Single-channel calculation

En el análisis de la linealidad para aluminio, selenio y hierro se obtuvo el coeficiente de correlación al cuadrado (r2), el cual tuvo un valor de 0.8529, 0.9865 y 0.9637 respectivamente; según Sierra et al. (2010) si un r2 _{es igual o mayor a 0.995 se considera que hay un buen ajuste. En este estudio, el}

r2 está por debajo del valor ideal, lo cual indica que no hay una proporcionalidad adecuada entre el analito y la respuesta generada, por este motivo se decidió realizar el test de t de student, puesto que es un método con mayor robustez para el análisis de este tipo de datos. El análisis estadístico demostró que existe correlación lineal para cada una de las curvas de los tres metales, lo cual indica que la linealidad se cumple.

Además, se realizó un análisis estadístico, el cual demostró que para 9 réplicas no había una distribución normal de los datos (prueba de Shapiro-Wilk), y al hacer un análisis de varianzas se comprobó que no existen diferencias estadísticamente significativas entre las réplicas (prueba de Kruskal-Wallis). Este resultado fue el mismo para aluminio, selenio y hierro.

Para el caso de los límites de detección y cuantificación de cada uno de los metales estudiados, se realizaron las determinaciones desarrolladas por Eurachem (2005) y la Universidad de Buenos Aires (UBA), obteniendo los mayores valores para el caso de selenio, con un límite de detección de 1.44 ppm y un límite de cuantificación de 2.41 ppm, lo cual indica que el método no detecta ni cuantifica concentraciones del metal menores a las mencionadas, por lo tanto, con el fin de reducir estos límites se podría plantear la espectrofotometría de absorción atómica con generación de hidruros (HG-AAS) para leer este metal a menores concentraciones (del orden de µg/L) y con ellos mejores los límites de detección (Morand et al. 2002).

Con respecto a los límites de aluminio, se obtuvo un valor de 0.25 ppm como límite de detección, y 0.42 ppm para límite de cuantificación, en donde las lecturas de los blancos arrojaron valores cercanos al cero, muy similares entre sí, lo cual se refleja en la desviación estándar hallada para este metal, siendo ésta la menor de los tres metales evaluados, con un valor de 0.000167.

Los datos arrojados para hierro, revelaron un límite de detección de 0.06 ppm y un límite de cuantificación de 0.10 ppm, siendo el método para hierro, el que tuvo ambos límites con los menores valores. Esto se puede relacionar con el poco uso que se le ha dado a esta lámpara, en comparación a las demás, siendo estos datos los más cercanos a los límites que plantea el manual del equipo, ya que este último señala un límite de detección de 0.06 ppm.

Para aluminio y selenio, se obtuvieron porcentajes de error promedio de 14.7% y de 9.7, respectivamente, tal como se muestra en la Tabla 4; al ser estos resultados mayores al 5%, se considera que la exactitud del método analítico es baja (Harvey, 2002). Se debe tener en cuenta que dos concentraciones experimentales en el caso de selenio fueron mayores a la concentración teórica como se muestra en la Tabla 4, esto puede deberse a una saturación del sistema, la cual puede

encuentra un porcentaje de recuperación de 2.5%, lo cual indica que el método analítico es moderadamente exacto, puesto que se encuentra entre el 1% y el 5%, según lo planteado por Harvey (2002).

En el análisis de la precisión sólo se calculo la repetibilidad, puesto que para evaluar la reproducibilidad era necesario variar las condiciones de los laboratorios, reactivos, material y equipos, lo cual no se logro realizar en este trabajo. Para la repetibilidad se realizaron dos curvas de calibración por metal, las cuales se llevaron a cabo bajo las mismas condiciones. En general el coeficiente de variación (CV) no debería ser mayor al 5% para el análisis de impurezas (AEFI, 2001); los resultados de aluminio presentan en todas las concentraciones un CV mayor al 5%, en el caso de selenio y hierro se presenta un CV mayor al 5% en las menores concentraciones de la curva de calibración (5 y 0.06 ppm, respectivamente) como se muestran en la Tabla 6 y 7; esta alta variabilidad es producida por efecto de las bajas concentraciones, en donde se asegura que los coeficientes de variación aumentan a medida que disminuye la concentración del analito (ISP de Chile, 2010); para las demás concentraciones de hierro y selenio hay evidencia de una adecuada precisión. Analizando los coeficientes de variación de selenio, se puede decir que hay una buena precisión, sin embargo, se tiene una baja exactitud, esto es posible ya que la precisión está relacionada con la dispersión de una serie de mediciones, pero no da ninguna información sobre lo cerca que está una medición del valor verdadero (AEFI, 2001), en el caso de hierro, se cumple con una exactitud moderada, además se obtiene una buena precisión de los datos, mientras que para aluminio no se evidencia exactitud ni precisión. Los métodos de concentración por rotaevaporación y liofilización se evaluaron empleando el porcentaje de recuperación, lo cual mostró que la rotaevaporación en promedio tiene un porcentaje de recuperación de 65%, esto es un 17% menos de recuperación en comparación a los resultados que se muestran en el estudio de Rodríguez (1999), aunque en general las condiciones fueron similares entre ambos estudios, no hay evidencia si en el estudio de Rodríguez se utilizó alguna técnica de conservación de muestras para evitar la baja solubilización y adherencia de los metales al material de vidrio, igualmente no se específica el tipo de vidrio que fue el utilizado. Sin embargo el 65% de recuperación alcanzado en este estudio, posiblemente se dio por la adherencia de los metales al material de vidrio, aunque se haya usado ácido nítrico para la conservación de las muestras y lavado del material.

Para los estudios de mutagenicidad y genotoxicidad, el método de rotaevaporación es empleado para la eliminación de los solventes orgánicos que son usados para eluir las muestras concentradas por medio de resinas XAD 2 y XAD 8 (Carraro, 2000); sin embargo no se usa para concentrar directamente el analito. Lo mismo sucede en el procedimiento de Guzzela (2002), en el cual la rotaevaporación es usada para eliminar las sustancias usadas en la elución de los cartuchos C18.

Griffol (1992) y Dutka (1981) usan el método de rotaevaporación, para luego filtrar las muestras y agregar DMSO. En estos estudios se logra ver la eficiencia de la concentración, pero son realizados para un conjunto de agentes contaminantes diferentes a los metales.

Como un método de concentración alterno para metales, se propuso y se evaluó la liofilización, este procedimiento fue propuesto por el director de este trabajo (Luis Gonzalo Sequeda), ya que no se ha

reportado para concentrar muestras que contengan analitosde interés que vayan a ser posteriormente cuantificados; usualmente su uso está ligado a la industria de alimentos y farmacéutica, en donde es utilizado para reducir volumen, envasado de algún producto, conservación de muestras o alimentos, por este motivo se realizó un ensayo para observar la recuperación que este método tiene para concentrar aluminio, selenio y hierro, encontrándose que este presenta un porcentaje de recuperación promedio del 85% para selenio y hierro, en el caso del aluminio los resultados presentaron una alta variación puesto que durante el estudio se evidencio la deficiencia de la lámpara de aluminio, por esto los datos de este metal no se incluyen en el promedio anterior. El resultado de 85% en la liofilización puede deberse a que el proceso favorece la eliminación de agua sin alterar los componentes de la muestra, quedando intactos en el concentrado. Es posible que este método arroje un porcentaje de recuperación mayor, si el material volumétrico usado fuese de teflón, para evitar adherencia de los analitos a las paredes internas del material. Se evidencia que esta técnica supera a la rotaevaporación en un 13%, lo cual puede ser posible ya que el proceso de rotaevaporación se realiza en material de vidrio, lo cual hace que se presenten mayores pérdidas de metales por adherencia.

En cuanto a los resultados obtenidos para las muestras de agua potable recolectadas, no hubo detección de selenio en las muestras antes y después de rotaevaporar, ya sea porque no se encontraba en las muestras, o debido a que los límites de detección y cuantificación para el método de selenio son los más altos como se muestra en la Tabla 2, y no se esperan concentraciones muy altas en agua potable para este metal (Mehdi et al., 2013); por lo tanto, no fueron detectados en las muestras analizadas en este estudio, sin embargo este análisis se hizo directamente sin el uso del generador de hidruros, lo cual influye en gran medida en la determinación de este metal.

Para la determinación de aluminio, se encontró presencia de este metal en todas las muestras de Usme, y en tres muestras de la Universidad Javeriana como se muestra en la Tabla 13, logrando un porcentaje de recuperación promedio de 64% con este método. Esto puede explicarse debido al uso de este elemento en forma de sal, como coagulante (OMS, 2006), o por la liberación de aluminio debido a la lluvia ácida, que hace que éste pueda movilizarse en corrientes de agua (Exley et al., 2002; Crisponi G, 2012).

La Resolución 2115 del 2007, señala que el valor máximo permisible de aluminio en agua potable es de 0.2 mg/L, este valor se ve sobrepasado en tres muestras antes de ser rotaevaporadas, como se muestra en la (Tabla 13) (Usme 12 -06, Usme 14 -06 y PUJ 14 – 06), estos valores pueden ser el resultado de un exceso en el uso de coagulante en el proceso de potabilización. Sin embargo se debe tener en cuenta que el límite de detección del aluminio en el sistema en este estudio es de 0.25 ppm Tabla 1, por lo cual, para este metal no se pueden obtener datos confiables por debajo de este límite de detección. Las implicaciones que tiene el aluminio al encontrarse en una mayor cantidad a la permitida es la aparición de síntomas como inhabilidad para concentrarse, pérdida de la memoria, cambios en la personalidad, depresión, alucinaciones visuales y/o auditivas, debilidad, fatiga, convulsiones epilépticas, entre otros (Crisponi et al., 2013).

recuperación considerable y que en muestras en donde no se detectó el metal al inicio si se detectó después de realizar la concentración por rotaevaporación, lo cual indica que aunque no se detecte al inicio del análisis con ayuda de la concentración se puede determinar con facilidad aluminio y hierro.

La Resolución 2115, también establece que el valor máximo aceptable de hierro en agua potable es de 0.3 mg/L, el cual es sobrepasado al inicio del tratamiento, en 6 de las 10 muestras recolectadas (Tabla 11), estos valores indican que el agua que se usa para el consumo no cumple con la normativa actual, esto puede presentarse al igual que el aluminio por la mala dosificación del floculante al momento de su adición, ésta es una de las razones planteadas por la OMS. Incluso, las concentraciones que se encontraron por debajo de lo establecido, pueden significar un peligro potencial para la salud, ya que el hierro tiene la capacidad de acumularse lentamente en los tejidos del cuerpo (Hotz, 2012), llegando a causar enfermedades a largo plazo, incluido el estrés oxidativo inducido por hierro (Barton et al. 1998).

Finalmente, se logró determinar la presencia de hierro en todas las muestras recolectadas en el estudio, obteniendo un porcentaje de recuperación promedio del método del 69%. Su presencia en el agua no se debe solamente a su uso como agente coagulante en el proceso de potabilización, sino también por la corrosión de las tuberías durante la distribución del agua a los hogares (OMS, 2006).

Al lograr un aumento en la concentración de los contaminantes analizados en este estudio, mediante la técnica de rotaevaporación, se podría llegar a utilizar este método para la evaluación de mutagenicidad y genotoxicidad; sin embargo, aparte de la determinación de los analitos en estudio, se midió al final del proceso el pH de las muestras tratadas, encontrándose valores inferiores a 1, según la escala de la prueba; un pH tan bajo afecta el crecimiento adecuado de los organismos empleados como indicadores de toxicidad, y pueden generar falsos positivos; por este motivo si se requieren las muestras para realizar bioensayos, se deberá hacer la evaluación de proceso con otro material para no acidificar las muestras y lograr comparar los resultados obtenidos con los arrojados por este estudio.

En general, se puede afirmar que los resultados de hierro fueron mejores en comparación a los resultados de aluminio y selenio, esto se debe en su mayoría a que la lámpara de hierro tiene un menor tiempo de uso. Esto se vio reflejado al momento del ajuste del equipo, ya que para las lámparas de aluminio y selenio se tenía que colocar una mayor corriente para poder arrancar el proceso y la ganancia promedio obtenida era de 26%, en cambio para la lámpara de hierro no hubo problemas en el ajuste, y la ganancia promedio era del 84%.

Es importante tener en cuenta que al igual que la exactitud, la precisión se ve afectada por los factores que influyen directamente sobre la relación entre la señal y el analito (Harvey, 2002), por este motivo es de esperarse que la señal deficiente que emite la lámpara de aluminio por el desgaste que presenta, afecte directamente las mediciones.

8. CONCLUSIONES

Se realizó una validación preliminar de la técnica de rotaevaporación como método de concentración para aluminio, selenio y hierro, evaluando los parámetros de selectividad, linealidad, exactitud, precisión en términos de repetibilidad, límites de detección y de cuantificación.

Analizando las dos técnicas puestas a punto para concentrar aluminio, selenio y hierro, se encontró que el porcentaje de recuperación promedio para la rotaevaporación y liofilización es de 66% y 85% respectivamente, se puede ver, entonces, que el método de concentración por liofilización es un 19% mejor que la rotaevaporación.

Los resultados de las Tablas 11 y 13, muestran que se halló hierro y aluminio en muestras donde al inicio no son detectados, e igualmente se evidenció concentración del analito en muestras que presentaban concentraciones bajas antes de rotaevaporar o liofilizar; esto demuestra que las técnicas cumplen con el objetivo de recuperar metales en muestras de agua potable que se encuentran por debajo del límite de detección.

El pH menor a 1 de las muestras concentradas por ambas técnicas, hace que no sea posible la realización de ensayos de mutagenicidad y genotoxicidad a partir de dichas muestras, debido a la susceptibilidad de los organismos indicadores al bajo pH.