A estas alturas del desarrollo de Chile, con ya numerosos Tratados de Libre Comercio suscritos con importantes potencias y bloques económicos, cualquier incumplimiento normativo puede ocasionar un severo daño a nuestras exportaciones e imagen país.

En esa lógica, las fuentes productivas - principalmente las que venden parte o la totalidad de su producción al exterior - necesitan apoyarse en laboratorios de ensayo para saber si se están o no ciñendo a determinadas exigencias legales. En el campo ambiental lo saben muy bien las empresas que generan, por ejemplo, residuos líquidos y sólidos, incluso de tipo peligroso.

Por lo mismo, los establecimientos de análisis deben contar con las acreditaciones y recursos humanos y técnicos adecuados e idóneos para brindar un servicio confiable. Y para eso es indispensable que utilicen, fundamentalmente, materiales de referencia (MR). Como su nombre lo dice, y de acuerdo a lo que indica la Guía ISO 30, son materiales o sustancias que tienen una o varias propiedades suficientemente bien establecidas para que puedan utilizarse para la calibración de instrumentos de laboratorio, comprobación de métodos de medida o para la asignación de valores a los materiales. Y si son certificados, mucho mejor. Esto significa que sus propiedades están certificadas por un procedimiento técnicamente validado y que tienen la trazabilidad e incertidumbre establecidas.

Más Características

Más en detalle, Manuel Leiva-Guzmán, Jefe del Laboratorio de Química y Referencia Medioambiental del Centro Nacional del Medio Ambiente (CENMA), especifica que los materiales de referencia certificados (MRC) se preparan de acuerdo a una combinación requerida de analito/matriz, lo que permite la caracterización del analito en condiciones controladas, lo más cercanas a la realidad. “Así se puede suponer que existe una conmutatividad entre el análisis de una muestra real y el del MRC con la matriz, de modo de comprobar las mediciones con una veracidad conocida y una trazabilidad adecuada a los requisitos de calidad preestablecidos para el análisis en cuestión”, revela.

Agrega que la elaboración y uso de MRC es costoso y que su selección no es tarea fácil, por lo que su empleo debe subordinarse a propósitos específicos.

A nivel internacional, se conocen unos 25.000 MRC producidos por alrededor de 150 proveedores, siendo los principales el Nacional Institute of Standrads and Technology (NIST) de Estados Unidos, el Institute for Referente Materials and Measurements (IRMM) de la Unión Europea y el NRCC de Canadá, entre otros. Pese a que parece un gran número, el especialista aclara “que sólo cubren, como máximo, un 15% de las necesidades para los análisis actuales que se realizan en todo el mundo, considerando la gran cantidad de matrices, analitos y concentraciones existentes. En su mayoría cubren áreas de mayor demanda o asociadas a algunas regulaciones internacionales. Están disponibles, principalmente, en matrices acuosas, siendo más escasos los de matrices biológicas”.

En términos similares, la Dra. Nuri Gras, Gerente Técnico del Laboratorio de Servicios Avanzados, Labser Ltda., comenta que “es cierto que a nivel internacional hay una gran variedad de materiales de referencia, pero si pensamos en la gran cantidad de matrices y analitos o compuestos químicos que necesitamos analizar, y si a esto le sumamos los diferentes niveles de concentración o fracción de masas en que se encuentran, resulta imposible tener suficientes materiales de referencia. Sólo en el área de medio ambiente tenemos los suelos, sedimentos, aguas, riles, pesticidas, vegetales, cenizas, material particulado”.

Señala también que los materiales de referencia son utilizados en un proceso analítico para validar la exactitud de una medición en particular y la armonización de estos resultados mediante la demostración de la trazabilidad. “Esto se hace analizando en las mismas condiciones la muestra real y el material de referencia seleccionado. Cabe destacar que éste debe ser de la misma matriz o lo más similar posible a la de la muestra real, mientras que el parámetro a determinar tiene que situarse en los mismo niveles de concentración o fracción de masa”, plantea.

Enseguida detalla que estos materiales pueden estar en la forma de gases, líquidos o sólidos, puros o en mezclas. “Y ser simples objetos manufacturados, posibilitando la transferencia de los valores medidos entre un lugar y otro. Por lo tanto, su función es la armonización de resultados, ofreciendo a todos los usuarios una base para obtener medidas exactas”, subraya.

Incorporación Paulatina

¿Se utilizan en Chile? Leiva-Guzmán destaca que, junto con la implementación del sistema de acreditación de laboratorios, se han ido incorporando prácticas de uso de materiales de referencia y/o de participación en comparaciones interlaboratorios. Afirma: “Estos materiales se emplean en la medida que están disponibles; sin embargo, es necesario considerar que para controlar y asegurar la calidad de los resultados de las mediciones nunca serán suficientes las medidas que se tomen. Por eso se debe establecer una relación de costo beneficio entre los requerimientos de información y la certeza de la misma, toda vez que las mediciones siempre están sujetas a un grado de incertidumbre. Se requiere también armonizar los sistemas y/o procesos de medición a nivel nacional e internacional, de manera de asegurar el uso de sistemas de validación de las metodologías analíticas”.

Nuri Gras, en tanto, apunta que “en Chile su uso se ha ido extendiendo en la medida que los laboratorios se han ido acreditando bajo la norma ISO 17025 y el INN, como organismo acreditador, los ha comenzado a solicitar en sus auditorias. La exigencia de emplearlos, en todo caso, depende de si existen y de la disponibilidad de traerlos, toda vez que muchas veces nos es posible hacerlo por diversas restricciones y problemas de transporte aéreo. Aún así, los laboratorios que cumplen con las exigencias de la SISS los están considerando y en la minería del cobre los utilizan desde hace ya bastantes años”.

De acuerdo a la realidad nacional, ¿en qué áreas debiera priorizarse el desarrollo de estos materiales? El Licenciado y Doctor en Ciencias Químicas responde: “En primer lugar, en Chile existen las capacidades para el desarrollo de materiales de referencia en diferentes matrices, por lo cual debiera existir un claro soporte económico para este desarrollo y con una visión de largo plazo. Esto implica la adquisición de equipamiento de última generación y contar con personal idóneo y fuertemente capacitado. Su producción tendría que estar en línea con la protección del medio ambiente y las políticas de desarrollo de la minería y el sector agroalimentario”.

Por su parte, Nuri Gras acota que nuestro país tiene grandes necesidades en las áreas de alimentos, agricultura y medio ambiente. Respecto a esta última, especifica que “si bien existen materiales de referencia internacionales para aguas y también se producen algunos en el CENMA y en el Centro de Metrología Química de Fundación Chile, no son suficientes para todas las necesidades que hay, en especial para sedimentos marinos, suelos, plantas, material particulado y estudios atmosféricos. Este es un aspecto crítico, ya que se toman decisiones basadas en mediciones analíticas que pueden provocar hasta el cierre de una industria, para lo cual se necesita que estas mediciones sean de alta calidad y confiables”.

Manuel Leiva-Guzmán destaca el trabajo del Cenma en este ámbito y, en un contexto mayor, como un centro de referencia consolidado en el área medioambiental, lo que quedó de manifiesto con la exitosa culminación del proyecto “Desarrollo de un Laboratorio de Referencia para mediciones químico ambientales en Cenma”. La institución ha organizado hasta ahora nueve rondas de intercomparación de laboratorios - en matrices de agua potable, riles, agua superficial, residuos sólidos, sedimentos marinos y agua de mar sintética, evaluando metales pesados, nutrientes y parámetros fisicoquímicos, entre otros - y ha elaborado materiales de referencia en matrices como agua potable, riles, agua desionizada y sólidos. Y en el transcurso del próximo año pondrá a disposición de los establecimientos de análisis su primer MRC de metales pesados.

El experto agrega que el Cenma no es el único organismo de su tipo que tiene las facultades para desarrollar materiales de referencia, puesto que la Red Nacional de Metrología (RNM), coordinada por el Instituto Nacional de Normalización (INN), le otorga a los laboratorios públicos y privados que la conforman la potestad de preparar y/o administrar estos productos, entre otras funciones.

“La eficacia de la Red Nacional de Metrología depende, en gran medida, de la capacidad de los diferentes laboratorios para complementarse entre sí y ofrecer servicios útiles para las empresas productivas. Y de la capacidad y voluntad del estado de Chile para actualizar, en mas de un siglo y medio, la ley de metrología vigente en el país”, advierte.

A renglón seguido lamenta que tanto el uso de MRC como la participación en pruebas de aptitud no estén al alcance de todos los laboratorios por su escasa oferta o alto costo. “Los MRC, en general, presentan valores elevados debido a que en su fabricación se necesita invertir gran cantidad de recursos, para así asegurar propiedades como la incertidumbre, homogeneidad y estabilidad”, asevera.

Pare Elegir Bien

Si su laboratorio está interesado en adquirir uno o varios materiales de referencia, entonces considere las propiedades y factores que a continuación detalla Leiva-Guzmán para que realice una correcta selección:

• Incertidumbre: el valor del material certificado debe ser compatible con los requisitos de precisión y exactitud de las determinaciones a realizar - como calidad del método y exigencias legales o de acreditación - y situarse lo más próximo posible al valor real.

• Homogeneidad: el MRC debe ser homogéneo y de composición constante. Hay que prestar atención a los datos sobre estudios en este tema que facilite el fabricante y valorar si son adecuados, teniendo en cuenta el tamaño de muestra recomendado para su uso y la precisión del método utilizado.

• Concentración (nivel): se debe elegir el MRC con el valor numérico de la propiedad de interés o característica certificada lo más similar posible al que se espera encontrar en las muestras o material. A veces es difícil encontrar distintas concentraciones para un mismo MRC. Cuando haya que optar por una única concentración es preferible elegir el valor más crítico: por ejemplo, el que esté más próximo a un valor límite establecido.

• Matriz: conviene que sea la más similar posible a las muestras objeto de análisis y contar con información relativa a su origen o composición.

• Presentación o estado físico: se debe seleccionar la forma de presentación más estable y con un procedimiento de utilización o preparación más simple, para evitar introducir factores de incertidumbre asociados al resultado de la medida.

• Cantidad o dosificación: depende de que el procedimiento de medida sea o no destructivo. Cuando haya que preparar todo el material - por ejemplo, orinas liofilizadas - y ya no pueda utilizarse posteriormente, debe seleccionarse, cuando sea posible, una dosificación que permita emplear cantidades más pequeñas.

• Conservación y periodo de validez: el fabricante debe proporcionar información sobre las condiciones óptimas de transporte, manejo, almacenamiento y, si se puede, sobre el periodo de validez del MRC. En muchos casos, la garantía de la composición es para un periodo determinado o hasta su utilización.

• Tipo de procedimiento analítico: los métodos empleados para la certificación de los MRC deben otorgar la mayor exactitud posible. Los procedimientos pueden ser distintos según se trate de obtener un resultado aplicando un cálculo sobre las mediciones realizadas en el procedimiento - por ejemplo, la masa de la muestra o el volumen ocupado en una valoración - o bien de cuantificar por interpolación en una curva de calibración, asumiendo que puede o no haber influencia de la matriz.

Nuevos Desafíos

A la hora de puntualizar los próximos desafíos en materia de MRC, el Doctor en Ciencias Químicas manifiesta, en primer lugar, la necesidad de unificar criterios en la realización de rondas de comparación interlaboratorio. Asimismo, y dado que este tipo de ejercicios se emplea para asignar valores a materiales de referencia certificados, “éstos deben ser establecidos con criterios científico técnico, debiéndose establecer claramente las limitaciones de este tipo de procedimientos”.

También plantea la urgencia de desarrollar MRC con la menor incertidumbre y que cubran el gran número de aplicaciones que se requiere en diferentes áreas sectoriales. “De ahí que se necesite contar con materiales de referencia con matrices acordes a las exigencias y realidades para cumplir con los requisitos de calidad de las mediciones analíticas de un país y/o región”, resalta.

Por último, en el contexto de la nano y biotecnología, señala que es prioritario desarrollar materiales de referencia que permitan establecer propiedades que se mantengan estables pese a posibles modificaciones de tamaño.

Nuri Gras, en tanto, subraya que se necesita “desarrollar materiales especiales y en poca cantidad, para ensayos de aptitud que cumplan con los requisitos de estabilidad y homogeneidad. Así se mejorará la calidad de los resultados que entregan los laboratorios de análisis. Esto, en las áreas de alimentos, agroindustria y medio ambiente. Y en el caso de MR para los distintos parámetros considerados en las normativas de aguas y riles, es altamente conveniente producirlos a nivel nacional a un costo razonable que permita su uso rutinario en los laboratorios de servicios”. 

DE DIAS A DECADAS

Respecto a la vida útil de los MR, el autor del libro “Materiales de Referencia y Comparaciones Interlaboratorios” precisa que “depende de la naturaleza física y química del material, pudiendo ir desde algunos días hasta décadas”.

La correcta manipulación y conservación de los materiales de referencia, especialmente cuando han sido abiertos, es también de especial importancia. “Las precauciones para su conservación dependerán del tipo de material, pero por norma general deben conservarse a bajas temperaturas, en un ambiente seco y, en ocasiones, en cámaras de atmósfera inerte y/o protegidos de la luz. Y durante su uso hay que preservarlos de la contaminación, manteniendo el recipiente abierto el tiempo estrictamente necesario para tomar el producto. Asimismo, nunca conviene devolver el exceso tomado al recipiente que contiene al material de referencia”, subraya la Dra. Nuri Gras.

El entrenamiento del personal es otro aspecto a considerar, aunque el especialista del Cenma aclara que “dado que la gente que se desempeña en los laboratorios se encuentra capacitada para desarrollar determinadas técnicas, sólo se les debe instruir sobre el uso correcto del material de referencia, cómo ocupar niveles de concentración adecuados, si éste se emplea con o sin matriz, y en relación a la frecuencia de su uso”.

Leiva-Guzmán hace votos para que aumente el empleo de estos materiales, especialmente los producidos en nuestro país: “Nadie es profeta en su tierra, por lo que no existe la suficiente confianza en nuestros MR y se tiende a creer que los de afuera son mejores. Sin embargo, en nuestro laboratorio hemos demostrado que no es así. Incluso, en algunas pruebas de aptitud, hemos observado que materiales de referencia con matrices foráneas no dan resultados adecuados. Al ser su naturaleza química y presentar interferentes diferentes, no permiten una correcta evaluación de los métodos”.