TÉCNICAS DE MUESTREO

TÉCNICAS DE MUESTREO EN EL CAMPO Y EN EL LABORATORIO

La evaluación de la exposición a agentes químicos requiere disponer de métodos de toma de muestra y análisis que permitan conocer la concentración de los contaminantes en el aire ambiente de trabajo y/o la concentración de un contaminante o la de alguno de sus metabolitos o indicadores de efecto en determinados fluidos fisiológicos.

Los métodos analíticos deben estar descritos de forma que no ofrezcan duda en su interpretación sobre los pasos concretos que deben seguirse, y deben ser lo suficientemente exactos y precisos como para satisfacer el propósito para el cual son empleados. Es decir deben ser métodos validados.

Para la toma de muestras debemos tener en cuenta:

Protocolos de validación: utilizados con los requisitos exigidos a los métodos y los ensayos intralaboratorio e interlaboratorios para verificar que se cumplen dichos requisitos.

Métodos ambientales (MA): Métodos de toma de muestra y análisis para la determinación de concentraciones de agentes químicos en aire en el lugar de trabajo. Los métodos contienen en anexos los datos más relevantes de la validación del método.

Métodos biológicos (MB): Métodos para la determinación de la concentración de los agentes químicos o de sus metabolitos en sangre, orina y aire exhalado de los trabajadores laboralmente expuestos.

Criterios y recomendaciones (CR): como su propio nombre indica, recogen las líneas generales para la correcta aplicación de los métodos y procesos relacionados con el muestreo y análisis de agentes químicos.

METODOS PARA EL MUESTREO

Entre los métodos para muestreo nos encontramos:

Método Aceptado: Es un método que ha sido sometido a un protocolo de validación por organizaciones oficiales competentes en el área de la normalización de métodos analíticos, o bien ha sido adoptado como método recomendado por asociaciones profesionales dedicadas al estudio y evaluación de riesgos por agentes químicos, así como, aquellos métodos recomendados por la UE o basados en métodos ampliamente conocidos y utilizados por especialistas en este tipo de análisis.

También se encuentran dentro de este grupo aquellos métodos evaluados pero sobre los cuales no se han efectuado las pruebas interlaboratorios descritas en los protocolos de validación.

Método Recomendado: Es un método evaluado de acuerdo con el protocolo de validación correspondiente que incluye la realización de pruebas interlaboratorios entre los distintos laboratorios que colaboran en la validación del método.

FORMATO DE LOS MÉTODOS

Título: contiene el nombre del compuesto o compuestos a analizar, el tipo genérico de método de que se trata y la técnica analítica empleada para el ensayo.

Referencia: La referencia contiene la información necesaria para identificar el método y la fecha de edición o de su última revisión. El significado de las siglas utilizadas es el siguiente:

MTA: Método de toma de muestra y análisis.

MA: Método ambiental, para determinaciones en aire

MB: Método biológico, para determinaciones en medios biológicos

PI: Producto industrial, para determinaciones en materias primas y producto

A: Aceptado

R: Recomendado

La numeración de los métodos es correlativa e independiente dentro de cada tipo de método: ambiental, biológico y materia prima .

Fundamento del método: Indica los pasos o etapas principales del método. Están reseñados así mismo los principios básicos o las propiedades fisicoquímicas en las que se basa el método.

RECOLECCIÓN DE MUESTRAS EN EL CAMPO

Objeto y campo de aplicación

Contiene la información que permite hacer un juicio rápido sobre si el método es aplicable o no al análisis concreto considerado. Indica a qué compuestos es aplicable el método y dentro de qué límites puede ser utilizado sin efectuar modificaciones.

Toma de muestra

Hace referencia al procedimiento que debe ser seguido para obtener las muestras que serán analizadas posteriormente. Debe hacer referencia asimismo a las condiciones de transporte y conservación de las muestras.

Preparación de la Muestra

Extracción

Ø Liquido- liquido: En la extracción liquido-liquido existen tres tipos de separaciones que son extracción simple y extracción continua, utilizado para las muestras liquidas (agua y Bebidas) y la extracción soxhlet para muestras sólidas .

Ø Extracción en fase sólida: Se utiliza una especie de jeringa la cual esta acoplada a una caja sellada con diversos agujeros en la tapa para introducir la jeringa y tomar la muestra del sólido que dentro de esta se encuentra

Ø Supercrítica: Se utiliza un proceso comenzando con bala FSC continuando con una bomba a alta presión continuando con una cámara de extracción y una bomba auxiliar entre ambos equipos, por ultimo encontramos el sistema colector y el restrictor.

Limpieza (clean up)

El extracto se pasa por una columna rellena de florisil, gel de sílice o alumina y se separan los componentes de la muestra que dan interferencia. Picos en el cromatógrama que solapan con los de los analitos.

Concentración

Después de la extracción y limpieza la muestra suele quedar diluida, el disolvente se elimina por evaporación en vació o mediante el paso de una corriente de nitrógeno.

Derivatización

Modificar la molécula de los analitos mediante una reacción química para facilitar el análisis por cromatografía. En cromatografía de gases se forman derivados para aumentar la volatilidad.

COMPUESTO	DERIVADO
Acido carboxílico	Ester
Alcohol	Metilsilil
Amina	Metilsilil
Carbonilo	Oxima

PROCEDIMIENTO DE ANÁLISIS

Se detallan los pasos del procedimiento analítico completo: la limpieza del material a utilizar, si éste requiriese algún tratamiento especial, el procedimiento de preparación de blancos, muestras y patrones, la calibración y la determinación.

Cálculos: Comprende las operaciones matemáticas transformaciones y correcciones de cualquier tipo que haya que efectuar desde que se obtiene la lectura de la señal en el instrumento de análisis correspondiente hasta que se ofrece el resultado final del análisis.

Precisión: Vendrán descritas aquí las características del método obtenidas en el proceso de validación: precisión, exactitud, intervalo de trabajo, límite de detección, etc. El conocimiento de estos valores es determinante para decidir si el método se ajusta o no a nuestros requerimientos analíticos.

EJEMPLO

Determinación de óxido de dinitrógeno en aire

Método de captación en bolsas inertes /Cromatografía de gases

Presentación

El óxido de dinitrógeno es el gas anestésico más utilizado, siendo muchas las personas que están directamente expuestas a él (personal de quirófanos y de salas de reanimación, dentistas, veterinarios, etc.)

Existen en la bibliografía muchos estudios epidemiológicos que describen los posibles riesgos para la salud que puede reportar la exposición crónica a óxido de dinitrógeno: aumento de abortos espontáneos, malformaciones congénitas, problemas hepáticos, renales y neurológicos, entre otros. Sin embargo, los estudios más recientes indican que en realidad los únicos efectos demostrados hasta el momento son una ralentización de los procesos de desarrollo, crecimiento y aprendizaje en animales expuestos a concentraciones ambientales de óxido de dinitrógeno equivalentes a las existentes como residuales en los quirófanos.

Para poder medir estas concentraciones residuales se ha puesto a punto el método "Determinación de óxido de dinitrógeno en aire. Método de captación directa con bolsas inertes y análisis por cromatografía de gases". Este es un MÉTODO ACEPTADO por el Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo (INSHT). Como MÉTODO ACEPTADO se entiende un método utilizado por el INSHT y que ha sido sometido a un protocolo de validación por organizaciones oficiales competentes en el área de normalización de métodos analíticos, o bien ha sido adoptado como método recomendado por asociaciones profesionales dedicadas al estudio y evaluación de riesgos por agentes químicos, aSj como, aquellos métodos recomendados por la CEE o basados en métodos ampliamente conocidos y evaluados por especialistas en este tipo de análisis.

Objeto Y Campo De Aplicación

Se describe en este método el procedimiento a seguir y el equipo necesario para la determinación de óxido de dinitrógeno (Nº CAS 10024-97-2) en ambientes laborales (quirófanos, salas de reanimación), mediante captación de las muestras de aire en bolsas inertes y análisis por cromatografía de gases, en los intervalos de concentraciones de 10 ml/m3 a 1200 ml/m³.

El límite superior del intervalo útil depende del nivel de saturación del detector.

El límite inferior del intervalo útil depende del nivel de ruido del detector y las interferencias en el análisis cromatográfico.

Se considera como interferencia cualquier compuesto, que presente el mismo o próximo tiempo de retención que el compuesto a analizar.

Fundamento Del Método

La muestra se recoge llenando una bolsa de muestreo mediante una bomba personal provista de un dispositivo impulsor u otro método equivalente. Mediante una válvula o jeringa de gases se introduce la muestra en un cromatógrafo de gases equipado con un detector de captura de electrones.

A partir de las áreas obtenidas se leen en la recta de calibración las concentraciones ambientales correspondientes.

Reactivos Y Productos

Ø Gases

· Nitrógeno purificado

· Aire purificado para la preparación de patrones.

Ø Reactivos

Todos los reactivos deben ser de calidad analítica.

· Oxido de dinitrógeno 99,5 %

Disoluciones patrón para la calibración multinivel

Se preparan cinco patrones diferentes añadiendo a una jeringa de un litro de capacidad (4.2.2) llena con aire purificado (3.1.2), diferentes cantidades de óxido de dinitrógeno, a fin de obtener disoluciones patrón en concentraciones que cubran el intervalo de aplicación del método. Dichas concentraciones se deben expresar en términos de ml/m³.

APARATOS Y MATERIAL

Ø Aparatos y material para la toma de muestras.

· Bomba de muestreo. Se requiere una bomba de muestreo portátil capaz de mantener un funcionamiento continuo durante todo el tiempo de toma de muestra. El caudal de la bomba ha de mantenerse constante dentro de un intervalo ±5%.

Para conectar la bomba y la bolsa se utilizará un tubo de goma ó plástico de longitud y diámetro adecuado a fin de evitar estrangulamientos y fugas en las conexiones.

Para la calibración de la bomba se utilizará preferentemente un medidor de burbuja de jabón.

· Bolsas de muestreo. Se utilizarán bolsas de 5 capas y 5 I de capacidad, provistas de una válvula de cierre y apertura y de un séptum para poder tomar alícuotas para su inyección en el cromatógrafo.

Las bolsas pueden ser utilizadas de nuevo después de su análisis, previa limpieza de las mismas mediante la aplicación de vacío y llenado con nitrógeno purificado (3.1.1) dos veces como mínimo.

Ø Aparatos y material para el análisis

· Recipiente Jeringa ó bolsa adecuada para almacenar el óxido de dinitrógeno de donde se tomará la alícuota para la preparación del patrón.

· Jeringa de 1l de capacidad para preparar las disoluciones patrón de óxido de dinitrógeno en aire.

· Jeringas de gases para la preparación de patrones e inyección de las muestras en el cromatógrafo.

· Cromatógrafo de gases equipado con detector de captura de electrones.

· Columna cromatográfica de vidrio de 4 m de longitud por 4 mm de diámetro interno, rellena con Porapak Q de 80/100 mallas.

· Integrador electrónico u otro modo equivalente para la medida de las áreas de los picos cromatográficos.

TOMA DE MUESTRAS

Ø Calibrar la bomba portátil en condiciones representativas de la toma de muestra, utilizando un medidor de burbuja de jabón. El caudal impulsor de la bomba depende del tiempo de muestreo, de la capacidad de la bolsa y de las características de la bomba.

Ø Elegir una localización adecuada del muestreo, de acuerdo a las características y condiciones del local.

Ø Conectar la bolsa con la bomba mediante un tubo inerte, abrir la bolsa y poner en marcha la bomba. Se debe controlar la duración del muestreo para que no se sobrepase el volumen de la bolsa.

Ø Una vez efectuada la toma de muestra, la bolsa debe cerrarse cuidadosamente.

Ø Las muestras deben analizarse dentro de las tres semanas siguientes a su captación (véase tabla 1 del anexo A).

PROCEDIMIENTO DE ANÁLISIS

Ø Calibración: Cada una de las cinco disoluciones patrón preparadas según 3.3 se analizan por triplicado en las mismas condiciones que las muestras, intercalando inyecciones de blancos de aire. La curva de calibración se construye representando en una gráfica la concentración del óxido de dinitrógeno en ml/m3 frente a las áreas promedio del pico del analito.

Ø Análisis cromatográfico

· Condiciones cromatográficas: Las condiciones de trabajo con la columna cromatográfica descrita anteriormente son las siguientes:

v Temperatura del inyector: 100°C

v Temperatura del horno: 60°C

v Temperatura del detector: 250°C

v Gas portador, Nitrógeno: 35 ml/min

v Gas auxiliar, Nitrógeno: 40 ml/min

· Inyectar 1 mi de muestra en el cromatógrafo e intercalar las inyecciones de patrones. Todas las inyecciones deben realizarse por triplicado.

CÁLCULOS

Leer la concentración en ml/m3 de cada una de las muestras en la curva de calibración.

PRECISIÓN

El coeficiente de variación, calculado a partir de los datos intralaboratorio de análisis de muestras reales de óxido de dinitrógeno, es inferior a 6% en todo el intervalo de aplicación del método (véase tabla 2 del anexo A).