Introducción

Los estudios de carbono en suelo son necesarios para estimar los almacenes y la dinámica de este elemento en ecosistemas templados (^{Galicia et al., 2016}), tropicales (^{Campo et al., 2016}), áridos y semiáridos (^{Montaño et al., 2016}) y manglares (^{Herrera et al., 2016}); así como para evaluar el impacto que tienen las políticas públicas (plantaciones forestales maderables, labranza de conservación, sistemas de cultivo intercalado con árboles frutales, sistemas silvopastoriles en la selva, bosques con plan de manejo forestal, plantaciones forestales, etc.) en el carbono edáfico (^{Covaleda et al., 2016}). Debido a la relevancia que tienen los resultados de los contenidos de carbono del suelo emitidos por los laboratorios, es necesario el aseguramiento de la calidad en el proceso analítico completo para que el dato sea válido (^{Hayes, 1996}, ^{Llauradó, 2001}).

El aseguramiento de la calidad de los laboratorios que analizan los contenidos de carbono del suelo con técnicas “environmentally friendly” o amigables con el medio ambiente (analizadores elementales para C, N, O, H, S, espectroscopia de infrarrojo, etc.) conlleva realizar ejercicios de intercomparación, el uso de materiales de referencia certificados (MRC), así como un sistema de gestión interno de la calidad, en cada laboratorio. Con estas acciones es posible cuantificar el grado de precisión, repetibilidad, y de reproducibilidad, así como la veracidad del resultado; establecidos en las Normas Mexicanas NMX-EC-043-1-IMNC-2005 (^{IMNC, 2006}), NMX-CH-5725-1-IMNC-2006 (^{IMNC, 2006}), y la norma NMX-EC-17025-IMNC-2006 (^{IMNC, 2006}) para fines de acreditación. En el presente estudio fue evaluada la calidad de los resultados del análisis de carbono que emite la Red de Laboratorios para el Análisis, Uso, Conservación y Manejo del Suelo” (REDLABS) mediante un ejercicio de intercomparación y una muestra de referencia certificada; con objeto de comprobar la hipótesis de que los laboratorios emiten resultados repetibles, reproducibles y sin sesgo.

Materiales y Métodos

En el presente trabajo participaron ocho laboratorios, que conforman “REDLABS”, en el ejercicio de intercomparación organizado por el Programa de Calidad e Intercomparación de Análisis de Suelo y Planta (ISP) de la Sociedad Mexicana de la Ciencia del Suelo. El ejercicio consistió en evaluar la repetibilidad, reproducibilidad y la veracidad en el análisis de carbono mediante el método analítico establecido con analizadores elementales (modelo FLASH 2000, marca THERMO FISHER SCIENTIFIC, país de origen Alemania; modelo TRUSPEC CN, marca LECO CORPORATION, país de origen estados Unidos; modelo TOC 5000, y marca SHIMADZU, país de origen Japón).

En el ejercicio de intercomparación fueron incluidos tres muestras de control de calidad (MCC) de suelos (ISP-C1, ISP-C2 e ISP-C3) y el uso de un material de referencia certificado (MRC), este fue preparado por Thermo Fisher Scientific, Hanna-Kunath-Str. 11,28199 de Bremen, Alemania, Con número de producto 338 400 25 y número de certificado 133317 (01/10/2015). Cada laboratorio midió con su analizador elemental cinco veces cada MCC intercomparado y cinco veces el MRC. Con los MCCs del ISP fue evaluada la repetibilidad y reproducibilidad de la medición del carbono. Y con el MRC fue medida la veracidad de la medición de carbono, en cada laboratorio.

Las medidas utilizadas para evaluar el desempeño de los laboratorios en el ensayo de aptitud fueron los estadísticos establecidos en la Norma Mexicana NMX-EC-043-1-IMNC-2005 (^{IMNC, 2006}) y por ^{Montgomery (2011)}. Para los MCCs del ISP, el valor asignado, X- , fue definido por consenso de los resultados de los laboratorios. Los estadísticos son:

a) para la repetibilidad fue utilizado el coeficiente de variación (CV) o desviación estándar relativa CV=DEX*100 (^{Pérez, 2002}) y considerando como criterio un CV < 2.00 (calculado con la ecuación de Horwitz (^{Thompson y Lowthian (1995)} para un valor de carbono del 1.00 %);

b) para la reproducibilidad fue utilizado el z-score, considerando los siguientes criterios: Si |z| ≤ 2 es satisfactorio, 2 < |z| ≤ 3 es cuestionable y Si |z| ≥ 3 no es satisfactorio.

en el cuál:

Xi = valor obtenido por el laboratorio participante.

= media de la población.

S = desviación estándar de la población.

c) y para la veracidad fue utilizado una prueba de t de Student,

En la cual se rechaza

µ_o = valor de referencia del MRC.

S = desviación estándar de la población.

n = número de repeticiones.

Resultados Y Discusión

En los Cuadros 1, 2 y 3 son presentados los resultados de las pruebas de repetibilidad y en las Figuras 1, 2 y 3 los valores de z, del análisis de carbono en suelo con el analizador elemental. Los ocho laboratorios presentan en promedio resultados satisfactorios. En los tres MCCs intercomparados, los laboratorios obtuvieron coeficientes de variación menores a dos, que fue el valor del CV estimado con la ecuación de Horwitz (^{Thompson y Lowthian, 1995}). Con lo cual se demuestra repetibilidad en el análisis de carbono total.

Los valores de z (Figuras 1, 2 y 3) en el MCC ISP-C1, ISP-C2 e ISP-C3 fueron en un promedio redondeado a un decimal, 0.0, -0.1 y -0.1, respectivamente; los cuales son menores a 2, siendo este un resultado satisfactorio con base a lo establecido en la NMX-CH-165-IMNC-2008 (^{IMNC, 2008}). ^{Merchel y Bremser (2005)} mencionan que la buena calidad de los laboratorios disminuye la variabilidad, lo cual permitirá que estos no presenten diferencias significativas en los programas de intercomparación.

Figura 1: Valor z de los laboratorios participantes en el ejercicio de intercomparación de carbono total en suelo, muestra ISP-C1. 

Figura 2: Valor z de los laboratorios participantes en el ejercicio de intercomparación de carbono total en suelo, muestra ISP-C2. 

Figura 3: Valor z de los laboratorios participantes en el ejercicio de intercomparación de carbono total en suelo, muestra ISP-C3. 

En el Cuadro 4 son presentados los resultados de la prueba de veracidad. Con base en los resultados de la prueba de t_o del análisis del MRC podemos afirmar que los laboratorios de la Red obtienen resultados precisos; lo anterior, es debido a que |t_o| < t_α/2, _n-1, con un α = 0.01. |t_o| = 0.26 < 2.776. Esto significa que no fue posible demostrar diferencias estadísticas entre el valor de referencia y el valor asignado al material de referencia; por ejemplo, en el caso del laboratorio L7 el MRC tiene un valor de 2.51 % de carbono total y una incertidumbre de 0.0067. Esto es similar a lo reportados por otros ejercicios de intercomparación, donde indican que los laboratorios trabajan con calidad suficiente para no presentar elevada heterogeneidad (^{Belli et al., 2009}).

Conclusiones

Con base en la evaluación realizada con el ejercicio de intercomparación se concluye que los ocho laboratorios de la REDLABS realizan análisis de carbono total en suelo con analizadores elementales con resultados repetibles, por obtener valores en CV menores a dos que fue el criterio establecido para este ejercicio; y reproducibles porque los valores z-score indican que no existen diferencias significativas en los valores de carbono realizados a los tres MCCs de suelo intercomparados. Con el análisis de un material de referencia certificado, podemos concluir que los laboratorios tienen veracidad en sus análisis, al no existir diferencias estadísticas entre el valor de referencia y el obtenido por cada uno de los laboratorios