontal. La introducción del calador de mano en los sacos deberá ser hasta
el mango y con una inclinación que permita que el grano fluya con rapidez.
- Una vez que el calador se encuentre en el interior del saco, se procederá a
drenar el grano con ligeros movimientos hacia dentro y hacia fuera. El
número de movimientos hacia dentro y hacia fuera deberá ser igual para
todos los sacos, para lograr que la proporción obtenida de grano en cada
saco calado sea similar y la muestra sea más representativa.
- Una vez extraída la porción de grano requerida, se deberá cerrar la
abertura hecha por el calador corriendo los hilos de la trama del saco con
la punta del Muestreador en forma de cruz a fin de evitar derrames del
grano.
- En caso que la muestra representativa supere los 1500 g, se realizara la
homogeneización y reducción, mediante un equipo de Boerner (Figura 16)
o utilizando la técnica del cuarteo.
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- La muestra reducida se dividirá como mínimo en 2 muestras iguales, y
serán envasadas en bolsas de polietileno o de material impermeable
completamente limpio y seco, lo cual debe cerrarse herméticamente hasta
el momento de su análisis para evitar la influencia del medio ambiente.
Figura 16. Equipo Boerner
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6. MUESTREO DE PRODUCTOS DERIVADOS DE CACAO
En este capítulo se establece los procedimientos para la extracción de muestras en pasta
de cacao, en chocolates y polvo de cacao.
6.1. Consideraciones generales para el muestreo de derivados de cacao
 La toma de la muestra representativa del lote de productos terminados deberá
realizarse en un lugar que tenga protección contra la humedad, el polvo y otros
contaminantes ambientales.
 Los instrumentos usados en la toma de muestras deberán estar limpios, secos
y libres de olores extraños.
 La toma de muestras deberá realizarse de tal forma que las muestras
obtenidas, los recipientes que las contengan y los aparatos usados en la
extracción, estén protegidos contra cualquier tipo de contaminación.
 Podrá usarse como unidad de muestreo el contenido total de un envase
pequeño destinado a la venta al por menor, en cuyo caso el envase original no
deberá abrirse o alterarse hasta el momento del análisis.
6.2. Instrucciones para el muestreo de derivados de cacao
Según NTE INEN 0537
Según la Norma Ecuatoriana NTE INEN 0537, por el que se establece el muestreo
de derivados de cacao.
Las muestras deberán extraerse en función del tamaño del lote y de acuerdo a lo
señalado en las Tablas 2 y 3.
Las muestras serán escogidas al azar del lote, utilizando para esto una tabla de
números al azar.
Tabla 2. Muestreo para lotes con unidades de masa neta menor que 500 g
Fuente: Norma Técnica Ecuatoriana (NTE INEN 0537)
“Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos
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Tabla 3. Muestreo para lotes con unidades de masa neta de 500g o más.
Fuente: Norma Técnica Ecuatoriana (NTE INEN 0537)
- Las muestras obtenidas de acuerdo a lo señalado en la Tabla 2 se dividirán en
el número de grupos establecidos en dicha tabla y las muestras obtenidas de
acuerdo a lo señalado en la Tabla 3 se considerarán como un solo grupo.
- Si el producto está envasado o envuelto en recipientes pequeños para la
venta, la muestra debe formarse como se indica en la Tabla 2 y los recipientes
no deben abrirse hasta el momento del análisis.
- En el caso de chocolates o pasta de cacao, tomar el contenido de todas las
unidades de un grupo, fundir por calentamiento a 55°C y mezclar
completamente. Extraer una cantidad no menor de 500 g del producto fundido,
mezclando las porciones representativas. De este material, tomar 250 g y
dividir en tres partes iguales, cada parte así obtenida llevar a un envase para
muestras y cerrar herméticamente.
- Cuando se trate de cacao en polvo, se toma el contenido de todas las
unidades de un grupo y se mezcla completamente. Se extrae alrededor de 360
g y se divide en tres partes iguales, cada parte así obtenida se lleva a un
envase para muestras y se cierra herméticamente. Se forman así las muestras
compuestas de ensayo.
- Los tres envases conteniendo las muestras individuales y compuestas se
enviarán, la primera al laboratorio de análisis, la segunda para el fabricante y la
tercera deberá guardarse en un sitio acordado previamente para fines de
arbitraje.
- Los envases que contengan las muestras y sus sistemas de cierre, deberán
estar perfectamente limpios y secos y deberán ser de material incapaz de
modificar la composición natural del producto.
- Cada envase deberá llevar el sello de cada uno de los encargados de la toma
de muestras y una etiqueta que, con caracteres legibles e indelebles, lleve la
siguiente información:
• Nombre del productor o empresa
• Identificación del lote y de la partida
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• Tipo de producto
• Fecha de la toma de muestras
• Masa estimada del lote
• Lugar de la toma de muestras
• Nombre y firma de la persona que toma la muestra
Según el plan de muestreo del Reglamento CE 333/2007
El Reglamento CE 333/2007, establece los métodos de muestreo para alimentos,
los mismos que han sido considerados en el Cuadro 5.
Así mismo en el caso de lotes o sublotes que estén conformados por envases
individuales o unidades como en el caso de Pasta o Licor de cacao, Polvo de
cacao y Chocolates, se aplicara los criterios establecido en el Cuadro 5, en la cual
indica el número de envases o unidades que deberán tomarse para formar la
muestra global.
Cuadro 5. Numero de envases o unidades (muestras elementales) que
deberán tomarse para formar la muestra global si el lote o sublote está
formado por envases individuales o unidades
Fuente: Reglamento CE N°333/2007
Muestreo al azar
Según INVIMA (2003), Con el método de muestreo al azar, una regla general que
puede seguirse es recoger un numero de muestras equivalente a la raíz cuadrada
del número de unidades del lote para el muestreo, Ejemplo: Para un lote de 36
cajas cada una de las cuales contiene 36 paquetes de 500 gramos aplicando el
principio de la raíz cuadrada, el responsable del muestreo debe recoger 6
muestras de las 36 cajas seleccionando al azar las 6 cajas y asegurándose que
estén representadas todas las cajas.
Numero de envases o unidades
del lote o sublote
Numero de envases o unidades que
deben tomarse
≤ 25 1 envase o una unidad como mínimo
26-100
Aproximadamente un 5%, 2 envases o
unidades como mínimo
>100
Aproximadamente un 5%, 10 envases o
unidades como máximo
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Seguidamente de cada una de las cajas se extraerá al azar las unidades
necesarias para la conformación de la muestra global.
Es conveniente tomar muestras por lotes, ya que si se encuentra algo anormal en
el producto, el seguimiento para determinar la causa y el alcance del problema, es
más fácil. Por regla general cada una de las unidades que constituye la muestra
debe pertenecer al mismo lote, ya que las muestras pertenecientes al mismo lote
han sido procesadas bajo condiciones idénticas (equipos, día, turno y materias
primas entre otros).
6.3. Recomendaciones para el muestreo de derivados de cacao
 Las muestras extraídas deben ser representativas del total del lote. Siempre
que sea posible, se recomienda realizar el muestreo de envases cerrados, para
evitar el riesgo de contaminación. Si ello no fuera posible, ya sea por el tamaño
del envase o la cantidad de muestra, se debe transferir asépticamente una
porción representativa (tomando alícuotas de distintas partes) a un recipiente
estéril, debiéndose registrar todos los datos que permitan la fácil identificación
de la muestra.
 Para recolectar la muestra, se recomienda utilizar envases limpios, secos, con
cierre hermético, de boca ancha, esterilizados y de un tamaño adecuado,
siendo preferibles los envases plásticos.
 Se deberá tomar todo tipo de precauciones para evitar la contaminación de los
derivados durante el muestreo.
 Las muestras serán identificadas consecutivamente según hayan sido
tomadas. Las muestras se protegerán contra los cambios en su composición,
pérdidas y contaminación por impurezas, suciedad, etc.
 El requisito básico es obtener una muestra de laboratorio representativa y
homogénea sin que se produzca una contaminación secundaria. El material de
muestra recibido por el laboratorio deberá usarse en su totalidad para preparar
la muestra de laboratorio.
 Toda muestra deberá colocarse en un recipiente limpio e inerte que ofrezca
una protección adecuada contra la contaminación, contra la pérdida de analitos
por adsorción en su pared interna y contra daños durante el transporte. Se
tomarán todas las precauciones necesarias para evitar que se modifique la
composición de la muestra durante el transporte o el almacenamiento.
 El analista velará por que las muestras no se contaminen al prepararlas.
Siempre que sea posible, el instrumental y el equipo que entren en contacto
con la muestra no deberán contener los metales objeto de la determinación y
deberán estar hechos de materiales inertes, por ejemplo plásticos como el
polipropileno, el politetrafluoroetileno (PTFE), etc. Además, deberán limpiarse
con ácido para minimizar el riesgo de contaminación. Podrá utilizarse acero
inoxidable de alta calidad para los instrumentos cortantes.
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 La persona responsable del muestreo deberá contar con la indumentaria
adecuada (cofia, mandil, mascarilla, guantes y botas), con el fin de no
contaminar el producto del lote.
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II. METODOS DE DETECCION
DE CADMIO EN MUESTRAS
DE SUELOS, AGUA,
FERTILIZANTES,
ALMENDRAS DE CACAO Y
PRODUCTOS DERIVADOS
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1. MÉTODOS Y TÉCNICAS DISPONIBLES PARA EL ANÁLISIS DE CADMIO
El cadmio es considerado un metal pesado, y existen muchos elementos con la misma
características por lo que se encuentran agrupados como metales pesados, y las normas
internacionales han establecido las técnicas de análisis en base a metales pesados en
general, en esta guía se adecuo la diversas técnicas debido a que no existe una norma
específica para la determinación de cadmio en cacao y todas sus variantes.
Según la Directiva 2001/22/CE de la comisión, por la que se fijan métodos de toma de
muestras y de análisis para el control oficial del contenido máximo de plomo, cadmio,
mercurio y 3-MCPD en los productos alimenticios, no se han establecido métodos
específicos para la determinación de los contenidos de plomo, cadmio y mercurio, por lo
que los laboratorios deberán usar un método validado que se ajuste a los criterios
señalados en el punto 3.3.1. Cuadro 3 del anexo II de la directiva mencionada. (Ver
Anexo).
Para determinar la presencia de cadmio en cualquier tipo de muestra, la etapa más
importante es la preparación de la muestra, para ello se utilizan diversas técnicas con el
fin de extraer el elemento de interés, para ello se deben seguir algunas técnicas que se
encuentran normalizadas por organizaciones internacionales como la EPA, ISO, AOAC, u
otra técnica que se encuentre validada. Luego del tratamiento de las muestras, se realiza
la detección según las técnicas analíticas recomendadas por las mismas organizaciones.
En esta guía se ha considerado las diversas investigaciones realizadas tanto a nivel
nacional como internacional, así como las técnicas utilizadas por los diversos laboratorios
para el análisis de cadmio en muestras de suelos, agua y alimentos. Con el fin de
estandarizar los métodos y técnicas utilizadas para la detección de cadmio en suelos,
agua, fertilizantes, tejidos, almendras de cacao y derivados.
1.1. Métodos de digestión de muestras
Existen varias opciones para la preparación de la muestra, que en muchos casos
depende de la matriz y la técnica de medición empleada. Sin embargo para
análisis de metales en alimentos son comunes los procesos de digestión húmeda y
seca, en algunos casos acelerados por radiación de microondas.
La preparación de la muestra para el análisis de cadmio depende del tipo de matriz
de las muestras, así como el método de cuantificación. Las dos técnicas más
utilizadas son la digestión húmeda con ácidos y la técnica de calcinación seguida
de lixiviación, la técnica de digestión húmeda utiliza una combinación de ácidos
altamente puros (nítrico, clorhídrico, sulfúrico) junto con oxidantes tales como
peróxido de hidrógeno, para ayudar a la digestión, esta técnica es comúnmente
usada en la preparación de la muestra.
“Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos
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La digestión acida asistida por microondas se utiliza ampliamente, esta técnica
permite el uso de la muestra grandes (1-2 g) bajo condiciones de temperatura y
presión controladas, permite reducir la contaminación y evitar las pérdidas del
elemento durante la mineralización.
La incineración en seco y la técnica de lixiviación se utilizan en una medida
limitada, debido a que la calcinación a temperaturas por encima de 400°C puede
inducir pérdidas de cadmio.
1.2. Métodos Analíticos para la determinación de Metales Pesados
Existen diversas metodologías para la determinación de metales pesados, en su
mayoría basadas en Técnicas electroquímicas y espectrométricas. Dentro de las
técnicas espectrométricas las más conocidas y utilizadas son: Espectrometría de
Absorción Atómica con llama (FAAS), Espectrometría de Absorción Atómica con
Horno de Grafito (GFAAS), Espectrometría de Absorción Atómica con Generación
de Hidruros (HG-AAS), Espectrometría de Absorción Atómica con Vapor Frío
(CVAAS), Espectrometría de Emisión Atómica con Llama (F-AES), Espectrometría
de Emisión Atómica con Plasma de Acoplamiento Inductivo (ICP-AES),
Espectrometría de Masas con Plasma de Acoplamiento Inductivo (ICP-MS),
Espectroscopía de emisión óptica de plasma acoplado inductivamente (ICP-OES).
1.3. Selección de los métodos y técnicas de referencia
Utilizando como punto de partida la normativa existente junto a la experiencia de
los laboratorios acreditados por INDECOPI en el Perú, así como la metodología
utilizada en las investigaciones realizadas a nivel nacional e internacional, en
materia de análisis de metales pesados específicamente en la detección de
cadmio en suelos, agua, fertilizantes, tejidos, almendras de cacao y derivados, se
realizó una evaluación detallada de los métodos disponibles para el análisis de
cadmio. Esta evaluación, cuyos resultados se resumen en el presente capítulo se
ha desarrollado sistemáticamente de acuerdo a un estudio y valoración de las
normativas y metodologías empleadas en las investigaciones realizadas para la
determinación de cadmio en cacao y la respectiva comparación con la normativa
disponible.
Los parámetros que se deben considerar para la selección de una técnica analítica
incluyen: el límite de detección y de sensibilidad, la precisión analítica, el rango de
trabajo analítico, los problemas con las interferencias y el costo del análisis. A
continuación se muestra un cuadro comparativo de ventajas y desventajas de los
métodos más empleados para la detección de cadmio.
“Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos
derivados”
Cuadro 06. Resumen de algunos métodos analíticos para determinar Metales
Pesados
Fuente: OMS, 2013
Como se observa en la Figura 17, los mejores límites de detección son alcanzados
utilizando ICP-MS o GFAAS. La FAAS y la ICP-AES tienen límites de detección
similares para la mayoría de los elementos. (FAO, 2013)
MÉTODO VENTAJAS LIMITACIONES
Espectrometría de
absorción atómica
por llama
 Requiere solo conocimientos
básicos de laboratorio
 Prueba rápida
 Tamaño reducido de la muestra
con la copa de Delves (50–100 µl)
 Bajo precio y bajos costos de
funcionamiento
 Relativamente pocas interferencias
 Interfaz robusta
 Límite de detección
relativamente alto (~10 µg/dl)
 Tiempo necesario para la pre
concentración o digestión de la
muestra si no se utiliza la
cubeta de Delves.
 Se necesitan muestras de
gran tamaño para los métodos
de nebulización.
 No se puede dejar el equipo
funcionando sin atención.
Espectrometría de
absorción atómica
por horno de grafito
 Buen límite de detección (<1–2
µg/dl)
 Tamaño reducido de la muestra
 Precio y costos de funcionamiento
moderados
 Moderada capacidad para analizar
múltiples elementos
 Relativamente pocas
interferencias(aunque más que con
la espectrometría de absorción
atómica por llama)
 Ampliamente utilizada, existen
múltiples proveedores
 La prueba lleva más tiempo
 Requiere algo de experiencia
de laboratorio (más que con la
espectrometría de absorción
atómica por llama)
 Mayor potencial de
interferencia espectral que con
la espectrometría de absorción
atómica por llama.
Espectrometría de
masa con fuente de
plasma de
acoplamiento
inductivo
 Límite de detección excelente
(~0,1µg/dl)
 Rapidez
 Tamaño reducido de la muestra
(50–100 µl)
 Relativamente pocas interferencias
espectrales, bien conocidas.
 Permite mediciones isotópicas.
 Método económico si se procesan
grandes cantidades de muestras.
 Capacidad para investigar más de
un elemento.
 Precio y costos de
funcionamiento elevados
 Requiere operadores
altamente especializados
“Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos
derivados”
Fuente: FAO, 2013
Figura 17. Límites de detección típicos para las
principales técnicas espectrométricas
La precisión que se puede obtener en forma rutinaria se encuentra en el siguiente
rango: 0.5% para FAAS, ≈1.5% para ICP-AES, «3-5% para GFAAS y ≈ 2-3% para
ICP-MS. La exactitud depende de la calidad de los estándares, el rango de
concentración, la presencia de interferencias, el grado de contaminación, etc.
Las interferencias químicas y espectrales no son por lo general un problema para
la FAAS pero ocurren frecuentemente en la GFAAS. La ICP-AES sufre de
interferencias espectrales especialmente cuando se analizan matrices complejas.
La baja resolución de la ICP-MS también sufre de interferencias debido
principalmente a los iones poliatómicos. Esto puede evitarse al utilizar
instrumentos de alta resolución más nuevos pero más costosos. (FAO, 2013).
1.3.1. Métodos de extracción y técnicas analíticas de detección de cadmio en
suelos
 Métodos de extracción de cadmio en muestras de suelo
Entre los métodos de extracción o preparación de muestras para la determinación
de cadmio en suelos, se encuentran algunas normativas (Cuadro 07), las cuales
están siendo utilizadas por los diversos laboratorios de análisis.
“Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos
derivados”
Cuadro 07. Normas para la extracción de metales pesados (Cd y otros)
Fuente: Elaboración Propia
Dada la importancia de la etapa de extracción dentro del procedimiento de
determinación de cadmio en muestras de suelo, se han comparado algunos
métodos y normativas. En el Cuadro 08, se encuentran resumidos los aspectos
más relevantes de algunos de los métodos, en la cual se proponen la utilización de
agua regia (HCl:HNO, 3:1) como medio extractante en un procedimiento que
incluye una primera fase de predigestión a temperatura ambiente (12-16 h) y una
segunda etapa de digestión a reflujo (2 h). Agua regia y digestión a reflujo serán
en consecuencia, las claves del método de referencia recomendado para la
extracción de cadmio de las muestras de suelo.
ISO 11466
Soil quality. Extraction of trace
elements soluble in aqua regia
(Calidad del suelo. Extracción de
elementos traza solubles en agua
regia)
EPA3050
Acid digestion of sediments,
sludges, and soils (Digestión ácida
de sedimentos, fangos y suelos)
EPA3052
Digestión en microondas utilizando
una mezcla de HF y HCl
NEN 6465
Tratamiento de muestras de fango,
agua con fango y partículas
atmosféricas para la determinación
de elementos por espectrometría de
absorción atómica tras digestión
con ácido sulfúrico y ácido
clorhídrico)
Extracción de metales pesados
“Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos
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Cuadro 08. Comparación de métodos de digestión de muestras de suelo para
la determinación espectrométricas de metales pesados
Fuente: IHOBE, 2013
 Técnicas Analíticas de detección de cadmio en suelos
En el Cuadro 09 se muestran algunas técnicas analíticas normalizadas disponibles
para el análisis de cadmio en suelos.
NEN 6465 EPA 3050 ISO 11466 BERROW[1]
Tamaño de
partícula
250 mm 150 mm 150 mm
Peso de muestra Max. 0.5 g de
materia Orgánica.
1-2 g 3.0 g 3.0 g
Secado Si No Si Si
Pre digestión No No >16 H >16 H
Condiciones de
digestión
Agua destilada
hasta 50 ml, + 4
ml HNO3 + 12 ml
HCl. 2.5 H reflujo
10 ml HNO3 1:1,
10-15 min. + 5
ml HNO3 conc. +
H2O2 hasta ox.
Total + 5 ml HCl
+ 10 ml agua
destilada 15 min.
Reflujo.
0.5-1 ml agua
destilada + 21 ml
HCl + 7 ml HNO2. 2
H reflujo
2-3 ml agua dest. 7.5
ml/g HCl + 2.5 ml/g
HNO3 2 H reflujo
Preparación de
disolución
Trasvase,
enjuague y enrase
con agua
destilada, filtración
Enrasar con
agua destilada,
filtración.
Enjuague 10 ml
HNO3 0.5 M
filtración lavado
residuo insoluble
HNO3 (mínima
cantidad) enrase con
agua destilada.
Enjuague agua dest.
Filtración, lavado con
HNO3 12.5% a 50°C
(Aprox. 2 m) y enrase
con HNO3 12.5%
Observaciones Descrito para
lodos, polvo, etc.
No específica para
suelos. Patrones
igual matriz.
Matriz aprox.
Conocida,
elementos a
determinar según
técnica.
Cd, Cr, Co, Cu, Pb,
Mn, Ni, Zn
Matriz para patrones
desconocida Cd, Cr,
Cu, Mn, Ni, Pb, Zn
“Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos
derivados”
Cuadro 09. Normas para la determinación de cadmio en suelos
Fuente: Elaboración Propia
Actualmente las técnicas de ICP (Plasma Acoplado Inductivamente), con sus
diferentes variantes, ha sido elegida como método de referencia para la
determinación de metales pesados en muestras de suelo por los diferentes
laboratorios de análisis en el Perú y en el mundo, así como también por algunas
investigaciones realizadas con respecto a la determinación de cadmio en suelos.
Sin embargo cabe mencionar que las investigaciones citadas en la tabla de
valoración de estudios sobre la determinación de cadmio en suelos de cacao y
otros, han utilizado las técnicas de Espectrometría de Absorción Atómica, (Ver
Anexo 01), de los cuales la gran mayoría han sido realizados en laboratorios no
acreditados por la autoridad competente. Por ello se recomienda los métodos
analíticos utilizados por los laboratorios acreditados ante INDECOPI, para la
determinación de cadmio en suelo, ver Cuadro 10.
ISO/CD 11047-1
Calidad del suelo. Determinación de
metales pesados por Espectrometría de
absorción atómica con llama y sin llama.
Parte 1: Determinación de cadmio)
NEN 5762
Determinación del contenido de cadmio
en suelo por espectrometría de
absorción atómica (técnica de llama)
tras digestión con ácido nítrico y ácido
clorhídrico)
EPA6010 B
Espectroscopia de emisión atómica.
Plasma acoplado inductivamente ICP
AES
EPA200.7 ICP AES
EPA3050 B ICP AES
APHA3113 B EAAS
APHA3120 B ICP
Determinación de cadmio
“Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos
derivados”
Cuadro 10. Métodos Analíticos más utilizados para el análisis
de cadmio en suelos
Fuente: Elaboración propia
Como técnica analítica de referencia para el análisis de cadmio en muestras de
suelo, se recomienda las técnicas de Espectrometría de emisión atómica con
plasma de acoplamiento inductivo ICP-AES (EPA 6010 B), ya que se encuentran
disponibles en los laboratorios acreditados en el Perú.
1.3.2. Métodos de extracción y técnicas analíticas detección de cadmio en Agua
 Métodos de extracción de cadmio en muestras de agua
Los metales pesados en el agua, pueden determinarse adecuadamente por
métodos instrumentales o colorimétricos. Existe una mayor aceptación por los
métodos instrumentales debido a que son rápidos y los efectos matrices a menudo
son controlables sin muchos procesos de separación. Para cualquier método que
se aplique, se recomienda el pretratamiento específico de las muestras.
En algunos estudios para la determinación de cadmio en agua, no fue necesario
realizar una digestión acida de la muestra, únicamente las muestras fueron
centrifugadas a 10,000 rpm durante 5 minutos para luego ser leídos directamente
en el equipo de espectrometría, sin embargo según la normativa de la EPA 200.7,
se debe realizar una digestión acida con HNO3 y HCl.
 Técnicas analíticas de detección de cadmio en muestras de agua
Para la detección y cuantificación de metales pesados como el cadmio,
generalmente se emplean dos técnicas analíticas: la espectrofotometría de
absorción y la de emisión atómica.
Entre los métodos más utilizados por Laboratorios acreditados por INDECOPI en
el Perú, se encuentran los métodos científicamente validados de la EPA y APHA
Referencia
(Laboratorio)
Métodos de digestión de la
muestra
Métodos
Analíticos
Laboratorio Envirolab EPA 6010 B ICP AES
Laboratorio SAG.
Servicios Analíticos
Generales
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  • 2. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” INDICE AGRADECIMIENTOS........................................................................................................ 4 1. INTRODUCCION........................................................................................................ 5 1.1. Objetivos y Antecedentes .................................................................................... 6 1.2. Ámbito de Aplicación ........................................................................................... 7 1.3. Alcance................................................................................................................ 8 1.4. Contenido de la guía............................................................................................ 8 2. DEFINICIONES .......................................................................................................... 8 3. ABREVIATURAS...................................................................................................... 10 I. PROCEDIMIENTOS DE MUESTREO DE SUELO, AGUA, FERTILIZANTES, TEJIDOS, ALMENDRAS DE CACAO Y PRODUCTOS DERIVADOS.............................. 11 1. MUESTREO DE SUELOS....................................................................................... 12 1.1. Tipo de muestreo ........................................................................................... 13 1.2. Consideraciones generales para el muestreo de suelos ................................ 14 1.3. Materiales y herramientas necesarios para el muestreo de suelos................. 14 1.4. Instrucciones para el muestreo de suelos ...................................................... 15 1.5. Cuidados y recomendaciones para la toma de muestras ............................... 22 2. MUESTREO DE AGUA......................................................................................... 23 3.1. Tipo de muestras ........................................................................................... 23 3.2. Punto de muestreo......................................................................................... 24 3.3. Registro de datos........................................................................................... 24 3.4. Muestreo, preservación, conservación y envío de las muestras al laboratorio de análisis................................................................................................................. 25 3. MUESTREO DE FERTILIZANTES........................................................................ 28 3.1. Instrumentos necesarios para el muestreo..................................................... 28 3.2. Muestreo de fertilizantes ................................................................................ 28 3.3. Acondicionamiento, identificación y conservación de las muestras finales ..... 32 3.4. Conservación de las muestras ....................................................................... 33 4. MUESTREO DE TEJIDOS.................................................................................... 34 4.1. Consideraciones para el muestreo de tejidos................................................. 34
  • 3. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” 4.2. Instrucciones para el muestreo de tejidos ...................................................... 34 4.3. Recomendaciones para el tratamiento de las muestras ................................. 36 5. MUESTREO DE ALMENDRAS DE CACAO.......................................................... 37 5.1. Consideraciones para el Muestreo de Almendras de cacao ........................... 37 5.2. Materiales y herramientas necesarios ............................................................ 38 5.3. Instrucciones para el muestreo de almendras de cacao................................. 38 6. MUESTREO DE PRODUCTOS DERIVADOS DE CACAO ................................... 42 6.1. Consideraciones generales para el muestreo de derivados de cacao ............ 42 6.2. Instrucciones para el muestreo de derivados de cacao .................................. 42 6.3. Recomendaciones para el muestreo de derivados de cacao.......................... 45 II. METODOS DE DETECCION DE CADMIO EN MUESTRAS DE SUELOS, AGUA, FERTILIZANTES, ALMENDRAS DE CACAO Y PRODUCTOS DERIVADOS ................ 47 1. MÉTODOS Y TÉCNICAS DISPONIBLES PARA EL ANÁLISIS DE CADMIO........... 48 1.1. Métodos de digestión de muestras................................................................. 48 1.2. Métodos Analíticos para la determinación de Metales Pesados ..................... 49 1.3. Selección de los métodos y técnicas de referencia ........................................ 49 1.3.1. Métodos de extracción y técnicas analíticas de detección de cadmio en suelos 51 1.3.2. Métodos de extracción y técnicas analíticas detección de cadmio en Agua55 1.3.3. Técnicas analíticas de extracción y detección de cadmio en fertilizantes ... 56 1.3.4. Métodos de extracción y técnicas analíticas de detección de cadmio en tejidos (hojas y mazorca).......................................................................................... 57 1.3.5. Técnicas analíticas de extracción y detección de cadmio en almendras de cacao 58 1.3.6. Métodos de extracción y técnicas analíticas y detección de cadmio en productos de cacao .................................................................................................. 60 2. DESARROLLO DE LA TECNICA ANALITICA....................................................... 62 2.1. Preparación de la solución estándar de cadmio ............................................. 62 2.2. Curva de calibración para cadmio .................................................................. 62 3. PROCEDIMIENTOS PARA LA PREPARACION DE LAS MUESTRAS PARA LA DETERMINACION DE CADMIO .................................................................................. 62 3.1. Preparación de las muestras de suelos.......................................................... 62 3.2. Preparación de las muestras de agua ............................................................ 63
  • 4. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” 3.3. Preparación de las muestras de fertilizantes .................................................. 63 3.4. Preparación de las muestras de tejidos.......................................................... 64 3.5. Preparación de las muestras de almendras de cacao .................................... 64 3.6. Preparación de las muestras de productos derivados de cacao..................... 64 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS................................................................................ 66 ANEXOS ......................................................................................................................... 70 Anexo 01. Tabla de Valoración de Estudios de Cadmio en Suelos de cacao ............... 71 Anexo 02. Tabla de Valoración de Estudios de Cadmio en Agua ................................. 73 Anexo 03. Tabla de Valoración de Estudios de Cadmio en Fertilizantes ...................... 74 Anexo 04. Tabla de Valoración de estudios de cadmio en almendras de cacao........... 75 Anexo 05. Tabla de Valoración de estudios de cadmio en tejidos de cacao ................ 76 Anexo 06. Tabla de Valoración de estudios de cadmio en derivados de cacao........... 76
  • 5. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” AGRADECIMIENTOS Un agradecimiento especial, a las personas que contribuyeron con información y la disposición de su tiempo para las entrevistas, cuyos aportes fueron muy importantes para la elaboración de las guías: “Guía de métodos de detección y análisis de cadmio en cacao” y “Guía metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendra de cacao y derivados.  Crecencio Elenes / Stella Coello. USAID/PERU  Ing. Carmen Rosa Chávez Hurtado. DGCA/MINAGRI  Dra. Rafaela Elias Letts. UNIVERSIDAD PERUANA CAYETANO HEREDIA  Ing. Erika Soto Cárdenas. IICA.  Ing. Lupe Ognio de Muscari. INNASA.  Ing. José Isla Zevallos. DEVIDA.  Ing. Betty Rodríguez Herrera. AGRO MICRO BIOTECH S.A.C.  Ing. Lidia Yessenia Saavedra Gómez. APPCACAO  Ing. Luis Fernando García Carrión. UNAS  Ing. Abner Martin Melgarejo. COOPAIN LTDA.  Ing. Ana María Matos Ramírez. UNHEVAL HCO.
  • 6. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” 1. INTRODUCCION El cacao es un cultivo de mucha importancia económica en el Perú, ya que en la actualidad existen 144,232 hectáreas cultivadas de cacao, gran parte de las cuales se han instalado gracias a los programas de Desarrollo Alternativo, que promueven la siembra del cacao en la selva peruana. Así mismo las exportaciones de cacao orgánico y convencional han ido evolucionando, siendo reconocidos por su gran calidad en eventos internacionales. Sin embargo en estos últimos años la presencia de cadmio en el cacao y sus derivados, ha generado gran preocupación tanto en los países productores como en los países importadores, así como también en los organismos de Regulación Internacional como la OMS y la FAO. Según publicación del Ministerio de Comercio Exterior de Ecuador, el 16 de septiembre de 2013, la Unión Europea notificó al Comité de Medidas Sanitarias y Fitosanitarias de la Organización Mundial del Comercio (OMC) la Enmienda al Reglamento Europeo No. 1881/2006, en la cual se establecen niveles máximos (NM) de cadmio para el chocolate y productos derivados del cacao, que entrarán en vigor a partir del 1 de enero del 2019. (Fuente:http://comercioexterior.gob.ec/la-union- europea-aprueba-niveles-maximos-de-residuos-nm-para-el-cadmio-en-productos- elaborados-con-cacao/). En esta enmienda se considera como contenidos máximos de cadmio en diversos productos de cacao en un rango de 0.10 a 0.80 mg/kg (Fuente: https://members.wto.org/crnattachments/2013/sps/EEC/13_3645_00_e.pdf) En los suelos agrícolas, las principales fuentes de contaminación de Cd, provienen de la fertilización fosforada, uso de lodos y residuos industriales (ALLOWAY, 1990, Citado por ZAFRA, 2012), con relación a los fertilizantes fosforados, la principal materia prima de estos es la roca fosforica, constituida principalmente por apatita, que además de P, contiene Cd en cantidades que varían entre 8 y 500 mg de Cd por kg de P. (BONILLA, et al, 2002). La planta de cacao absorbe ligeramente los metales pesados que existen por naturaleza en los suelos y los concentra en las semillas grasosas. (NATURLAND, 2000) Actualmente existen muchas técnicas analíticas para la determinación de metales pesados como el cadmio, entre los más utilizados tenemos la Espectrometría de Absorción Atómica, la espectrometría de emisión atómica y la Espectrometría de Masas. Se considera importante que para la detección de cadmio en cualquier muestra, el proceso fundamental es la obtención de muestras representativas de un área o lote determinado, luego de ello el tratamiento de las muestras en laboratorio, entre las técnicas más utilizadas son la digestión húmeda con ácidos altamente puros (nítrico, clorhídrico, sulfúrico) y en medida limitada la técnica de calcinación seguida de lixiviación, ya que esta técnica puede inducir a pérdidas del analito durante la
  • 7. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” calcinación a altas temperaturas, otra de las técnicas que están siendo usadas por los laboratorios de análisis, es la técnica de digestión asistida por microondas. En la presente guía metodológica se dan a conocer los procedimientos de muestreo y técnicas de análisis más utilizados para la determinación de cadmio en cacao (suelos, agua, fertilizantes, tejidos, almendras y derivados de cacao), como resultado de los análisis de las normativas, estudios e investigaciones correspondientes al tema, disponibilidad y costo de los servicios analíticos de los laboratorios acreditados por INDECOPI. 1.1. Objetivos y Antecedentes Objetivo El objetivo de la guía es establecer las pautas para una adecuada toma de muestras de suelo, agua, fertilizantes, tejidos, almendras de cacao y derivados. Así mismo, establecer los métodos y procedimientos adecuados basados en las normativas nacionales e internacionales, para el tratamiento de las muestras, y el análisis de cadmio en las diferentes muestras. Antecedentes El 19 de diciembre de 2006, la Unión Europea (UE) expidió el Reglamento (CE) No. 1881/2006 que señala los niveles de cadmio tolerables para los distintos productos. En esta Reglamentación no se encuentran definidos los límites tolerables para el cacao y sus derivados, pues no se consideraba al cacao y chocolates como una fuente significativa de consumo de cadmio. En el 2007, por una publicación en la revista “Der Spiegel” de Alemania sobre la presencia de cadmio en el chocolate y la posibilidad de que este metal sea un agente cancerígeno, el tema se convirtió en una preocupación sanitaria que llevó a la discusión sobre esta Reglamentación. En Mayo del 20011, la Dirección General de Salud y Protección al Consumidor DG – SANCO, ha presentado una propuesta de enmienda sobre el Reglamento 8EC) Nº 1881/ 2006 a los Estados Miembros. En septiembre del 2011, la Embajada del Ecuador en Bélgica comunica a las misiones de los países que pueden verse afectadas por esta medida. En octubre del 2011, la Embajada de Ecuador circuló un documento titulado “Preocupaciones del Ecuador con relación a la posible aplicación de niveles máximos de cadmio en el cacao y sus productos por parte de Unión Europea” En el 2011, la UE analiza la posibilidad de enmendar el Reglamento (CE) No. 1881/2006, para incluir en la lista los límites máximos (LM) de cadmio para el
  • 8. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” cacao y productos de chocolate, a través de la Regulación (CE) No 420/2011 y de acuerdo a la definición de la Directiva 2000/36/EC. Los argumentos científicos del proyecto de enmienda se basan en las opiniones científicas de la EFSA (“European Food Safety Authority”) sobre la ingesta de cadmio en la dieta humana. En mayo del 2012, la Organización Internacional del Cacao (ICCO) por sus siglas en inglés, realizó una Taller en Londres los días 03 y 04 de Mayo 2012, según acuerdo de la 85 sesión de este organismo ejecutado en el mes de marzo del mismo año en Ecuador. En este Taller se analizó y debatió sobre el tema del contenido de cadmio en el cacao, derivados y chocolates. Uno de los más relevantes es la divergencia notoria entre las recomendaciones de EFSA (ingesta semanal de cadmio de 2.5 microgramos por kilo) y las recomendaciones del Comité Mixto FAO/OMS (JEFCA) de una ingesta semanal de 5.8 microgramos por kilo, según lo indicado en la "Declaración del Panel sobre Contaminantes en la Cadena Alimenticia de la EFSA: Opinión Científica sobre la ingesta semanal máxima de cadmio, 2011". Tal divergencia reveló la falta de consenso internacional en torno a la base científica que sustentaría la pretensión de la DG SANCO de revisar los límites al contenido de cadmio en cacao. En este contexto, el 16 de septiembre de 2013, la Unión Europea notificó al Comité de Medidas Sanitarias y Fitosanitarias de la Organización Mundial del Comercio (OMC) la Enmienda al Reglamento Europeo No. 1881/2006, en la cual se establecen niveles máximos (NM) de cadmio para el chocolate y productos derivados del cacao, que entrarán en vigor a partir del 1 de enero del 2019. De otro lado, se hace necesario conocer los procedimientos de muestreo y métodos de detección de cadmio en los insumos agrícolas, suelos, agua, tejidos de la planta, almendras y derivados de cacao, ya que en investigaciones previas se encontraron niveles altos de contaminación de suelos y almendras de cacao con cadmio, y este es un hecho que ha preocupado a las autoridades relacionadas al cacao en el Perú, lo que amerita realizar investigaciones más exhaustivas. 1.2. Ámbito de Aplicación El uso de esta Guía metodológica será únicamente de aplicación para: 1. procedimientos de muestreo de; suelos de cultivos de cacao, agua utilizada para el riego de cultivos de cacao, fertilizantes, enmiendas o abonos naturales utilizados en la fertilización del cultivo de cacao, tejidos o partes de la planta de cacao, almendras de cacao y derivados de cacao. 2. Métodos y técnicas de análisis utilizadas para la detección del contenido de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, tejidos, almendras y derivados de cacao, incluyendo los métodos de tratamiento de las muestras.
  • 9. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” 1.3. Alcance Esta Guía Metodológica describe los métodos y procedimientos que pueden ser usados en los procesos de muestreo y análisis químicos de las muestras para determinar la presencia de metales pesados, específicamente el Cadmio. Esta guía pretende ser una herramienta para ayudar a estandarizar los procedimientos de muestreo y las técnicas analíticas de detección de cadmio en las diferentes muestras de estudio, con potencial presencia de cadmio en el País. 1.4. Contenido de la guía La presente guía se ha divido en 2 capítulos: - I. Muestreo de suelos, agua, fertilizantes, tejidos, almendras de cacao y productos derivados. - II. Métodos de detección de cadmio en muestras de suelos, agua, fertilizantes, tejidos, almendras de cacao y derivados. 2. DEFINICIONES  Alícuota: Fracción o porción de muestra.  Analito: Especie química objeto del análisis.  Área homogénea de terreno: es el área que presenta características similares en toda su extensión, en cuanto a color, textura, relieve, manejo del terreno, entre otros; que permite obtener resultados de análisis químicos y físicos de laboratorio, coherentes con la producción obtenida en ese lote y de esta forma permita predecir y diagnosticar adecuadamente el nivel de contaminación del suelo.  Contramuestra: Es una porción adicional de la muestra tan parecida a la original como sea posible, debe tomarse al mismo tiempo y en la misma forma y cantidad que la muestra original para asegurar que las condiciones sean idénticas.  Espectrometría de absorción atómica: Es una técnica para determinar la concentración de un elemento metálico determinado en una muestra.  Espectrometría de Emisión Atómica: Es una técnica espectroscópica que analiza las longitudes de onda de los fotones emitidos por los átomos o moléculas durante su transición desde un estado excitado a un estado de inferior energía.  Espectrometría de Masas con Plasma de Acoplamiento Inductivo (ICP- MS): Es una técnica de análisis inorgánico que es capaz de determinar y cuantificar la mayoría de los elementos de la tabla periódica en un rango dinámico lineal de 8 órdenes de magnitud (ng/l – mg/l).
  • 10. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados”  Espectrometría: Es la técnica espectroscópica para tasar la concentración o la cantidad de especies determinadas. En estos casos, el instrumento que realiza tales medidas es un espectrómetro o espectrógrafo.  Espectroscopía de emisión óptica de plasma acoplado inductivamente (ICP-OES): Se basa en la vaporización, disociación, ionización y excitación de los diferentes elementos químicos de una muestra en el interior de un plasma. El plasma está constituido por un gas fuertemente ionizado.  Lote: Es la cantidad de material de características supuestamente uniformes que forma parte de una partida y que es sometida a inspección de una sola vez.  Matriz de la Muestra: Especies químicas que acompañan al analito en la muestra.  Método Analítico: Secuencia de operaciones y técnicas aplicadas para el análisis de una muestra.  Muestra de ensayo: Es una porción de material representativa de la calidad del lote, obtenida de la muestra global o de la muestra reducida y destinada al examen en laboratorio.  Muestra Elemental: Cantidad representativa del producto tomada de una unidad de muestreo.  Muestra Final: Parte representativa de la muestra reducida o, si no se necesita una reducción intermedia, de la muestra global.  Muestra global: Es una porción de material formado por el conjunto de unidades de muestreo.  Muestra parcial o submuestra: Es la cantidad de un determinado material, tomado de una sola vez y de un solo punto de una cantidad más grande de material.  Muestra reducida: Es la cantidad de material que se obtiene al reducir de tamaño la muestra global y que es representativa de un lote.  Muestra: Es definida como la fracción de un material sobre la que se estudian ciertas características que posteriormente se generalizan a todo el conjunto.  Muestreo: Técnica para la selección de una muestra a partir de una población. Nota: A menudo se prepara más de un ejemplar de muestra al mismo tiempo, a partir de la muestra reducida (o de la muestra global). Uno o más de estos ejemplares se usan como muestra de laboratorio, mientras que las restantes se conservan como referencia.  Partida: Es la cantidad de fertilizante, enmienda o abono natural envasado o a granel, comprendida en un solo envió. Una partida puede consistir de uno o varios lotes, o de partes de un lote.  Reducción: Obtención de una sola porción representativa más pequeña, a partir de una cantidad mayor, desechándose el resto.  Tamaño de la muestra: Número de unidades, o cantidad de material, que constituye la muestra.  Técnica Analítica: Medio empleado para obtener información sobre el analito.  Unidad de muestreo: Es una porción de material o un artículo individual que se extrae de un punto del lote.
  • 11. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” 3. ABREVIATURAS Cd Cadmio AOAC Association of Official Analytical Chemist EPA Environmental Protection Agency APHA American Public Health Association AAS Espectrometría de Absorción Atómica FAAS Espectrometría de Absorción Atómica de Llama GFAAS Espectrometría de Absorción Atómica con Horno de Grafito ETAAS Espectrometría de Absorción Atómica con Atomización Electrotérmica ICPMS Espectrometría de Masas con Plasma de Acoplamiento Inductivo ICPOES Espectrometría de Emisión Óptica con Plasma de Acoplamiento Inductivo ICPAES Espectrometría de Emisión Atómica con Plasma de Acoplamiento Inductivo NOM Norma Oficial Mexicana FAO Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación OMS Organización Mundial de la Salud NGO Norma Guatemalteca Obligatoria NTE Norma Técnica Ecuatoriana INEN Instituto Nacional Ecuatoriano de Normalización
  • 12. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” I. PROCEDIMIENTOS DE MUESTREO DE SUELO, AGUA, FERTILIZANTES, TEJIDOS, ALMENDRAS DE CACAO Y PRODUCTOS DERIVADOS
  • 13. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” 1. MUESTREO DE SUELOS El muestreo, es el punto más débil en la cadena de análisis de suelos. Es la más importante fuente de error. Para obtener resultados confiables la muestra debe ser representativa del lote muestreado. Solo a partir de resultados confiables podrán obtenerse recomendaciones acertadas. El objetivo del muestreo de suelos de cacao, es obtener información confiable. Aunque las muestras se colectan para obtener información respecto al cuerpo de suelo más grande denominado "población", tales muestras podrán ser o no representativas de la misma, dependiendo de cómo hayan sido seleccionadas y colectadas. El muestreo y trabajo analítico pueden parecer onerosos; sin embargo, más costosa aún puede resultar la biorremediación de un suelo contaminado con cadmio, cuando excede las concentraciones aceptables, y por ende la concentración de los granos de cacao con cadmio, dependerá de cuan contaminada se encuentre el suelo. El análisis del suelo es una herramienta muy importante ya que permitirá cuantificar el contenido de metales pesados y en base a ello tomar las medidas correspondientes. La toma y composición de muestras compuestas debe satisfacer un mínimo de condiciones, a saber:  Todas las muestras individuales deben ser del mismo volumen y representar un mismo espesor de suelo.  Las muestras deben tomarse al azar, atravesando transversalmente las direcciones de las operaciones de cultivo y los accidentes naturales, como la pendiente.  Tomar un número suficiente de muestras individuales en correspondencia con la variabilidad de la propiedad estudiada y las dimensiones (volumen) del área muestreada.  No deben producirse interacciones químicas en el material de la muestra compuesta.  La unidad de suelo escogida para formar una muestra compuesta debe ser homogénea para el objetivo del análisis. Un campo debe dividirse en varias áreas, estratificarse, en función de las heterogeneidades que presente. Definidas estas áreas homogéneas, se constituyen muestras compuestas de cada unidad homogénea por separado. Los principales interrogantes en la toma de muestras de suelo son:  ¿Qué tipo de muestreo y patrón de recorrido de debe usar?  ¿Qué número de muestras/superficie se debe tomar?
  • 14. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados”  ¿Cuál es la profundidad apropiada para la toma de muestras en suelos de cacao? En este capítulo, se encuentran las respuestas a las anteriores interrogantes. 1.1. Tipo de muestreo El muestreo representativo juega un papel muy importante en la calidad y la utilidad de los datos analíticos. El muestreo representativo debe tener altos niveles de precisión y exactitud, que garanticen que una muestra o grupo de muestras sea representativa y proporcione con precisión las características del sitio, además de que los resultados sean reproducibles. Ambos parámetros están determinados por el número de muestras tomadas en el campo. A medida que se incrementa el número de muestras, aumenta la exactitud y la precisión. El diseño de un muestreo puede ser (i) a juicio (no probabilístico) o bien, (ii) aleatorio simple, estratificado o sistemático (probabilístico). En el caso de cultivos de cacao, para la determinación del número de muestras por Distrito y Provincia, se han empleado el método de Muestreo Aleatorio Estratificado (MAE), con asignación proporcional, que consiste en conocer el número de productores de cacao por distrito, provincia y región, mediante el empleo de referencias estadísticas, en las que se basa el MAE, para la obtención del número de muestras requerido. El MAE ha sido utilizado por diversas investigaciones para el análisis de suelos de cacao. En este tipo de muestreo (Figura 1b), la población en estudio se sub divide en estratos o subgrupos que tienen cierta homogeneidad en el terreno y en cada estrato se realiza un muestreo aleatorio simple. El requisito principal para aplicar este método de muestreo es el conocimiento previo de información que permita subdividir la población. Figura 1. Tipos de muestreo: a) aleatorio simple; b) aleatorio estratificado Por ejemplo, la división se puede realizar con base en la topografía, los horizontes del suelo, los cambios de color en el suelo, el crecimiento irregular de las plantas,
  • 15. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” etc. Esto garantiza que los puntos de muestreo se encuentren repartidos más uniformemente en toda la zona, en función al tamaño del estrato y permite además conocer de forma independiente las características particulares de cada estrato. Es recomendable para áreas mayores de diez hectáreas y cuando el terreno no es homogéneo. 1.2. Consideraciones generales para el muestreo de suelos Una manipulación adecuada de las muestras in situ, es fundamental para garantizar que éstas permanezcan estables bajo las condiciones en que han sido extraídas. Es imprescindible que las muestras no sufran cambios significativos en sus características químicas, físicas y biológicas para lo cual se debe, en primer lugar, seleccionar cuidadosamente los recipientes que van a contener las muestras, en segundo lugar, evitar la pérdida de analitos en los diferentes trasvases a los que son sometidas las muestras y finalmente, preservar las muestras siguiendo los procedimientos adecuados. A continuación se mencionan algunos puntos clave para la manipulación de las muestras Consultar al laboratorio en el que posteriormente se llevarán a cabo los análisis, con objeto de definir el volumen de muestra a extraer Los recipientes para las muestras deben ser nuevos, compatibles con la naturaleza de la muestra y con las exigencias del análisis a realizar y deben someterse al procedimiento de limpieza adecuado Debe minimizarse la pérdida de analitos durante el trasvase de las muestras. Cuando se considere necesario, las muestras deberán ser preservadas para evitar cambios en la composición anteriores al análisis. 1.3. Materiales y herramientas necesarios para el muestreo de suelos Es muy importante asegurarse que las herramientas estén completamente limpias, libres de superficies oxidadas y que no contengan residuos de otros materiales, además deben ser fabricados de materiales inertes de modo que no contaminen las muestras. A continuación se mencionan las herramientas y materiales de uso común en el muestreo de suelos. - Mapa o croquis del predio - Machete - Barreno holandés, pala o palín - Cuchillo - Balde plástico o galvanizado limpio para recolectar las submuestras.
  • 16. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” - Marcadores - Etiquetas o tarjetas para la identificación de las muestras. - Hilo. - Marcadores de tinta permanentes para identificar las muestras. - Libreta de campo. - GPS  Recipientes o Envases para las muestras Los recipientes para las muestras deben tener el tamaño adecuado, además de ser sellables, herméticos, resistentes y permitir un fácil etiquetado. El material de envasado se elegirá teniendo siempre en cuenta que las características de las muestras no han de sufrir alteración alguna. En este sentido y en base a la naturaleza del parámetro/s cuya determinación se persigue, se considerarán los siguientes factores:  Posibilidad de contaminación de la muestra.  Pérdida de compuestos químicos por difusión a través del material de envasado.  Modificación de las características de la muestra a través de, por ejemplo, la introducción de aire o la alteración de la estructura del suelo. Entre los recipientes más adecuados y habitualmente utilizados para la toma de muestras de suelos para la detección de metales pesados son las siguientes: - Bolsa de polietileno - Frascos de plástico PET1 - Frasco de cristal con tapón de PTFE2 u otro material polimérico - Camisa metálica con recubrimiento interior de plástico - Camisa de plástico Los envases de polietileno requieren una limpieza con HNO3 y agua destilada antes de la toma de las muestras. 1.4. Instrucciones para el muestreo de suelos 1.4.1. Tareas previas al muestreo de suelos 1 PET = polietilenterephtatato 2 PTFE = politetrafluoroetileno
  • 17. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” A continuación se mencionan las tareas a realizar previo al muestreo. Definir las unidades de muestreo Previo al ingreso al sector donde se llevará a cabo el procedimiento de toma de muestra, se solicitará información al dueño o encargado de la parcela lo siguiente: Lugar de muestreo, tipo y edad del cacao, manejo agronómico, sistema de cultivo, entre otros, que podrían ayudar a comprender mejor los resultados alcanzados. Así mismo se debe solicitar o elaborar un plano general, forma y superficie del o los sectores a muestrear, con estos antecedentes se realizará un croquis del lugar a muestrear, esta información ayudara a comprender mejor los resultados. Es necesario delimitar las áreas de muestreo lo más homogénea posible. Para identificarlas, es necesario observar los diferentes tipos de suelos en la parcela y los límites que estos suelos tienen dentro del paisaje. Usualmente los límites del suelo coinciden con el cambio en la pendiente del terreno (plano vs. inclinado), posición en el terreno (zona alta, media y baja), años de cultivo, manejos, etc. (Figura 2). Figura 2. Parcela divida en unidades de muestreo. Definir el patrón de recorrido El patrón de recorrido para la extracción de submuestras al azar dentro de las parcelas de cacao, puede ser en cuadricula, en zig-zag, en diagonales o Sinuosa (Figura 3).
  • 18. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” Figura 3. Patrón de recorrido para el muestreo de suelos En la mayoría de los casos se utilizan el patrón de recorrido en Zigzag, tomando submuestras en cada vértice donde cambie la dirección del recorrido (Figura 4). Figura 4. Recorrido en Zigzag Determinar la intensidad de muestreo o puntos mínimos de muestreo Una vez definido el plan o patrón de recorrido, se determina la cantidad mínima de puntos para la obtención de las submuestras, algunos laboratorios consideran la cantidad mínima de puntos de muestreo según el Cuadro 01. Sin embargo en algunas metodologías para el muestreo de suelos empleados por las investigaciones realizadas la COOPAIN en Tingo María, Huánuco, y el CITE cacao en San Martin, se han considerado la toma de 20 submuestras de suelos por parcela.
  • 19. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” Cuadro 01. Cantidad Mínima de puntos de muestreo Fuente: ANDES CONTROL Laboratorio Analítico-Muestreo en Predio Determinar la profundidad de muestreo La profundidad del suelo a la cual se toma la submuestra es variable. En general se recomienda una profundidad de 20 cm para la gran mayoría de cultivos agrícolas. Esto coincide con la mayor concentración de raíces en el suelo. Para el caso de plantaciones de cacao, se recomienda tomar dos tipos de muestra, una de 0-20 cm y otra de 20-40 cm de profundidad; en la mitad de la gotera del árbol (la sombra proyectada por el árbol a mediodía), según la guía de muestreo de suelos de la Universidad Nacional de Colombia. Está demostrado según investigaciones realizadas en Ecuador y Perú con respecto a suelos de cacao, que el cadmio se concentra en los primeros 20 cm del suelo. Adicionalmente se pueden tomar muestras de suelo a profundidades mayores, dependiendo de la intensidad de la contaminación del suelo. 1.4.2. Procedimiento de Muestreo de suelos de cacao El instrumento de muestreo más aconsejable, por la uniformidad en la profundidad y el tamaño reducido de las submuestras que se obtienen, es el barreno tubular, de no contar con un barreno de este tipo, se puede obtener una muestra empleando una pala. El muestreo consistirá en realizar un recorrido en zig-zag, que permita cubrir toda el área del lote para que el muestreo sea representativo, tomando en cada punto una muestra simple (sub muestra). Lo cual posteriormente se mezclará con las muestras de los puntos sucesivos a cada profundidad, formando una muestra compuesta la cual se llevará para su análisis. A continuación se indican los pasos a tener en cuenta para el muestreo de suelos de cacao. Superficie Cantidad Minina de puntos a muestrear 0 a 2 Hectáreas 9 2 a 6 Hectáreas 13 7 a 14 Hectáreas 17 Más de 14 Hectáreas 21
  • 20. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” a. Señalizar los puntos a muestrear haciendo un trazo en zig-zag. La muestra se tomará a la mitad de la proyección de la copa del árbol de cacao. Tal como se aprecia en la Figura 5. Figura 5. Zona de muestreo para suelos de cacao b. En cada sitio de muestreo se recomienda remover las plantas y hojarasca fresca (1-3 cm) de un área de 40 cm x 40 cm. c. Introducir el barreno o pala a la profundidad deseada y transferir aproximadamente 100 a 200 g de suelo a un balde plástico limpio libre de impurezas como fertilizantes, cales, estiércoles, cemento, en la cual se marca la profundidad de muestreo cuando se toman muestras en más de un sustrato. Las herramientas deben limpiarse después de tomar cada submuestra. Al usar la pala se debe hacer un hueco en forma de “V” del ancho de una pala de 0-20 cm de profundidad (Figura 6), y luego tomar de una de las paredes una porción de 10x10x3 cm para transferir a un balde de plástico limpio (Figura 7). Se deberá repetir esta operación para cada uno de los puntos del zig-zag.
  • 21. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” Figura 6. Hueco en “V” Figura 7. Recolección de submuestras d. Preparación y cuarteo de la muestra compuesta. Luego de obtener las submuestras de toda la unidad de muestreo, se procede a mezclar bien el suelo extraído. El proceso de mezclado y cuarteo se realiza sobre un plástico limpio, libre de residuos de fertilizantes y se mezcla con cuidado para homogeneizarla; en seguida se distribuye formando un círculo que se divide en cuatro cuadrantes. Se eliminan los cuadrantes opuestos y los otros se vuelven a mezclar. El procedimiento se repite hasta reducir la muestra a 1.5. ó 2 Kg.
  • 22. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” Figura 8. Cuarteo de la muestra Durante el proceso de cuarteo o reducción de la muestra se deben eliminar los restos de materia orgánica fresca (reciente) y la grava o piedras, pues estos materiales no se incluyen en el análisis. 1.4.3. Envasado e identificación de la muestra Luego del cuarteo, transferir la cantidad resultante de 1 kg de suelo, a una doble bolsa plástica limpia. Colocando la identificación entre bolsa y bolsa, para luego sellarla de manera segura. Las muestras deben ser envasadas y etiquetadas conforme a las siguientes especificaciones: - El envase debe ser cerrado de manera hermética garantizando su inviolabilidad hasta su llegada al laboratorio. - El etiquetado de los recipientes debe realizarse inmediatamente después de recolectar cada una de las muestras. - La etiqueta debe colocarse en un lugar visible y no sobrepasar las dimensiones del recipiente. - La etiqueta que acompañe a la muestra, debe incluir por lo menos su clave de identificación, lugar del muestreo, fecha y hora del muestreo, nombre del propietario, ubicación, edad del cultivo, así como las iniciales de la persona que toma la muestra. Para su envió al laboratorio, las muestras deberán ser identificadas de acuerdo con el croquis del terreno en el que se definieron las unidades de muestreo (sectores homogéneos). 1.4.4. Conservación de la muestra Las muestras de suelos contenidas en bolsas plásticas o frascos de polietileno totalmente estériles y herméticos, deben ser refrigeradas tan pronto como sea
  • 23. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” posible, manteniendo una temperatura ≤ 6°C, hasta el análisis, el mismo que deberá realizarse a la brevedad. Para fines de almacenamiento por más tiempo, las muestras se deben secar y conservarse a temperatura ambiente hasta por 3 meses. 1.5. Cuidados y recomendaciones para la toma de muestras Es importante mantener en mente que lo que se quiere es tener una muestra lo más representativa posible del suelo en cuestión. Durante el muestreo evite fumar, comer, o manipular otros productos (cal, fertilizantes, cemento, etc.) para evitar la contaminación de la muestra y obtener resultados falsos. No tome muestras cerca de los caminos, canales, viviendas, linderos, establos, saladeros, estiércol, estanques o lugares donde se almacenen productos químicos, materiales orgánicos, o en lugares donde hubo quemas recientes. Lávese bien las manos antes de hacer el muestreo. No utilice bolsas o costales donde se hayan empacado productos químicos, fertilizantes, cal o plaguicidas. No tome muestras de un solo sitio del terreno. No muestrear después de un riego o lluvia, esperar por lo menos dos días. No muestrear después de fertilizar o encalar; es conveniente esperar 1 ó 2 meses. Para facilitar la toma de la muestra, la humedad debe ser moderada. Evitar el uso de elementos metálicos, porque pueden contaminar las muestras. Identificar correctamente sin mezclar áreas y profundidades y no colocar la tarjeta en contacto directo con la muestra húmeda. Entregar al laboratorio un plano con la/s área/s de muestreo identificada/s, el N° y una breve historia de esta/s.
  • 24. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” 2. MUESTREO DE AGUA El muestreo es el primer paso para la determinación de la calidad de una fuente de agua, por lo que la persona que recoge una muestra y la lleva al laboratorio es corresponsable de la validez de los resultados. En este sentido debe asegurarse que la muestra sea representativa de la fuente cuya calidad se desea evaluar, y que no se deteriore, ni se contamine antes de llegar al laboratorio, ya que la calidad de los resultados, depende de la integridad de las muestras que ingresan al mismo. Por ello, la toma de la muestra debe realizarse con sumo cuidado, a fin de garantizar que el resultado analítico represente la composición real de la fuente de origen, y que antes de iniciar el muestreo se debe consultar al laboratorio sobre las condiciones en que éste debe desarrollarse y la información mínima requerida. Se debe aclarar que de nada vale un excelente análisis, con equipos sofisticados, si la muestra no es representativa. El objetivo del muestreo del agua ya sea procedente de rio, pozo o manantial, utilizada para el riego del cultivo de cacao, se realizara con la finalidad de determinar la presencia y concentración de cadmio. 3.1. Tipo de muestras En general y para cualquier tipo de estudio, en el caso de manantiales, son preferibles las muestras simples. El tipo de muestra, la profundidad de toma de muestra, deben quedar reflejadas en la ficha de campo. Se recomienda utilizar muestras diferentes para los análisis químicos y microbiológicos a causa de la diferencia en el procedimiento de toma de muestra, así como en los equipos y manipulación. Muestras simples: son aquellas tomadas en un tiempo y lugar determinado para su análisis individual. En el caso de las aguas subterráneas deben corresponder a un único punto de muestreo y provenir de un único nivel acuífero, cuando se trate de un acuífero en el que no existe discontinuidad hidrogeológica pero se produzcan fenómenos de estratificación, de forma que puedan obtenerse muestras de diferente composición según la profundidad de toma, las muestras resultantes, si no se recogieran de forma selectiva (según su profundidad) se considerarán como muestras integradas.
  • 25. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” Muestra selectiva en profundidad: la proveniente de un tramo de acuífero cuya profundidad se conoce. Es muy importante no confundir muestra selectiva en profundidad con muestra tomada a profundidad conocida, en el primer caso se conoce la profundidad a la cual estaba el agua en el acuífero, en el segundo se conoce el nivel del cual fue extraída pero probablemente proceda de otro o sea mezcla de diferentes niveles. 3.2. Punto de muestreo La ubicación de los puntos de muestreo deberán cumplir los siguientes criterios:  Identificación El punto de muestreo, debe ser identificado y reconocido claramente, de manera que permita su ubicación exacta en muestreos futuros. De preferencia, en la determinación de la ubicación se utilizará el Sistema de Posicionamiento Satelital (GPS), el mismo que se registrará en coordenadas UTM y en el sistema WGS84.  Accesibilidad Que permita un rápido y seguro acceso al lugar establecido para tomar la muestra.  Representatividad: Evitar zonas de embalse o turbulencias no característicos del cuerpo de agua, a menos que sean el objeto de la evaluación. Elija un punto en donde el río esté lo más regular, accesible y uniforme en profundidad. Es importante considerar la referencia para la ubicación de un punto de monitoreo pudiendo ser un puente, roca grande, árbol, kilometraje vial y localidad. Como mínimo, debe ubicarse dos puntos de muestreo, aguas arriba y otra agua abajo en el cuerpo de agua receptor (tomando como referencia la descarga de un efluente líquido). Todos los puntos de muestreo deben estar georeferenciados para plasmarlos en mapas, de manera que se pueda retornar a ellos con facilidad. Debe fotografiarse el lugar y tomar nota de alguna característica geográfica permanente. De ser posible, debe colocarse un hito en la orilla. 3.3. Registro de datos En la Ficha de registro de campo; utilizada en el monitoreo y que debe acompañar al Informe Técnico que elabore el profesional que realice la actividad, deberá contener la siguiente información:
  • 26. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados”  Se registrará el código del punto de muestreo, origen de la fuente, descripción clara y definida del punto de muestreo, hora y fecha de muestreo, localidad, distrito, provincia y departamento, coordenadas de ubicación del punto de muestreo, datos personales de quien realizó la toma de muestra, las condiciones climáticas y otras observaciones pertinentes en el punto de muestreo.  Se registrarán todas las mediciones realizadas en el monitoreo. 3.4. Muestreo, preservación, conservación y envío de las muestras al laboratorio de análisis. La etapa de recolección de muestras es de trascendental importancia. Los resultados de los mejores procedimientos analíticos serán inútiles si no se recolecta y manipula adecuadamente las muestras, para esto se seguirán las recomendaciones establecidas. 3.4.1. Consideraciones Generales  Los frascos requeridos deben ser de polietileno (preferencia primer uso) o vidrio, los cuales deben estar limpios y secos para evitar contaminación.  Todo equipo debe estar debidamente calibrado.  Las muestras requieren almacenamiento a baja temperatura y/o preservación con químicos para mantener su integridad durante el transporte y antes del análisis en el laboratorio.  Los preservantes químicos más comunes son ácido clorhídrico, nítrico, sulfúrico e hidróxido de sodio. Tener cuidado en su manipulación.  Las cajas térmicas usadas para el transporte de las muestras deberán ser apropiadas para almacenar las muestras tomadas, materiales de empaque y hielo.  Llenar los registros de cada muestra recolectada (ficha de muestreo) e identifique cada frasco (etiquetado).  Utilice procedimientos formales que rastrean la historia de la muestra desde la recolección hasta su llegada al laboratorio de análisis (cadena de custodia).  La indumentaria de protección del personal que realizará el muestreo deberá estar constituido por chaleco, pantalón, gorra, botines de seguridad, botas de jebe muslera, guantes de jebe y quirúrgico.  Materiales de campo como arnés o soga, balde, linterna, muestreador con extensión, cronometro, cajas térmicas, ice pack.  Antes de la toma de muestra, el envase se deberá enjuagar varias veces con el agua a muestrear.
  • 27. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” 3.4.2. Toma, preservación y conservación de muestras de agua Es importante considerar las etapas que se tiene que dar en todo proceso de muestreo, con la finalidad que la muestra sea lo más representativa posible y así asegurar la integridad desde su recolección hasta el reporte de los resultados por ello se debe tener en cuenta lo siguiente:  Toma de Muestras:  Para la toma de muestras en ríos evitar las áreas de turbulencia excesiva, considerando la profundidad, la velocidad de la corriente y la distancia de separación entre ambas orillas.  La toma de muestra en ríos, se realizará en el centro de la corriente, a una profundidad de 20 cm por debajo de la superficie, utilizando frascos de plástico de boca ancha con cierre hermético, limpios de un ½ litro de capacidad.  Para la toma de muestras en lagos y pantanos, se evitará la presencia de espuma superficial y se tomara la muestra a la misma profundidad.  La toma de muestras, se realizará en dirección opuesta al flujo del recurso hídrico.  Considerar un espacio de alrededor del 1% aproximadamente de la capacidad del envase (espacio de cabeza) para permitir la expansión de la muestra.  Conservación de las muestras Para mantener las muestras frescas se puede utilizar una hielera y llevar al laboratorio en el menor tiempo posible para su análisis, o en caso contrario se puede preservar la muestra agregando HNO3 hasta llevar a un pH <2, y mantener en refrigeración por un tiempo máximo de 6 meses.  Identificación de las muestras de agua Los recipientes deben ser identificados antes de la toma de muestra con una etiqueta, escrita con letra clara y legible la cual debe ser protegida con cinta adhesiva transparente conteniendo: - Número de Muestra (referido al orden de toma de muestra). - Código de identificación (punto y/o estación de muestreo). - Estación de muestreo. - Ubicación del punto de muestreo. - Fecha y hora de la toma de la muestra. - Preservación realizada, tipo de preservante utilizado. - Tipo de análisis requerido - Nombre del responsable del muestreo.
  • 28. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados”  Conservación y envió de las muestras de agua  Las muestras recolectadas deberán conservarse en cajas térmicas (Coolers) o en refrigeración.  Los recipientes de vidrio deben ser embalados con cuidado para evitar roturas y derrames. En el caso de utilizar hielo, colocar este en bolsas herméticas para evitar fugas de la caja donde se transportan las muestras de agua.  Las muestras recolectadas para análisis de cadmio deberán entregarse al laboratorio en el menor tiempo posible, preferentemente dentro de las 24 horas de realizado el muestreo.  Para su ingreso al laboratorio de análisis, las muestras deberán ir acompañadas de Ficha de Cadena de Custodia, Ficha de Muestreo y el oficio de la Institución solicitante del análisis; documentos que en caso de ser remitidos dentro del “Cooler” deberán colocarse en un sobre plastificado a fin de evitar que se deterioren.
  • 29. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” 3. MUESTREO DE FERTILIZANTES El abono o fertilizante es un material cuya función principal es proporcionar elementos nutrientes a las plantas, ya que, el suelo no es capaz de abastecer las necesidades nutritivas de los cultivos. Los fertilizantes restituyen en los suelos los elementos nutritivos necesarios para cada cultivo, que las plantas han extraído, o que por erosión, lavado y retrogradación se han perdido. Es necesario garantizar que estos productos utilizados en la nutrición vegetal o en la mejora de las características del suelo cumplen con dos requisitos fundamentales: eficacia agronómica y ausencia de efectos perjudiciales para la salud humana, animal o vegetal y el medio ambiente La contaminación de los suelos agrícolas con cadmio, generalmente se origina por la fertilización fosforada, el uso de lodos y residuos industriales (ALLOWAY, 1990, Citado por ZAFRA, 2012), con relación a los fertilizantes fosforados, la principal materia prima de estos es la roca fosfórica, constituida principalmente por apatita, que además de P, contiene Cd en cantidades que varía entre 8 y 500 mg de Cd por Kg de P (BONILLA et al. 2002). Según análisis realizado de roca fosfórica utilizado para la fertilización de suelos de cacao en Tingo María, se encontraron valores de 12.78 mg/kg, este contenido de cadmio podría ser uno de los factores de contaminación de los suelos y granos de cacao. Además según una publicación de la FAO, se menciona que la roca fosfórica producida en Sechura contiene 11 mg/kg de Cd. (FAO, 2007). 3.1. Instrumentos necesarios para el muestreo - Calador de compartimiento de doble tubo - Divisor tipo boerner - Saca muestras para productos líquidos 3.2. Muestreo de fertilizantes El presente procedimiento de muestreo de fertilizantes, está basado en la Norma Guatemalteca COGUANOR NGO 44 006, cuyo procedimiento de muestreo se detalla a continuación. 3.2.1. Productos solidos Productos solidos envasados Cada partida de un fertilizante, enmienda o abono natural, se separa en grupos de acuerdo con la capacidad de los envases, es decir, en cada grupo solo deberá haber envases de una misma capacidad. Si en una partida hubiera más de 1000 envases de una misma capacidad, para el propósito del muestreo, se formaran imaginariamente tantos grupos como sean necesarios, de tal manera que cada
  • 30. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” uno tenga no más de mil envases ni menos de diez. Se extraerán al azar muestras de un número de envases igual a la raíz cuadrada de la mitad del total de envases que forma el grupo (√N/2) redondeando al número inmediato superior. (COGUANOR NGO 44 006) Extracción de muestras en envases menores de 20 Kg. Para la extracción de muestras elementales de fertilizantes, enmiendas y abonos naturales contenidos en envases menores de 20 kilogramos, se abrirán los envases y se tomaran las muestras con un instrumento adecuado (calador). Como muestra elemental se tomara el 1% del contenido de cada envase, pero en ningún caso dicha muestra elemental será menor de 200 gramos. - Para la toma de las muestras se calan los envases en la forma indicada en la Figura 9, empleando un calador del material y de las medidas apropiadas a la naturaleza del envase del producto, garantizando que el calador llegue hasta el fondo del mismo. - Retirar el calador del envase y transferir la muestra elemental extraída a un recipiente completamente limpio y estéril que evite la contaminación de la muestra. En las mezclas físicas, la muestra total se forma por tres muestras elementales tomadas en el orden que muestra la siguiente figura 1, luego se homogeneiza, se reduce y se divide en las muestras necesarias, empleando un divisor tipo Boerner. - Para el caso de mezclas homogéneas y fertilizante complejo, se toma una muestra elemental en la forma que indica la Figura 14, literales A o C. Figura 9. Forma de calar los envases
  • 31. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” 3.2.2. Productos solidos a granel Producto a granel estático, no más de 100 toneladas Se extraerán por lo menos 10 muestras elementales insertando un calador del material y de las medidas apropiadas a la naturaleza del envase del producto, garantizando que este llegue hasta el fondo del envase, como se muestra en las Figuras 10, 11 y 12, según sea el caso. La muestra total formada por 10 muestras elementales, se homogeneiza, se reduce y se divide en las muestras necesarias, empleando un divisor tipo Boerner, o por el método de cuarteo. Figura 10. Tomar una muestra verticalmente de cada punto Figura 11. Tomar una muestra verticalmente de cada punto
  • 32. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” Figura 12. Tomar una muestra verticalmente del punto 1 y 6 y dos muestras de los puntos 2, 3, 4 y 5 Producto a granel en movimiento En los fertilizantes, enmiendas o abonos naturales a granel, solo debe tomarse la muestra de forma representativa si está en movimiento, por ejemplo durante la carga o la descarga de camiones o inmediatamente antes del envasado. Se extraerán muestras elementales durante toda la carga o descarga, según el Cuadro 2. Cuadro 2. Numero de Muestras elementales de fertilizantes, enmiendas o abonos naturales a granel para materia prima o producto terminado Fuente: NGO 44 006 Las muestras deben distribuirse uniformemente a lo largo de toda la carga o descarga. Una forma práctica de hacerlo es dividiendo el número total de toneladas dentro del número de muestras elementales a tomar y se obtendrá en que cantidad de toneladas se debe tomar una muestra elemental. También se
  • 33. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” puede calcular la periodicidad de la toma de muestras elementales según el tiempo que dure la carga o descarga; para el efecto, se divide el tiempo total de descarga dentro del número total de muestras elementales para saber el intervalo de tiempo en que se debe tomarse cada muestra. 3.2.3. Productos líquidos En envases de no más de 200 kg de capacidad Cada partida de un fertilizante, enmienda o abono natural se separara en grupos de acuerdo con la capacidad de los envases, es decir, en cada grupo solo deberá haber envases de una misma capacidad. Si en una partida hubiera más de 1 000 envases de una misma capacidad, para el propósito del muestreo , se formaran imaginariamente tantos grupos como sean necesarios, de tal manera que cada uno tenga no más de mil envases ni menos de diez. Se extraerán al azar muestras de un número de envases igual a la raíz cuadrada de la mitad del total de envases que forman el grupo, redondeando al número inmediato superior. Como muestra elemental se tomara el 0.5% del contenido de cada envase. Cuando el tamaño del grupo sea de 100 envases o menos, se deberá extraer de un mínimo de 10 envases. En aquellos casos en que después de la división imaginaria en grupos quede un remanente constituido por menos de 10 envases, se deberá tomar muestras de todos ellos, en una cantidad tal que la muestra global no sea menor de 1000 ml. Se homogeneiza el contenido del envase haciéndolo rodar y, mediante el uso de un dispositivo saca muestras, se extraen las muestras elementales recogiéndolas en un recipiente de suficiente capacidad para contener la muestra total. Luego cerrar el recipiente, y agitar perfectamente para homogeneizar el producto, luego se destapa y divide en las muestras necesarias en porciones iguales. En envases de hasta 20 Kg Se procede como el caso anterior, excepto que para extraer las muestras elementales no es necesario utilizar un saca muestras propiamente dicho, pudiendo emplearse cualquier otro instrumento adecuado, que sea de un material que no contamine la muestra. 3.3. Acondicionamiento, identificación y conservación de las muestras finales Del muestreo se obtendrán como mínimo 2 muestras globales con un contenido de 250 a 500 g, una para enviar al laboratorio y la otra servirá como una muestra testigo o contramuestra, las muestras se colocaran en recipientes adecuados limpios y secos las cuales serán cerradas herméticamente. Para el caso de
  • 34. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” productos solidos se podrá utilizar bolsas de polietileno y en el caso de productos líquidos se utilizaran frascos o envases PET. Así mismo las muestras serán debidamente identificadas, considerando la siguiente información. - Nombre del producto y marca comercial - Lugar de origen del producto - Composición del producto - Masa o volumen de la partida - Lugar donde se tomó la muestra - Código de Identificación de las porciones - Fecha de la toma de la muestra - Nombre y domicilio de las partes interesadas 3.4. Conservación de las muestras Conservar la muestra en lugar fresco y seco, entre 0-25ºC y enviar al laboratorio como máximo en 5 días.
  • 35. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” 4. MUESTREO DE TEJIDOS Los análisis foliares o de tejidos vegetales son el complemento indispensable a los análisis de suelo. Ambos son necesarios para lograr un buen diagnóstico, en el caso de las plantaciones de cacao, se considera indispensable la determinación de metales pesados como el cadmio, con el fin de detectar la presencia y evaluar la concentración de dicho elemento, el cual es absorbido por las raíces y transportado a través de la planta hasta llegar a los granos de cacao. El objetivo del muestreo de tejidos como: hojas y cascara (mazorca), se realizara con el fin de determinar la concentración de cadmio en los tejidos de las plantas de cacao, para ello se debe hacer un buen muestreo con el fin de evitar resultados erróneos. 4.1. Consideraciones para el muestreo de tejidos El tejido a muestrear se selecciona en base a la edad fisiológica o etapa fenológica del cultivo. El criterio general consiste en muestrear la hoja más recientemente madura (HMRM), es decir, la que acaba de concluir su crecimiento. Para evaluar la concentración de cadmio en el tejido de cacao se debe evitar muestrear hojas con daños por enfermedad, por insectos, daños físicos o por agroquímicos. Se debe evitar muestrear plantas ubicadas en áreas poco normales, por ejemplo con drenaje diferente al resto del terreno, cercanas a cuerpos de agua o depósitos de fertilizantes o abonos orgánicos. Tampoco es recomendable que se realice el muestreo cuando las plantas estén bajo estrés hídrico o térmico. 4.2. Instrucciones para el muestreo de tejidos Es importante muestrear todos los lados de los árboles. En un área uniforme de la parcela, a una altura entre 1.5 y 2.5 metros de altura, y deben de cogerse de la parte externa del árbol, las muestras no deben tener lesiones y deben estar completas. Para ello se seleccionaran 20 árboles de cacao en zig-zag, para colectar las muestras de hojas y mazorcas de cacao, es posible tomar las submuestras de tejidos del mismo lugar de donde se tomaron las submuestras de suelo. 4.2.1. Muestreo de hojas Las hojas de cacao deben tener de 4 a 8 semanas posteriores a la máxima floración o encontrarse en fase de plena producción. Las hojas se tomaran de la zona media de las ramas del año. Esta rama, que es un brote, tiene que ser de vigor medio, sin dardos, ni anticipadas. El brote no
  • 36. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” puede ser un brote chupón, y su forma no puede ser pendular. Los brotes de los que se toman las muestras tienen que encontrarse en diversas direcciones. Procedimiento de muestreo de hojas de cacao - Se seleccionaran entre la 2da y 3ra hoja completamente verde más próxima a retoños y se colectaran de 2 a 3 hojas por árbol, del lado este, norte, oeste y sur, para obtener una muestra total de 20-25 hojas por parcela, con un peso de 150 a 200 gr de material vegetal. Figura 13. Tipo de hoja e cacao a colectar - Las muestras serán colocadas en bolsas de papel y se colocaran las tarjetas de identificación con los datos de la parcela, la fecha, el nombre del propietario y la localización. 4.2.2. Muestreo de mazorcas Del mismo lugar de donde se obtuvieron las submuestras de suelos, se identificara un árbol de cacao, del cual se colectara una mazorca con un estado de maduración óptimo para la cosecha.
  • 37. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” Figura 14. Mazorcas de cacao - Se tomara 1 mazorca por árbol de cacao, obteniendo un total de 20 mazorcas por parcela de las cuales se obtendrán las almendras frescas y la mazorca (cascara). - Las muestras serán colocadas en bolsas de polietileno y se colocaran las tarjetas de identificación con los datos de la parcela, la fecha, el nombre del propietario y la localización. - Para mantener las muestras frescas se utilizara una hielera, o se mantendrá en refrigeración hasta su análisis de laboratorio, lo cual debe ser lo más pronto posible. 4.3. Recomendaciones para el tratamiento de las muestras Se recomienda lavar las muestras con un detergente libre de fosfatos, con el fin de eliminar los contaminantes que se encuentren en la superficie, luego realizar varios enjuagues para eliminar los residuos de detergente. Enseguida escurrir las muestras y eliminar el exceso de agua con papel toalla, es recomendable orear la muestra para eliminar la humedad de la superficie que pueda tener y colocarla en una bolsa de papel para ser enviado al laboratorio de análisis.
  • 38. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” 5. MUESTREO DE ALMENDRAS DE CACAO La evaluación de la presencia de cadmio en los granos de cacao, requiere de un adecuado muestreo para la toma de una muestra representativa de todo un lote, para ello en este capítulo se ha tomado en cuenta el plan de muestreo del Reglamento N°333/2007 CE, en la cual se establecen los métodos de muestreo de alimentos y la Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 177:95, sobre muestreo de granos de cacao. El objetivo del muestreo de las almendras de cacao es evaluar la presencia y concentración del cadmio. 5.1. Consideraciones para el Muestreo de Almendras de cacao Basado en el Reglamento CE N°333/2007, por el que se establecen métodos de muestreo para el control de contaminantes químicos como el cadmio y otros, los lotes de gran tamaño se dividirán en sublotes, a condición de que estos puedan separarse físicamente. En el caso de productos que se comercialicen a granel como los granos de cacao, será de aplicación el Cuadro 3. Cuadro 3. Subdivisión de los lotes en sublotes con productos que se comercializan en partidas a granel Peso del lote (en toneladas) Peso de los sublotes o número de sublotes ≥ 1 500 500 toneladas >300 y < 1 500 3 sublotes ≥100 y ≤300 100 toneladas <100 ---------- Fuente: Reglamento CE N°333/2007 La muestra global será de al menos 1 kg o 1 L, salvo cuando no sea posible, como ocurre, por ejemplo, cuando la muestra se compone de un envase o una unidad. El número mínimo de muestras elementales que deberán tomarse del lote o sublote será de acuerdo al Cuadro 4.
  • 39. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” Cuadro 4. Número mínimo de muestras elementales que deben tomarse del lote o sublote Fuente: Reglamento CE N°333/2007 Las muestras elementales tendrán un peso análogo. El peso de una muestra elemental deberá ser de 100 g o 100 ml como mínimo, lo que dará como resultado una muestra global de al menos 1 kg aproximadamente. 5.2. Materiales y herramientas necesarios - Sacamuestras o caladores - Divisores: Divisor tipo boerner o cuarteador para reducir la muestra. - Bolsas de polietileno - Ligas o grapas para el sellado de las bolsas. 5.3. Instrucciones para el muestreo de almendras de cacao Basado en la Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 177:95 Si el cacao en grano que se va a muestrear se presenta en envases de distintos tamaños se deberá agrupar en lotes de acuerdo con la capacidad de los envases, es decir en cada lote deberá haber envases de una misma capacidad. El número de muestras elementales extraídas completamente al azar, estarán en función de lo indicado en el Cuadro 5. y serán tomadas en gramos. Las muestras elementales que en conjunto forman la muestra global, podrán ser de aproximadamente 100 a 1,000 gramos, las mismas que serán divididas de acuerdo al método de cuarteo, hasta obtener una muestra reducida de 1,500 a 2,000 gramos. Las muestras en los lotes para producto envasado o empacado se obtendrán: realizando un muestreo aI azar, para lo cual: se enumerarán las unidades del lote, se utilizarán los números aleatorios, y el número de muestras según lo establecido en la Tabla 1. La muestra se obtendrá de los envases, introduciendo el calador en un solo punto, este deberá penetrar por lo menos hasta la mitad diagonal del saco; y por lo menos en tres puntos seleccionados al azar. Peso o volumen del lote/sublote (en kg o l) Número mínimo de muestras elementales que deben tomarse < 50 3 ≥ 50 y ≤ 500 5 > 500 10
  • 40. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” Cuando por condiciones del sitio de almacenamiento no sea posible movilizar el producto, se podrá muestrear las caras visibles del lote. Siempre se utilizará un sistema de muestreo aleatorio, para lo cual el número de muestras elementales establecidas en la Tabla 1, serán divididas para el número de caras visibles del lote. Cuando el producto esté en movimiento, durante las operaciones de carga y descarga, la toma de unidades de muestreo se hará a base del tiempo que va durar el producto en movimiento, y se dividirá dicho tiempo para el numero de muestras elementales que se deben tomar de acuerdo a lo establecido en la Tabla 1. El resultado indica la frecuencia de la extracción. El lote de productos a granel se reducirá matemáticamente a sacos de (n) kilogramos y se aplicará la Tabla 1. Tabla 1. Numero de muestras elementales de cacao en grano Fuente: NTE INEN 177:95 Muestreo de Granos de cacao 5.3.1. Procedimiento para el muestreo de almendras de cacao Cuando las almendras de cacao se encuentren almacenadas en sacos, el muestreo se realiza obteniendo porciones de grano mediante la utilización de caladores cónicos de mano.
  • 41. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” Las dimensiones de los caladores cónicos será acorde con el tamaño del grano, tomando en cuenta el material y el tejido del empaque y observando que sus bordes laterales no tengan filo, para evitar al máximo daños al empaque y posteriores derrames al grano, la longitud del muestreador debe ser la suficiente para alcanzar el centro del envase y el grosor tal que permita el libre flujo del grano. Figura 15. Técnica de Extracción de muestras El muestreo se realizara de la siguiente manera: - Colocar la bolsa al calador para recibir la muestra. - Introducir el calador al centro del saco, tanto cuando se tenga acceso únicamente a la parte lateral, como cuando se tenga acceso a la parte frontal. La introducción del calador de mano en los sacos deberá ser hasta el mango y con una inclinación que permita que el grano fluya con rapidez. - Una vez que el calador se encuentre en el interior del saco, se procederá a drenar el grano con ligeros movimientos hacia dentro y hacia fuera. El número de movimientos hacia dentro y hacia fuera deberá ser igual para todos los sacos, para lograr que la proporción obtenida de grano en cada saco calado sea similar y la muestra sea más representativa. - Una vez extraída la porción de grano requerida, se deberá cerrar la abertura hecha por el calador corriendo los hilos de la trama del saco con la punta del Muestreador en forma de cruz a fin de evitar derrames del grano. - En caso que la muestra representativa supere los 1500 g, se realizara la homogeneización y reducción, mediante un equipo de Boerner (Figura 16) o utilizando la técnica del cuarteo.
  • 42. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” - La muestra reducida se dividirá como mínimo en 2 muestras iguales, y serán envasadas en bolsas de polietileno o de material impermeable completamente limpio y seco, lo cual debe cerrarse herméticamente hasta el momento de su análisis para evitar la influencia del medio ambiente. Figura 16. Equipo Boerner
  • 43. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” 6. MUESTREO DE PRODUCTOS DERIVADOS DE CACAO En este capítulo se establece los procedimientos para la extracción de muestras en pasta de cacao, en chocolates y polvo de cacao. 6.1. Consideraciones generales para el muestreo de derivados de cacao  La toma de la muestra representativa del lote de productos terminados deberá realizarse en un lugar que tenga protección contra la humedad, el polvo y otros contaminantes ambientales.  Los instrumentos usados en la toma de muestras deberán estar limpios, secos y libres de olores extraños.  La toma de muestras deberá realizarse de tal forma que las muestras obtenidas, los recipientes que las contengan y los aparatos usados en la extracción, estén protegidos contra cualquier tipo de contaminación.  Podrá usarse como unidad de muestreo el contenido total de un envase pequeño destinado a la venta al por menor, en cuyo caso el envase original no deberá abrirse o alterarse hasta el momento del análisis. 6.2. Instrucciones para el muestreo de derivados de cacao Según NTE INEN 0537 Según la Norma Ecuatoriana NTE INEN 0537, por el que se establece el muestreo de derivados de cacao. Las muestras deberán extraerse en función del tamaño del lote y de acuerdo a lo señalado en las Tablas 2 y 3. Las muestras serán escogidas al azar del lote, utilizando para esto una tabla de números al azar. Tabla 2. Muestreo para lotes con unidades de masa neta menor que 500 g Fuente: Norma Técnica Ecuatoriana (NTE INEN 0537)
  • 44. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” Tabla 3. Muestreo para lotes con unidades de masa neta de 500g o más. Fuente: Norma Técnica Ecuatoriana (NTE INEN 0537) - Las muestras obtenidas de acuerdo a lo señalado en la Tabla 2 se dividirán en el número de grupos establecidos en dicha tabla y las muestras obtenidas de acuerdo a lo señalado en la Tabla 3 se considerarán como un solo grupo. - Si el producto está envasado o envuelto en recipientes pequeños para la venta, la muestra debe formarse como se indica en la Tabla 2 y los recipientes no deben abrirse hasta el momento del análisis. - En el caso de chocolates o pasta de cacao, tomar el contenido de todas las unidades de un grupo, fundir por calentamiento a 55°C y mezclar completamente. Extraer una cantidad no menor de 500 g del producto fundido, mezclando las porciones representativas. De este material, tomar 250 g y dividir en tres partes iguales, cada parte así obtenida llevar a un envase para muestras y cerrar herméticamente. - Cuando se trate de cacao en polvo, se toma el contenido de todas las unidades de un grupo y se mezcla completamente. Se extrae alrededor de 360 g y se divide en tres partes iguales, cada parte así obtenida se lleva a un envase para muestras y se cierra herméticamente. Se forman así las muestras compuestas de ensayo. - Los tres envases conteniendo las muestras individuales y compuestas se enviarán, la primera al laboratorio de análisis, la segunda para el fabricante y la tercera deberá guardarse en un sitio acordado previamente para fines de arbitraje. - Los envases que contengan las muestras y sus sistemas de cierre, deberán estar perfectamente limpios y secos y deberán ser de material incapaz de modificar la composición natural del producto. - Cada envase deberá llevar el sello de cada uno de los encargados de la toma de muestras y una etiqueta que, con caracteres legibles e indelebles, lleve la siguiente información: • Nombre del productor o empresa • Identificación del lote y de la partida
  • 45. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” • Tipo de producto • Fecha de la toma de muestras • Masa estimada del lote • Lugar de la toma de muestras • Nombre y firma de la persona que toma la muestra Según el plan de muestreo del Reglamento CE 333/2007 El Reglamento CE 333/2007, establece los métodos de muestreo para alimentos, los mismos que han sido considerados en el Cuadro 5. Así mismo en el caso de lotes o sublotes que estén conformados por envases individuales o unidades como en el caso de Pasta o Licor de cacao, Polvo de cacao y Chocolates, se aplicara los criterios establecido en el Cuadro 5, en la cual indica el número de envases o unidades que deberán tomarse para formar la muestra global. Cuadro 5. Numero de envases o unidades (muestras elementales) que deberán tomarse para formar la muestra global si el lote o sublote está formado por envases individuales o unidades Fuente: Reglamento CE N°333/2007 Muestreo al azar Según INVIMA (2003), Con el método de muestreo al azar, una regla general que puede seguirse es recoger un numero de muestras equivalente a la raíz cuadrada del número de unidades del lote para el muestreo, Ejemplo: Para un lote de 36 cajas cada una de las cuales contiene 36 paquetes de 500 gramos aplicando el principio de la raíz cuadrada, el responsable del muestreo debe recoger 6 muestras de las 36 cajas seleccionando al azar las 6 cajas y asegurándose que estén representadas todas las cajas. Numero de envases o unidades del lote o sublote Numero de envases o unidades que deben tomarse ≤ 25 1 envase o una unidad como mínimo 26-100 Aproximadamente un 5%, 2 envases o unidades como mínimo >100 Aproximadamente un 5%, 10 envases o unidades como máximo
  • 46. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” Seguidamente de cada una de las cajas se extraerá al azar las unidades necesarias para la conformación de la muestra global. Es conveniente tomar muestras por lotes, ya que si se encuentra algo anormal en el producto, el seguimiento para determinar la causa y el alcance del problema, es más fácil. Por regla general cada una de las unidades que constituye la muestra debe pertenecer al mismo lote, ya que las muestras pertenecientes al mismo lote han sido procesadas bajo condiciones idénticas (equipos, día, turno y materias primas entre otros). 6.3. Recomendaciones para el muestreo de derivados de cacao  Las muestras extraídas deben ser representativas del total del lote. Siempre que sea posible, se recomienda realizar el muestreo de envases cerrados, para evitar el riesgo de contaminación. Si ello no fuera posible, ya sea por el tamaño del envase o la cantidad de muestra, se debe transferir asépticamente una porción representativa (tomando alícuotas de distintas partes) a un recipiente estéril, debiéndose registrar todos los datos que permitan la fácil identificación de la muestra.  Para recolectar la muestra, se recomienda utilizar envases limpios, secos, con cierre hermético, de boca ancha, esterilizados y de un tamaño adecuado, siendo preferibles los envases plásticos.  Se deberá tomar todo tipo de precauciones para evitar la contaminación de los derivados durante el muestreo.  Las muestras serán identificadas consecutivamente según hayan sido tomadas. Las muestras se protegerán contra los cambios en su composición, pérdidas y contaminación por impurezas, suciedad, etc.  El requisito básico es obtener una muestra de laboratorio representativa y homogénea sin que se produzca una contaminación secundaria. El material de muestra recibido por el laboratorio deberá usarse en su totalidad para preparar la muestra de laboratorio.  Toda muestra deberá colocarse en un recipiente limpio e inerte que ofrezca una protección adecuada contra la contaminación, contra la pérdida de analitos por adsorción en su pared interna y contra daños durante el transporte. Se tomarán todas las precauciones necesarias para evitar que se modifique la composición de la muestra durante el transporte o el almacenamiento.  El analista velará por que las muestras no se contaminen al prepararlas. Siempre que sea posible, el instrumental y el equipo que entren en contacto con la muestra no deberán contener los metales objeto de la determinación y deberán estar hechos de materiales inertes, por ejemplo plásticos como el polipropileno, el politetrafluoroetileno (PTFE), etc. Además, deberán limpiarse con ácido para minimizar el riesgo de contaminación. Podrá utilizarse acero inoxidable de alta calidad para los instrumentos cortantes.
  • 47. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados”  La persona responsable del muestreo deberá contar con la indumentaria adecuada (cofia, mandil, mascarilla, guantes y botas), con el fin de no contaminar el producto del lote.
  • 48. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” II. METODOS DE DETECCION DE CADMIO EN MUESTRAS DE SUELOS, AGUA, FERTILIZANTES, ALMENDRAS DE CACAO Y PRODUCTOS DERIVADOS
  • 49. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” 1. MÉTODOS Y TÉCNICAS DISPONIBLES PARA EL ANÁLISIS DE CADMIO El cadmio es considerado un metal pesado, y existen muchos elementos con la misma características por lo que se encuentran agrupados como metales pesados, y las normas internacionales han establecido las técnicas de análisis en base a metales pesados en general, en esta guía se adecuo la diversas técnicas debido a que no existe una norma específica para la determinación de cadmio en cacao y todas sus variantes. Según la Directiva 2001/22/CE de la comisión, por la que se fijan métodos de toma de muestras y de análisis para el control oficial del contenido máximo de plomo, cadmio, mercurio y 3-MCPD en los productos alimenticios, no se han establecido métodos específicos para la determinación de los contenidos de plomo, cadmio y mercurio, por lo que los laboratorios deberán usar un método validado que se ajuste a los criterios señalados en el punto 3.3.1. Cuadro 3 del anexo II de la directiva mencionada. (Ver Anexo). Para determinar la presencia de cadmio en cualquier tipo de muestra, la etapa más importante es la preparación de la muestra, para ello se utilizan diversas técnicas con el fin de extraer el elemento de interés, para ello se deben seguir algunas técnicas que se encuentran normalizadas por organizaciones internacionales como la EPA, ISO, AOAC, u otra técnica que se encuentre validada. Luego del tratamiento de las muestras, se realiza la detección según las técnicas analíticas recomendadas por las mismas organizaciones. En esta guía se ha considerado las diversas investigaciones realizadas tanto a nivel nacional como internacional, así como las técnicas utilizadas por los diversos laboratorios para el análisis de cadmio en muestras de suelos, agua y alimentos. Con el fin de estandarizar los métodos y técnicas utilizadas para la detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, tejidos, almendras de cacao y derivados. 1.1. Métodos de digestión de muestras Existen varias opciones para la preparación de la muestra, que en muchos casos depende de la matriz y la técnica de medición empleada. Sin embargo para análisis de metales en alimentos son comunes los procesos de digestión húmeda y seca, en algunos casos acelerados por radiación de microondas. La preparación de la muestra para el análisis de cadmio depende del tipo de matriz de las muestras, así como el método de cuantificación. Las dos técnicas más utilizadas son la digestión húmeda con ácidos y la técnica de calcinación seguida de lixiviación, la técnica de digestión húmeda utiliza una combinación de ácidos altamente puros (nítrico, clorhídrico, sulfúrico) junto con oxidantes tales como peróxido de hidrógeno, para ayudar a la digestión, esta técnica es comúnmente usada en la preparación de la muestra.
  • 50. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” La digestión acida asistida por microondas se utiliza ampliamente, esta técnica permite el uso de la muestra grandes (1-2 g) bajo condiciones de temperatura y presión controladas, permite reducir la contaminación y evitar las pérdidas del elemento durante la mineralización. La incineración en seco y la técnica de lixiviación se utilizan en una medida limitada, debido a que la calcinación a temperaturas por encima de 400°C puede inducir pérdidas de cadmio. 1.2. Métodos Analíticos para la determinación de Metales Pesados Existen diversas metodologías para la determinación de metales pesados, en su mayoría basadas en Técnicas electroquímicas y espectrométricas. Dentro de las técnicas espectrométricas las más conocidas y utilizadas son: Espectrometría de Absorción Atómica con llama (FAAS), Espectrometría de Absorción Atómica con Horno de Grafito (GFAAS), Espectrometría de Absorción Atómica con Generación de Hidruros (HG-AAS), Espectrometría de Absorción Atómica con Vapor Frío (CVAAS), Espectrometría de Emisión Atómica con Llama (F-AES), Espectrometría de Emisión Atómica con Plasma de Acoplamiento Inductivo (ICP-AES), Espectrometría de Masas con Plasma de Acoplamiento Inductivo (ICP-MS), Espectroscopía de emisión óptica de plasma acoplado inductivamente (ICP-OES). 1.3. Selección de los métodos y técnicas de referencia Utilizando como punto de partida la normativa existente junto a la experiencia de los laboratorios acreditados por INDECOPI en el Perú, así como la metodología utilizada en las investigaciones realizadas a nivel nacional e internacional, en materia de análisis de metales pesados específicamente en la detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, tejidos, almendras de cacao y derivados, se realizó una evaluación detallada de los métodos disponibles para el análisis de cadmio. Esta evaluación, cuyos resultados se resumen en el presente capítulo se ha desarrollado sistemáticamente de acuerdo a un estudio y valoración de las normativas y metodologías empleadas en las investigaciones realizadas para la determinación de cadmio en cacao y la respectiva comparación con la normativa disponible. Los parámetros que se deben considerar para la selección de una técnica analítica incluyen: el límite de detección y de sensibilidad, la precisión analítica, el rango de trabajo analítico, los problemas con las interferencias y el costo del análisis. A continuación se muestra un cuadro comparativo de ventajas y desventajas de los métodos más empleados para la detección de cadmio.
  • 51. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” Cuadro 06. Resumen de algunos métodos analíticos para determinar Metales Pesados Fuente: OMS, 2013 Como se observa en la Figura 17, los mejores límites de detección son alcanzados utilizando ICP-MS o GFAAS. La FAAS y la ICP-AES tienen límites de detección similares para la mayoría de los elementos. (FAO, 2013) MÉTODO VENTAJAS LIMITACIONES Espectrometría de absorción atómica por llama  Requiere solo conocimientos básicos de laboratorio  Prueba rápida  Tamaño reducido de la muestra con la copa de Delves (50–100 µl)  Bajo precio y bajos costos de funcionamiento  Relativamente pocas interferencias  Interfaz robusta  Límite de detección relativamente alto (~10 µg/dl)  Tiempo necesario para la pre concentración o digestión de la muestra si no se utiliza la cubeta de Delves.  Se necesitan muestras de gran tamaño para los métodos de nebulización.  No se puede dejar el equipo funcionando sin atención. Espectrometría de absorción atómica por horno de grafito  Buen límite de detección (<1–2 µg/dl)  Tamaño reducido de la muestra  Precio y costos de funcionamiento moderados  Moderada capacidad para analizar múltiples elementos  Relativamente pocas interferencias(aunque más que con la espectrometría de absorción atómica por llama)  Ampliamente utilizada, existen múltiples proveedores  La prueba lleva más tiempo  Requiere algo de experiencia de laboratorio (más que con la espectrometría de absorción atómica por llama)  Mayor potencial de interferencia espectral que con la espectrometría de absorción atómica por llama. Espectrometría de masa con fuente de plasma de acoplamiento inductivo  Límite de detección excelente (~0,1µg/dl)  Rapidez  Tamaño reducido de la muestra (50–100 µl)  Relativamente pocas interferencias espectrales, bien conocidas.  Permite mediciones isotópicas.  Método económico si se procesan grandes cantidades de muestras.  Capacidad para investigar más de un elemento.  Precio y costos de funcionamiento elevados  Requiere operadores altamente especializados
  • 52. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” Fuente: FAO, 2013 Figura 17. Límites de detección típicos para las principales técnicas espectrométricas La precisión que se puede obtener en forma rutinaria se encuentra en el siguiente rango: 0.5% para FAAS, ≈1.5% para ICP-AES, «3-5% para GFAAS y ≈ 2-3% para ICP-MS. La exactitud depende de la calidad de los estándares, el rango de concentración, la presencia de interferencias, el grado de contaminación, etc. Las interferencias químicas y espectrales no son por lo general un problema para la FAAS pero ocurren frecuentemente en la GFAAS. La ICP-AES sufre de interferencias espectrales especialmente cuando se analizan matrices complejas. La baja resolución de la ICP-MS también sufre de interferencias debido principalmente a los iones poliatómicos. Esto puede evitarse al utilizar instrumentos de alta resolución más nuevos pero más costosos. (FAO, 2013). 1.3.1. Métodos de extracción y técnicas analíticas de detección de cadmio en suelos  Métodos de extracción de cadmio en muestras de suelo Entre los métodos de extracción o preparación de muestras para la determinación de cadmio en suelos, se encuentran algunas normativas (Cuadro 07), las cuales están siendo utilizadas por los diversos laboratorios de análisis.
  • 53. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” Cuadro 07. Normas para la extracción de metales pesados (Cd y otros) Fuente: Elaboración Propia Dada la importancia de la etapa de extracción dentro del procedimiento de determinación de cadmio en muestras de suelo, se han comparado algunos métodos y normativas. En el Cuadro 08, se encuentran resumidos los aspectos más relevantes de algunos de los métodos, en la cual se proponen la utilización de agua regia (HCl:HNO, 3:1) como medio extractante en un procedimiento que incluye una primera fase de predigestión a temperatura ambiente (12-16 h) y una segunda etapa de digestión a reflujo (2 h). Agua regia y digestión a reflujo serán en consecuencia, las claves del método de referencia recomendado para la extracción de cadmio de las muestras de suelo. ISO 11466 Soil quality. Extraction of trace elements soluble in aqua regia (Calidad del suelo. Extracción de elementos traza solubles en agua regia) EPA3050 Acid digestion of sediments, sludges, and soils (Digestión ácida de sedimentos, fangos y suelos) EPA3052 Digestión en microondas utilizando una mezcla de HF y HCl NEN 6465 Tratamiento de muestras de fango, agua con fango y partículas atmosféricas para la determinación de elementos por espectrometría de absorción atómica tras digestión con ácido sulfúrico y ácido clorhídrico) Extracción de metales pesados
  • 54. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” Cuadro 08. Comparación de métodos de digestión de muestras de suelo para la determinación espectrométricas de metales pesados Fuente: IHOBE, 2013  Técnicas Analíticas de detección de cadmio en suelos En el Cuadro 09 se muestran algunas técnicas analíticas normalizadas disponibles para el análisis de cadmio en suelos. NEN 6465 EPA 3050 ISO 11466 BERROW[1] Tamaño de partícula 250 mm 150 mm 150 mm Peso de muestra Max. 0.5 g de materia Orgánica. 1-2 g 3.0 g 3.0 g Secado Si No Si Si Pre digestión No No >16 H >16 H Condiciones de digestión Agua destilada hasta 50 ml, + 4 ml HNO3 + 12 ml HCl. 2.5 H reflujo 10 ml HNO3 1:1, 10-15 min. + 5 ml HNO3 conc. + H2O2 hasta ox. Total + 5 ml HCl + 10 ml agua destilada 15 min. Reflujo. 0.5-1 ml agua destilada + 21 ml HCl + 7 ml HNO2. 2 H reflujo 2-3 ml agua dest. 7.5 ml/g HCl + 2.5 ml/g HNO3 2 H reflujo Preparación de disolución Trasvase, enjuague y enrase con agua destilada, filtración Enrasar con agua destilada, filtración. Enjuague 10 ml HNO3 0.5 M filtración lavado residuo insoluble HNO3 (mínima cantidad) enrase con agua destilada. Enjuague agua dest. Filtración, lavado con HNO3 12.5% a 50°C (Aprox. 2 m) y enrase con HNO3 12.5% Observaciones Descrito para lodos, polvo, etc. No específica para suelos. Patrones igual matriz. Matriz aprox. Conocida, elementos a determinar según técnica. Cd, Cr, Co, Cu, Pb, Mn, Ni, Zn Matriz para patrones desconocida Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Zn
  • 55. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” Cuadro 09. Normas para la determinación de cadmio en suelos Fuente: Elaboración Propia Actualmente las técnicas de ICP (Plasma Acoplado Inductivamente), con sus diferentes variantes, ha sido elegida como método de referencia para la determinación de metales pesados en muestras de suelo por los diferentes laboratorios de análisis en el Perú y en el mundo, así como también por algunas investigaciones realizadas con respecto a la determinación de cadmio en suelos. Sin embargo cabe mencionar que las investigaciones citadas en la tabla de valoración de estudios sobre la determinación de cadmio en suelos de cacao y otros, han utilizado las técnicas de Espectrometría de Absorción Atómica, (Ver Anexo 01), de los cuales la gran mayoría han sido realizados en laboratorios no acreditados por la autoridad competente. Por ello se recomienda los métodos analíticos utilizados por los laboratorios acreditados ante INDECOPI, para la determinación de cadmio en suelo, ver Cuadro 10. ISO/CD 11047-1 Calidad del suelo. Determinación de metales pesados por Espectrometría de absorción atómica con llama y sin llama. Parte 1: Determinación de cadmio) NEN 5762 Determinación del contenido de cadmio en suelo por espectrometría de absorción atómica (técnica de llama) tras digestión con ácido nítrico y ácido clorhídrico) EPA6010 B Espectroscopia de emisión atómica. Plasma acoplado inductivamente ICP AES EPA200.7 ICP AES EPA3050 B ICP AES APHA3113 B EAAS APHA3120 B ICP Determinación de cadmio
  • 56. “Guía Metodológica para el muestreo y detección de cadmio en suelos, agua, fertilizantes, almendras de cacao y productos derivados” Cuadro 10. Métodos Analíticos más utilizados para el análisis de cadmio en suelos Fuente: Elaboración propia Como técnica analítica de referencia para el análisis de cadmio en muestras de suelo, se recomienda las técnicas de Espectrometría de emisión atómica con plasma de acoplamiento inductivo ICP-AES (EPA 6010 B), ya que se encuentran disponibles en los laboratorios acreditados en el Perú. 1.3.2. Métodos de extracción y técnicas analíticas detección de cadmio en Agua  Métodos de extracción de cadmio en muestras de agua Los metales pesados en el agua, pueden determinarse adecuadamente por métodos instrumentales o colorimétricos. Existe una mayor aceptación por los métodos instrumentales debido a que son rápidos y los efectos matrices a menudo son controlables sin muchos procesos de separación. Para cualquier método que se aplique, se recomienda el pretratamiento específico de las muestras. En algunos estudios para la determinación de cadmio en agua, no fue necesario realizar una digestión acida de la muestra, únicamente las muestras fueron centrifugadas a 10,000 rpm durante 5 minutos para luego ser leídos directamente en el equipo de espectrometría, sin embargo según la normativa de la EPA 200.7, se debe realizar una digestión acida con HNO3 y HCl.  Técnicas analíticas de detección de cadmio en muestras de agua Para la detección y cuantificación de metales pesados como el cadmio, generalmente se emplean dos técnicas analíticas: la espectrofotometría de absorción y la de emisión atómica. Entre los métodos más utilizados por Laboratorios acreditados por INDECOPI en el Perú, se encuentran los métodos científicamente validados de la EPA y APHA Referencia (Laboratorio) Métodos de digestión de la muestra Métodos Analíticos Laboratorio Envirolab EPA 6010 B ICP AES Laboratorio SAG. Servicios Analíticos Generales EPA 200.7 ICP AES Laboratorio CERTIMIN EPA 3050 B ICP OES Laboratorio SGS EPA 6010 B ICP AES