PRACTICA Nº 3 OBTENCION EN LABORATORIO DE MUESTRAS REPRESENTATIVAS (CUARTEO) I.
Objetivos: Establecer el procedimiento para obtener en el laboratorio la cantidad de muestra(s), necesarias(s) para diversos ensayos de forma que sea representativa de la muestra recibida.
II.
Fundamento teórico: El muestreo es una técnica generadora de errores y es a menudo descuidado a pesar de gran cantidad de dinero que se pone en juego. El muestreo es la recolección del material en situ en el origen de acuerdo a como se encuentre en la cantera, esta fase debe ser muy cuidadosa. Porque la muestra debe ser representativa del total del material, para que los ensayos arrojen resultados coherentes con la realidad. Esto se efectúa recolectando aproximadamente 100 a 200 kg de material, cuando se desean hacerle al material todos los ensayos de calidad, identificando bien la muestra. Una vez que la muestra es atraída al laboratorio se realizan varios procedimientos para obtener una porción de muestra representativa para un determinado ensayo. Existen varias formas de extraer muestras, la más común es por cuarteo, haciendo uso de lo que se denomina cuarteador de rifles.
III.
Equipo a utilizar Pala o cuchara. Regla gruesa o similar. Mortero.
IV.
Material utilizar Tierras diatomeas. Greda.
V.
Procedimiento experimental 1. La muestra de suelo traída del campo, se extiende sobre una superficie plana horizontal. 2. Se desmenuza el material, deshaciendo los terrones. 3. Se mezcla todo el material formando una pila en forma de cono, luego se extiende de arriba hacia abajo presionando la punta con la regla. 4. Se divide la muestra por medio de dos líneas, las cuales se intersecan en ángulo recto en el centro del cono y se eliminara el material de dos cuartos opuestos diagonalmente. Se deberá mantener la composición original. 5. La operación de reducción descrita anteriormente, se continuara hasta obtener la cantidad requerida para cada ensayo a realizar.
VI.
CUESTIONARIO
1. REALICE UN PROCEDIMIENTO
DIAGRAMA
2. DEFINA MUESTREO.
DE
FLUJO
DEL
El muestreo es una herramienta de la investigación científica. Su función básica es determinar que parte de una realidad en estudio (población o universo) debe examinarse con la finalidad de hacer inferencias sobre dicha población. El error que se comete debido a que se obtienen conclusiones sobre cierta realidad a partir de la observación de sólo una parte de ella, se denomina error de muestreo. Obtener una muestra adecuada significa lograr una versión simplificada de la población, que reproduzca de algún modo sus rasgos básicos. Formalizan ciertos procedimientos de diseño: evitar aspectos omitidos, errores. Ampliar tanto el enfoque como la búsqueda de soluciones apropiadas dentro del proceso de diseño.
Muestra: En todas las ocasiones en que no es posible o conveniente realizar un censo, lo que hacemos es trabajar con una muestra, entendiendo por tal una parte representativa de la población. Para que una muestra sea representativa, y por lo tanto útil, debe de reflejar las similitudes y diferencias encontradas en la población, ejemplificar las características de la misma.
3. INDIQUE Y DESCRIBA LOS TIPOS DE MUESTREO QUE SE CONOCEN. Método
Muestreo simple aleatorio
Muestreo a juicio de experto
Muestreo estratifica do o zonificado
Condiciones para su uso apropiado
Ventajas
Desventajas
• Una desventaja es que debido a la localización aleatoria de las muestras, éstas por azar se pueden • Para poblaciones • Protege contra agrupar relativamente la geográficamente; el pequeñas y selección sesgada aumento del número homogéneas de la de • El análisis localización de las muestras disminuye estadístico de los muestras, esta datos es sencillo garantizando la posibilidad debido a la representatividad • No toma en cuenta característica de de las la aleatoriedad en mismas información propia del la localización de las • Fácil de sitio, ni muestras implementar el conocimiento del especialista • Se asume distribución homogénea del parámetro • Puede ser ineficiente comparado con el sistemático • No puede usarse • Reduce el para obtener número de • Selección subjetiva estadísticas de muestras a apoyada en la inventarios o pruebas seleccionar. información histórica, de hipótesis • Útil para la fase visual, experiencia • Es fundamental de del investigador. tener un profundo reconocimiento conocimiento de la del proyecto. región de estudio • Los estratos se • Se optimizan los • Requiere deben definir recursos para conocimiento con la ayuda de los obtener una previo de la población datos mayor precisión, de confiables de otra reduciendo el muestras para definir
variable (variable auxiliar) que sea altamente correlacionable con la variable principal
en forma apropiada y efectiva los estratos y la localización de las muestras • Requiere de estratos que tengan similitud física para la facilidad del muestreo.
número de muestras, o con las mismas muestras aumentando la precisión
• Se usa para estimar con • Asegura que la precisión zonas población de críticas, muestras está características representada en estadísticas del forma total sitio, patrones y uniforme espaciales en dos • No requiere de o tres dimensiones y conocimiento tendencias previo del Muestreo • Se adapta fácilmente sitio o población sistemátic a de o estudios estadísticos muestras • La primera muestra • Ideal para se escoge obtener aleatoriamente, y el volúmenes de resto de material acuerdo al patrón contaminado asignado • Fácil de • La retícula puede interpolar y tener configurar entre diferentes formas muestras geométricas 4. EXPRESAR EN MUESTREOS Método
FORMA
GRAFICA
• Asume que hay correlación entre las muestras cercanas • Hay que asegurar que el patrón de retícula no coincida con el del parámetro a medir • Recomendado para el sitio de referencia
LOS
TIPOS
DE
Muestreo simple aleatorio
Muestreo a juicio de experto
Muestreo estratificado o zonificado
Muestreo sistemático
5. INDICAR LAS VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL MUESTREO PROBABILISTICO Método Ventajas Muestreo -Se tiene una mayor probabilístic posibilidad de participar en la o muestra.
Desventajas -Requiere una probabilidad de selección igual para
-Sencillo y es fácil de interpretar y comprender. -Se puede calcular en un tiempo inmediato o rápido. -Que ya existen software informático y que sirve para analizar los datos obtenidos. -Es muy sencillo y fácil de aplica. -No necesita de una lista de toda la población.
todos los elementos. -Requiere mayor tamaño de muestra que las otros tipos muestreo -Una desventaja es que debido a localización aleatoria de las muestras, éstas por azar se pueden agrupar geográficamente
6. ¿CUAL ES EL OBJETIVO DE UN LEVANTAMIENTO DE SUELOS? La definición de Dent & Young [24]: “El propósito práctico del levantamiento de suelos es hacer predicciones más numerosas, más precisas y más útiles para propósitos específicos que se pudieron hacer anteriormente” Esto enfatiza que el levantamiento de suelos es utilitario, en otras palabras, el suelo es mapeado con más de un propósito y no como un objeto de estudio científico. Esto implica primero, que el levantamiento de suelos debe ser a demanda del usuario y que los métodos y productos pueden ser especificados de acuerdo a la demanda y presupuesto. Segundo, podemos usar un criterio objetivo para ver si este reúne ciertas especificaciones. El estudio del suelo por sí mismo, como un objeto de interés vale la pena y es de mucha importancia, sin embargo, el tipo de levantamiento de suelos que presentamos en este curso debe servir a la sociedad o interés privados directamente, por ejemplo: el levantamiento de suelos debe ser una forma económicamente efectiva de mejorar el bienestar de nuestra sociedad. Basado en ello, podemos separar en dos tipos de levantamiento de suelos: 1. Utilitario, para responder preguntas específicas acerca de la respuesta de la tierra a su uso. 2. Científico, para entender el suelo como cuerpo natural en el paisaje
En muchas ocasiones el levantamiento científico es la forma más eficiente de obtener un levantamiento utilitario. En otras palabras, es difícil mapear la distribución de propiedades edáficas específicas sin entender la base científica de las relaciones suelo-paisaje. 7. ¿QUE SON MUESTRAS ALTERADAS Y NO ALTERADAS? La toma u obtención de muestras es el procedimiento que consiste en recoger partes, porciones o elementos representativos de un terreno, a partir de las cuales se realizará un reconocimiento geotécnico del mismo. Las muestras son porciones representativas del terreno que se extraen para la realización de ensayos de laboratorio. Según la forma de obtención, pueden clasificarse de forma general en dos tipos:
Muestras alteradas: conservan sólo algunas de las propiedades del terreno en su estado natural.
Muestras inalteradas: conservan, al menos teóricamente, las mismas propiedades que tiene el terreno "in situ".
8. ¿A QUE PROFUNDIDAD MUESTRAS DE SUELO?
SE
DEBE
TOMAR
LAS
9. ¿INDIQUE QUE PRECAUCIONES SE DEBE OBSERVAR AL TOMAR MUESTRAS DE SUELO? Precauciones y normas generales a tener en cuenta: No muestrear inmediatamente después de una lluvia (la humedad ideal del suelo debe ser de 25 % aproximadamente) o si el perfil del suelo está saturado, conviene siempre esperar 2 o 3 días a que drene bien. La época de muestreo suele ser de 20 a 25 días antes de la siembra. Al extraer de las profundidades de más abajo (5-20 cm / 20-40 cm / 40-60 cm), convendrá quitar o separar la tierra que haya caído de más arriba para no contaminar las submuestras. Si en cultivos anteriores se han realizado fertilizaciones en banda y aún se diferencian las
líneas de cultivo y donde se aplicó el fertilizante, convendrá tomar la muestra a una distancia equidistante entre las líneas de los cultivos o las bandas de fertilización. Tener especial cuidado de no mezclar las muestras de diferentes profundidades. No enviar al Laboratorio muestras con pesos superiores a los 500 gramos, ya que esto dificultaría en parte el procesamiento en el mismo. Es muy importante conocer la historia del campo y tener en cuenta las siguientes pautas: Los suelos cultivados son más variables que los vírgenes. Los suelos con limitantes de salinidad presentan gran variabilidad en superficie y profundidad. Los suelos fertilizados presentan irregular distribución del fertilizante en superficie y profundidad. Omitir bandas de fertilización (esto se atenúa si se han arado por lo menos 2 veces)
10. ¿QUE CANTIDAD DE MUESTRA SE DEBE EXTRAER PARA UN ANALISIS QUIMICO? Para cultivos extensivos (Cultivos y Praderas): La superficie a relevar por cada muestra deberá ser de entre 20 a 50 has. (Si el terreno muy parejo, tomar la superficie mayor, si el terreno es muy desparejo tomar la superficie menor). La toma de cada submuestra deberá ser cada 2 ó 3 has. (Con lo cual tendríamos que cada muestra conjunto estaría compuesta por 10 a 30 submuestras).
Para cultivos Huertas):
intensivos
(Quintas,
Frutales,
La superficie a relevar por cada muestra deberá ser de 1 ha. o 1 parcela. Se tomarán de 10 a 30 submuestras por ha. O parcela.
11. ¿QUE HACER CON LAS MUESTRAS DE SUELO EXTRAIDAS? Envasar las muestras en bolsas de plástico grueso o en bolsas de papel especiales para suelos (impermeables por dentro). Consignar todos los datos relevantes a la muestra: Establecimiento. Número de lote. Cantidad de hectáreas a las que representa. Cantidad de submuestras tomadas para formar la muestra. Profundidad a la cual fue tomada. Observaciones y demás datos relevantes
Muchas veces es conveniente utilizar doble bolsa plástica para evitar posibles roturas durante el manipuleo de la muestra. Conservar la muestra en lugar fresco y enviar lo antes posible al Laboratorio. Cuanto menos tiempo transcurra, más fidedignos serán los resultados. Si llegara a haber demoras, no mantener las muestras muy húmedas. Secarlas sobre una lona o plástico formando una capa no mayor a 2 ó 3 cm de altura, teniendo la precaución de deshacer los terrones. Cuando se soliciten análisis como Nitratos, es necesario que NO transcurra un plazo mayor a las 24 - 48 hs. desde la extracción a la llegada al Laboratorio. En todo momento la muestra debe estar refrigerada, para lo cual se puede utilizar una heladera común o una conservadora de tecnopor con refrigerantes (tipo vacuna) o hielo.
12. INDICAR Y DESCRIBIR LOS METODOS DE MUESTREO DE SUELOS. Selección de los puntos de muestreo El muestreo de un suelo es una etapa fundamental en cualquier estudio micromorfológico. El muestreo tiene que ser representativo de todo el perfil. Debe ser lo suficientemente amplio para asegurar que están representado todos los horizontes existentes y por otra parte el número de muestras deben ser las mínimas necesarias para evitar un trabajo innecesario y reducir los costos.
Como regla general, debe ser muestreada la parte central de cada horizonte y sólo en casos especiales puede ser necesario tomar otras muestras: por ejemplo, un límite neto entre dos horizontes, nódulos de Fe o Mn, acumulaciones puntuales de CaCO3, manchas decoloradas, etc. Toma de muestras no perturbadas Las muestras deben tomarse de tal forma que su contextura (estructura) natural se conserve. Esto se puede hacer empleando o no cajas especiales. Las cajas son muy útiles para los suelos blandos, con débil coherencia y con estructuras no fuertemente desarrolladas. En algunos casos (horizontes arenosos) puede ser necesario humedecer o incluso hacer una prefijación de la muestra. Tres técnicas se pueden usar: Cajas Kubiena
Una caja Kubiena es una caja de metal generalmente de 4x6x9 cm de tamaño, que consta de un armazón lateral y dos tapas. El armazón se introduce cuidadosamente en el perfil con ayuda de un cuchillo. Este procedimiento es muy adecuado para suelos no o pobremente estructurados. Bloques de suelo Se obtienen, con la ayuda de un cuchillo, cortando en el perfil del suelo se esculpe un bloquecito que queda soblesaliendo del suelo. El bloque se extrae con la ayuda de un cincel que entra por la parte posterior. Este procedimiento es adecuado para suelos bien estructurados y con una consistencia dura. Para proteger al bloque de suelo a veces se usa un pegamento diluido que se inyecta con un contenedor a presión. Moldes de escayola Los bloques excavados como se han indicado anteriormente se recubren con escayola o con una resina. Después de endurecer la muestra puede extraerse de las paredes del perfil. Una vez duro, la cubierta da una buena estabilidad a la muestra. Este procedimiento es muy adecuado para aquellas muestras sueltas o con una consistencia blanda. Es también excelente para muestrear superficies irregulares de suelos.
13. INDICAR Y DESCRIBIR LOS METODOS DE MUESTRAS DE SUELOS. Es una operación empleada en forma posterior al muestreo, que nos permite continuar disminuyendo la cantidad de muestra, hasta tener una muestra “promedio” y relativamente representativa de un todo de gran volumen. El cuarteo se realiza en el laboratorio generalmente, y los métodos usados son:
El cuarteo por conos: es una operación manual, consiste en formar una pequeña pila con el mineral muestreado, en forma de un cono, luego, este se aplana de una manera uniforme, formando un circulo cónico de una altura muy inferior a la del cono, a este círculo se le divide en cuatro partes simétricas, mediante una cruz concéntrica, luego se separan las 4 partes, para desechar 2 partes opuestas por el vértice y juntar las otras 2 que quedan para formar nuevamente otra pila más pequeña y realizar la misma operación anterior hasta considerar que el producto del último cuarteo contenga una cantidad pequeña requerida por el laboratorio. El cuarteo de Jones: se realiza utilizando la caja de Jones, consiste de un equipo en forma de caja rectangular, con la parte superior en forma de cono truncado que sostiene un par de rejillas orientadas unas en dirección contraria a las otras, formando un embudo por donde se introduce el mineral que discurre hasta dos cajas inferiores situadas en el piso, que luego de ser extraídas, acumulan aparentemente la misma cantidad de mineral, dividiendo así en dos partes la muestra original, luego se desecha una de las partes y con la otra se realiza la misma operación anterior hasta obtener una muestra de pequeño volumen (1/2 kg. Aprox.). Este proceso se emplea generalmente para minerales de tamaños reducidos a partir de un ¼ de pulgada de tamaño promedio.
14.
PARA QUE SIRVE LA REALIZACION DEL CUARTEO.
Se utiliza para que cuando la cantidad muestreada supera la cantidad solicitada por el laboratorio (2 kg). Éste consiste en mezclar la muestra compuesta, luego se divide en cruz, eliminando dos partes opuestas. Este
procedimiento se realiza el número de veces necesario hasta conseguir la cantidad necesaria de la muestra.
VII.
Conclusiones:
VIII.
El muestreo es necesario e indispensable si queremos obtener características, propiedades, detalles acerca de un suelo, si lo hacemos de forma manual es económico y sencillo, pero puede acarrear muchos errores consigo. Una forma de muestrear más eficaz y menos imprecisa es el cuarteo mecánico, donde es necesario contar con equipos para su ejecución. El cuarteado es muy importante y necesario para que la muestra a ser tomada sea uniforme lo más aproximadamente en granulometría. El método de muestreo de trabajo es una herramienta que permite al analista de estudio de tiempos y métodos obtener los datos de manera fácil y rápida. Mediante el desarrollo de la práctica se pudo concluir que a mayor profundidad las muestras serán mejores. Recomendaciones:
IX.
X.
Usar implementos para la limpieza durante el cuarteo. De preferencia usar mandiles, guantes para evitar ensuciarse o contaminar la muestra. Pesar de manera constantemente la muestra para hallar el peso deseado de la muestra.
Antecedentes: Estudio de canteras para distintos proyectos de ingeniería – Laboratorio de Mecánica de Suelos del MTC – Arequipa. Bibliografía.
http://www.buenastareas.com/ensayos/Desventajas-DelMuestreo/2070629.html www.angelfire.com/sc/matasc/EyD/bioesta/muestreo.htm http://moodle.unid.edu.mx/dts_cursos_mdl/unida/RH/IK/IK S10/IK10_Lectura.pdf
http://www.chospab.es/calidad/archivos/Metodos/Muestre o.pdf http://es.scribd.com/doc/17888311/Informe-de-Practicade-Laboratorio-de-Muestreo-y-Cuarteo https://explorable.com/es/muestreo-aleatorio http://www.buenastareas.com/ensayos/MuestreoProbabilistico-y-No-Probabilistico/262944.html
