Análisis comparativo entre la vía húmeda y seca de la preparación de las muestras de sedimentos

Edición Junio de 2013

REVISTA INFORMATIVA

EL

ALICANTO ALICANTO COLOMBIA S.A.S

Comportamiento y control de los gastos permisibles en la etapa de exploración geológica de acuerdo a estándares internacionales. PhD. Jorge Cruz Martín.

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ESTUDIO SOBRE MEDICIONES AMBIENTALES nivel de presión sonora

Análisis comparativo entre EN EL MACIZO DE SANTANDER, la vía “húmeda” y “seca” de preparación de las muestras de sedimentos. Resumen

Por: M.Sc.,P.Geo.RicardoValls

El muestreo de sedimentos es uno de los métodos más ampliamente utilizados en los levantamientos geológicos regionales y las búsquedas orientativas. Sin embargo, no existe un criterio unificado sobre cómo preparar las muestras para los análisis existiendo en la actualidad dos vías de preparación: la húmeda y la seca. La vía seca es la más comúnmente utilizada, pero la vía húmeda tiene también sus defensores. En este trabajo comparé estadísticamente ambos métodos usando pruebas de analogía así como el cálculo de algunos parámetros de comparación entre los dos métodos. Este análisis demostró que la efectividad de ambos métodos es análoga para el grado de sensibilidad y reproducibilidad de la técnica analítica empleada (análisis espectral semicuantitativo de 18 elementos en cabina de esparcimiento en los laboratorios de la Empresa Santa Clara, Cuba, 1989), si bien la vía húmeda garantiza una muestra más libre de impurezas mecánicas artificiales y reduce la presencia de calcio, elemento sumamente “nocivo” en el análisis espectral. Figura 1 . Área de los trabajos experimentales.

Si bien este trabajo se basa en datos tomados por el autor y su grupo de trabajo hace muchos años, la validez del mensaje se mantiene razón por la cual la ofrecemos a nuestros lectores.

Diseño experimental

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En tres zonas de las planchetas Santa Clara y Potrerillo en Cuba Central (Fig. 1), se tomaron muestras de sedimentos con un peso superior a los 0.50 kg, en arroyos intermitentes de fácil acceso.

Las muestras fueron homogenizadas y cuarteadas directamente en el campo usando una batea plástica. De cada punto de muestreo se tomaron dos muestras cada una de 0.25 kg para ser procesadas por las vías en estudio. Para eliminar o disminuir lo más posible la influencia de otros factores, todas las muestras se tomaron a 0.20m de profundidad, siempre en la zona .

superacuática de la primera terraza de los arroyos. Los trabajos se completaron en el transcurso de un mes el cual se caracterizó por la ausencia casi total de precipitaciones. Tomamos en total 186 muestras de las cuales 38 correspondían a zonas altamente mineralizadas (arroyos provenientes de la mina de cobre porfídico San Fernando), 78 de zonas potencialmente perspectivas para la mineralización (tobas y serpentinitas con claros indicios de alteración hidrotermalmetasomática) y 70 de zonas estériles (tobas y rocas terrígeno-carbonatadas estériles).

Métodos de preparación El método tradicional (vía “seca”) de preparación de las muestras de sedimentos (A.C. U.R.S.S., 1983) consta de los pasos siguientes: 1. Secado de la muestra al Sol o en un horno a baja temperatura. 2. Tamizado de la muestra a 0.5 – 1 mm, 3. Pulverización de la muestra hasta 0.076mm (200 Mesh). 4. Análisis espectral semi-cuantitativo de la muestra. La vía “seca” no puede evitar la inclusión de “impurezas” menores de 0.5mm tales como restos de vegetales y animales (raíces, conchas, etc.), así como fragmentos de diversos metales (clavos, placas de zinc de tejados, “perlets” de plomo, alambres de cobre, etc.), sin contar con la presencia de arenas y fragmentos de rocas generalmente estériles que empobrecen la muestra y que frecuentemente aportan cantidades significativas de calcio, elemento muy nocivo para los análisis espectrales semicuantitativos dadas sus propiedades decrepitantes y la interferencia que realiza sobre las longitudes de onda del zinc en la placa espectral. La vía húmeda, tal como fue aplicada por nosotros, constó de los pasos siguientes: 1. La muestra se dejó en remojo en un pozuelo plástico de un día para el otro.

2. Posteriormente, se lava la muestra sobre un tamiz de 200 Mesh, recogiéndose en un cubo plástico el agua arcillosa. Sobre el tamiz quedan todas las impurezas relacionadas anteriormente. 3. Se espera a que se asiente la arcilla, o se añade un floculante como el sulfato de aluminio, para acelerar el proceso, o se filtra el material, y luego se decanta el agua sobrante. El concentrado arcilloso se seca en un horno a baja temperatura. 4. Una vez seca, la muestra se pulveriza fácilmente a 200 Mesh y se somete al mismo tipo de análisis espectral. La vía húmeda permite muestrear la fracción limo-arcillosa libre totalmente de impurezas mecánicas. El proceso puede hacerse directamente en el campo, siempre que exista agua en el arroyo y de esa forma se elimina gran parte del proceso de preparación de la muestra (Arauz, 1986: 50 y ss).

Procesamiento de los datos Los dos conjuntos de muestras se sometieron a análisis espectral s-c de 18 elementos en cabina de esparcimiento. Las placas fueron interpretadas en el Laboratorio provincial de la expedición Santa Clara por asesores búlgaros. Dado que es evidente que la muestras preparadas por la vía húmeda son más “puras”, el objetivo del análisis fue el de demostrar si se perdía o no información durante el proceso de lavado de la muestra. Para ello, se siguió el siguiente esquema de procesamiento de los datos: 1. Los resultados se agruparon en tres (estéril, potencialmente mineralizado, y muy mineralizado), determinándose en cada caso la presencia de valores huracanados (Valls, 2012), los cuales fueron eliminados de los cálculos. 2. Se estableció la ley de distribución para cada grupo por medio del criterio de asimetría y exceso (Kashdan, 1975).

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3. Se calcularon los estadígrafos básicos usando un software llamado MICROSTAT.

Resultados

La similitud entre los resultados se comprobó de cuatro formas independientes:

Los resultados de este estudio se presentan en las tablas 1 a la 6 y se anexan en un fichero Excel siguiendo este link.

a. Promedio de intervalos de diferencia (Iđ). b. Diferencia de los valores promedios (ΔẊ). c. Criterio de analogía de Student (t). d. Criterio de analogía de Fisher (F).

Tabla  1. Estadígrafos de la zona no mineralizada, n=35 pares

Promedio de intervalos de diferencia (Iđ) Para determinar el valor de este criterio no paramétrico, se establece primeramente losintervalos de diferencia entre cada par de resultados. La escala espectral que usó el Laboratorio Provincial de Santa Clara fue de 1, 2, 3, 4, 6, y 8. Esto implica, por ejemplo, que entre los valores 40 y 100 hay tres intervalos de diferencia.

Tabla  2. Analogía entre los elementos en la zona no mineralizada, n=35 pares.

Tabla 3 . Estadígrafos de la zona parcialmente mineralizada, n=39 pares.

La suma absoluta de todas las diferencias, dividida entre la cantidad de pares de muestras analizadas, es igual al parámetro Iđ que se estima. De acuerdo con el error “aceptable” de este tipo de análisis, los valores de Iđ superiores a dos intervalos son considerados como divergentes.

Tabla  4. Analogía entre los elementos de la zona parcialmente mineralizada, n=39 pares.

Diferencia de los valores promedios (ΔẊ). La diferencia de los valores promedios expresada en porcientos para ambos métodos no deberá ser superior al 30% para ningún elemento. Este límite corresponde con el grado de exactitud teórico del análisis espectral s/c en el laboratorio empleado.

Criterio de analogía de Student (t) y Fisher (F).

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El empleo de estas pruebas es más para anteriores criterios que propiamente como un criterio de analogía. Esto se debe al carácter discreto y el alto grado de subjetividad de los análisis espectrales s/c, todo lo cual debilita la eficiencia de ambas pruebas.

Tabla  5. Estadígrafos de la zona muy mineralizada, n=19 pares.

Tabla  6. Analogía entre los elementos de la zona muy mineralizada, n=19 pares.

Discusión de los resultados

Agradecimiento

Las tablas 2, 4, y 6 muestran que los resultados obtenidos por ambas vías de preparación son análogos, por lo que se puede afirmar que no se pierde información durante el procesamiento de la muestra por la vía húmeda. Las mayores diferencias se observan cuando la concentración del elemento es baja, aunque esto pudiera deberse al componente humano en el proceso de interpretación de las curvas espectrales.

Aprovecho para agradecer al Ing. Héctor Nuñez, quien fue mi compañero de trabajo en la Empresa de Santa Clara y quien participó activa mente en el procesamiento de los datos. También al Ing. Orestes Romero, geoquímico también de la misma empresa, por sus críticas y sugerencias a este trabajo.

Las tablas 1, 3 y 5 muestran que los valores promedios obtenidos por la vía húmeda en las muestras potencialmente mineralizadas y muy mineralizadas son ligeramente superiores a los obtenidos por la vía seca. Para las mestras de las zonas estériles, dicha relación no existe o es inversa.

Conclusiones y recomendaciones Los resultados obtenidos permiten llegar a las siguientes conclusiones y recomendaciones: 1. La vía húmeda permite obtener una muestra más pura de la fracción fina de la muestra. 2. El proceso de preparación no afecta los resultados de los análisis. 3. La preparación de la muestra podría hacerse directamente en el campo ahorrando el costo y tiempo de preparación de las muestras.

References A.C. U.R.S.S., 1983: Instrucciones para los trabajos geoquímicos (original en Ruso), Moscú, Editorial Nedra, 266 p. Arauz, Alejandro J., 1986: Evaluation of stream sediments in areas of known mineralization, San Jose and Talamanca quadrangles, Costa Rica: An orientation survey, Editorial National Technical Information Service, 139 p. Kashdan A. B. et al., 1975: Modelaje matemático en la geología y en la búsqueda de yacimientos minerales útiles (original en Ruso), Moscú, Editorial Nedra, 168 p. Valls Alvarez, R. A., 2012: El empleo de histogramas y polígonos de frecuencia en la inetrpretación de los datos geoquímicos, Colombia, Revista Nuestro Pórtico, pp 2-6. La vía húmeda permite obtener una muestra más pura de la fracción fina de la muestra.

4. Se recomienda el uso de la vía húmeda en general y en particular durante los muestreos de zonas industriales o densamente pobladas con peligros de contaminación mecánica. Aunque ya casi no se utiliza el sistema de análisis espectral s/c en cabina de dispersión, se recomienda el uso de la vía húmeda c uando se analiza con este método zonas carbonatadas.

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