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ESTUDIOS DE CALIDAD

ESTUDIO DE SUELO EN SAN FRANCISCO “FINCA VILLA AURA”

PRESENTADO POR:

LAURA TATIANA GARZON PALACIOS PAULA ALEJANDRA OSPINA OVIEDO LIZETH DAYAN CRUZ URIBE MAYERNIS SANCHEZ MARTÍNEZ JULISSA MENDEZ

PRESENTADO A: Oscar Gerena

07 DE MARZO DE 2018 GRUPO 02 HORA 7 A 9 A.M.

OBJETIVOS

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Analizar el suelo presente en la finca Villa Aura, con el fin de determinar sus propiedades físicas y características como lo son su fertilidad, capacidad productiva. Definir el área de muestreo de tal forma que se obtenga una muestra representativa del lugar. Determinar el método de muestreo más adecuado que se va a emplear en la zona de estudio.

INTRODUCCIÓN El análisis de suelos es un instrumento para evaluar la calidad de un suelo entre lo cual se puede evaluar la fertilidad y la capacidad productiva, teniendo en cuenta factores como pH, Capacidad de intercambio catiónico, textura, humedad, entre otros. Para obtener lo anterior es necesario llevar a cabo un muestreo de suelo adecuado en donde se tengan en cuenta los aspectos necesarios para elegir el punto donde se llevará a cabo el trabajo , buscando que sea un lugar representativo y que no presente dificultades a la hora de tomar las muestras necesarias, ya que a partir de esto se definirá si la exactitud de los resultados obtenidos en laboratorio. En el presente trabajo se expone la elección del lugar en donde se realizó el muestreo de suelo, la ubicación es en la el pueblo de San Francisco de Sales, exactamente en la finca Villa Aura. Se llevó a cabo un análisis de la zona para determinar los lugares más representativos de la finca y tomar las muestras adecuadas, también se observó el tipo de vegetación con la cual cuenta el lugar y el tipo de pendiente de las diferentes zonas. Teniendo en cuenta lo anterior se ubicaron dos puntos estratégicos para la toma de las muestras, se tomaron las coordenadas y se efectuó la toma de las muestras. En última instancia las muestras fueron guardadas para su posterior análisis en laboratorio. MARCO TEÓRICO Las propiedades del suelo varían conforme a la región,cuando se realiza un muestro la unidad de muestreo debe de ser subdividida tanto vertical como horizontal ya que así se puede garantizar un muestreo homogéneo que permita hacer inferencias en el total de la población Delimitación de la unidad de muestreo. El área elegida debe ser dividida en unidades de muestreo con base en su pendiente, color, textura entre otras características; para que el muestreo sea representativo debe evitarse lugares como zanjas, terrazas ,sitio de aplicación de fertilizantes entre otros. Técnicas de muestreo ●

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Muestro a criterio simple: Tiene como base en conocimiento que posee el muestreador del área de estudio ya que se seleccionan los sitios más típicos para presentar un panorama que sea representativo de la población. su desventaja es el sobremuestreo. Muestreo simple al azar: se fundamenta en que cada submuestra tiene la misma probabilidad de ser elegida; funciona adecuadamente pasa lotes de forma regular como para aquellos de forma irregular ya que se descartan los puntos exteriores y solo se toman en cuenta los interiores.

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Muestreo al azar estratificado: La población debe dividirse en varias subpoblaciones y en cada uno se toma una muestra simple al azar. Muestreo sistemático: Busca asegurar una mejor cobertura de la población que con un muestreo simple al azar. (Campos, 2012).

UBICACIÓN DEL PROYECTO San Francisco de Sales Es un municipio del departamento de Cundinamarca, es el cuarto municipio más poblado de la Provincia, con una población estimada en 2005 de 8.187 habitantes.A solo 50 minutos de Bogotá, ó 55 Kilómetros al occidente de Bogotá, pertenece a la provincia del Gualivá del Departamento de Cundinamarca. Es considerado el Municipio de tierra templada más cercano a Bogotá. El municipio de san francisco de sales cuenta con nueve veredas : Vereda Arrayán, El Peñón, Sabaneta, Juan de Vera, Pueblo viejo, Toriba, San Miguel, Muña y San Antonio.Las cuales se encuentran en la cordillera oriental, y cuentan con dos principales ríos:San Miguel y Cañas. Los habitantes de este municipio se caracterizan por ser personas trabajadoras y dedicadas a la agricultura y la ganadería. El municipio de San Francisco limita al Norte con los Municipios de La Vega y Supatá, al Oriente con Subachoque y El Rosal, al Sur con Facatativá y al occidente con La Vega. Cuenta con una Extensión total:118.118.048 Km2, una extensión área urbana:0.658.485 Km2, una extensión de área rural:117.459.563 Km2, teniendo una altitud de la cabecera municipal (metros sobre el nivel del mar): 1.520, su temperatura media: 20º C. Uno de los principales privilegios que cuenta este Municipio es que posee una de las cuencas hidrográficas más abundantes de la región. Está comprendida por las subcuencas de los ríos Sabaneta, San Miguel, Cañas y la cuenca del río Tabacal que pertenecen a la cuenca principal de río Negro. La base agrícola del Municipio se sustenta en el cultivo del café asociados íntimamente con los cítricos y el plátano; pero también encontramos otros cultivos como el maíz, la caña panelera, la yuca, el tomate, el fríjol, el aguacate y la arveja. Otra de las actividades desarrolladas en el Municipio son las pecuarias que se desarrollan de forma tecnificada, encontrándose ganado bovino, porcino, equino, caprino, ovino y aviar.

Imagen 1. Ubicación del pueblo San Francisco de Sales. Fuente: Google Maps La ubicación del lugar de muestreo se puede identificar en la siguiente imagen donde se pueden identificar las coordenadas de referencia del lugar.

Imagen 2. Ubicación gps de San Francisco. Fuente: Google Maps El lugar de muestreo es la finca, Villa Aura, ubicada en el municipio de San Francisco de Sales. Esta finca cuenta con una gran extensión y variedad de vegetación. Una de las

características principales de este lugar es que el terreno no es uniforme, es decir que el lugar tiene pendientes y además la vegetación presente varía en las diferentes zonas de la finca, encontrando: Limones, papaya, mora, lulo, guadua, entre otros. Teniendo en cuenta lo anterior se seleccionaron dos puntos de muestreo a criterio simple, de tal manera que los dos puntos tomados fueron los más representativos a criterio de los autores y así mismo ambos puntos presentan características diferentes. TIPO DE MUESTREO Se realizó un muestreo no probabilístico discrecional, cabe decir que se clasifica así debido a que no se tomaron en cuenta todas las unidades de muestreo que componen al marco muestral debido a que se descartaron partes del terreno por estar construida o con rocas grandes que no permiten la extracción de la muestra; por lo tanto se tomaron dos puntos alejados entre sí para verificar la variación de las características fisicoquímicas del suelo de entre los dos puntos, donde cabe recalcar que en el punto 1 el terreno era plano y en el punto 2 el terreno tenía una leve inclinación de 20° a 30°, por lo tanto estos fueron las unidades de análisis. PRIMER PUNTO DE MUESTREO El primer punto seleccionado se encontró en una zona plana rodeada de árboles de guadua, en la cual se ubicaron cuatro puntos para así delimitar la zona de muestreo tal como se muestra en la siguiente imagen:

Imagen 3. Lugar de muestreo 1 Fuente: Los autores

Los puntos blancos son los que delimitan el espacio del primer muestreo. Luego de la selección, se procedió a ubicar los puntos dentro de la zona realizando así una figura en zig-zag,y por consiguiente se procede a tomar una muestra de suelo de cada punto para finalmente realizar una muestra compuesta. Las siguientes imágenes representan las coordenadas de cada punto con los cuales se delimitan la zona de muestreo número 1.

Imágenes 8-11. Coordenadas de los puntos de la ubicación del primer lugar de muestreo.

Fuente: Los autores

Dentro de la primera zona delimitada se tomaron 8 muestras para al final realizar una muestra compuesta, estas se tomaron a una profundidad de 25 cm teniendo en cuenta que alrededor de esta zona se encontraban árboles de guadua.

SEGUNDO PUNTO DE MUESTREO El segundo punto elegido estaba ubicado en una zona con una pendiente ligeramente empinada y rodeado de árboles de limón, mora, mango, naranja, papaya, guanábana, lulo, entre otros. Al igual que en el primer punto se delimitó el espacio a muestrear, formando un rectángulo y dentro de este mismo se ubicaron los puntos de los cuales se tomaron las muestras de suelo correspondientes formando un zig zag. Las siguientes coordenadas fueron tomadas en campo con la aplicaciòn Mis coordenadas GPS, la cual se encuentra en la plataforma Play Store. Estas coordenadas corresponden a los 7 puntos que hacían parte del zig-zag en la zona de muestreo número 2.

Coordenadas punto 1, 2 y 3 (de izquierda a derecha)

Coordenadas punto 4, 5 y 6 (de izquierda a derecha)

Coordenadas punto 7. Imágenes 12-18. Coordenadas de los puntos de la ubicación del segundo lugar de muestreo. Fuente: Los autores

Imágenes 19-22. Delimitación del segundo lugar de muestreo. Fuente: Los autores

Imágen 23. Plano de planta del lugar de muestreo número 2. Imágenes 24-29. Puntos de muestreo de la zona número dos (1 -7, de izquierda a derecha). Fuente: Autores En el lugar se realizó una muestra compuesta, por 7 submuestras. Cada una de éstas poseía una profundidad de 40 cm debido a que el área alrededor del muestreo poseía árboles frutales. (Corpoica,2013). Asimismo, hay que recalcar que a pesar de que existía en el suelo gran cantidad de rocas, las lombrices presentes en el mismo y el buen desarrollo de los árboles, daban un indicio de la buena fertilidad presente en el lugar.

MEDICIONES A REALIZAR EN EL LABORATORIO 1. Determinación de la textura del suelo mediante el análisis mecánico (método Bouyoucos).

2. Determinación del ph

3. Determinación de la capacidad de intercambio catiónico (CIC)

4. Determinación de la humedad gravimétrica

Nota: PHS = peso del suelo secado al aire, PSS = peso del suelo secado a 105° C,PSSa = peso suelo seca más accesorio, PSHa = peso del suelo húmedo más accesorios.

5. Determinación del color del suelo por el método munsell

6. Determinación de la granulometría

Tabla 1. Clasificación de los suelos usada internacionalmente.

Resultados Datos A continuación en la tabla 2 se muestran los datos obtenidos para cada parámetro medido en las dos muestras tomadas en diferentes puntos de la finca “Villa Aura” ubicada en San Francisco de Sales, donde cabe recalcar que se tomaron 2 muestras debido a que se desea conocer la diferencia entre las caracteristicas fisicas y quimicas del suelo de un punto al otro donde pueden haber inferencias por ser terreno plano e inclinado respectivamente; cabe recalcar que no se obtuvieron datos para textura de la muestra del punto 2 debido a falta de tiempo y falta de materiales en el laboratorio. Tabla 2. Datos obtenidos en Laboratorio para cada parámetro Parámetro

Datos Punto 1

Datos Punto 2

Humedad

Wcrisol= 12.6g Wsuelo húmedo= 25,3g-Wc Wsuelo seco a 105°C= 22,01-Wc

Wcrisol= 11,6g Wsuelo húmedo= 24.6g-Wc Wsuelo seco a 105°C= 20,62-Wc

pH

pH= 5,71 T= 21.3 °C

pH= 4,86 T= 20,8 °C

Color

Suelo húmedo: 10 YR 2/1 Suelo Seco: 2.5 Y 5/2

Suelo húmedo: 10 YR 2/2 Suelo Seco: 10 YR 4/3

Textura (método Bouyoucos)

No se obtuvieron datos

T1 = 21,84 °C T2 = 19,5 °C t(40 seg)=1.175 g/ml t(2hr)=1.166 g/ml

CIC

masa suelo= 5g Vol. titulante (NaOH)= 16,79 ml

masa suelo= 5g Vol. titulante (NaOH)= 11,32 ml

Granulometría

Diámetro tamiz 2,36 mm 1,40 mm 2,0 mm 1,0 mm 850 mc 500 mc 425 mc 250 mc 90 mc <90 mc

Peso de suelo retenido (g) 800 34,3 22,5 30,8 15,5 45,0 12,6 28,7 23,5 8,2

Diámetro tamiz 2,36mm 1,40 mm 2,0 mm 1,0 mm 850 mc 500 mc 425 mc 250 mc 90 mc <90 mc

Masa inicial= 1021,1g

Peso de suelo retenido (g) 600 116,3 107,4 64,4 22,7 18,5 40,8 22,8 42,0 32,7

Masa inicial= 1067,6g

En la tabla 3 se presentan los resultados calculados para cada parámetro (sin resultado directo) en base a los datos obtenidos en laboratorio donde se tuvo en cuenta lo siguiente: %Humedad=

((𝑊𝑠ℎ−𝑊𝑐)−(𝑊𝑠𝑠105°𝐶−𝑊𝑐)) ∗ 100% (𝑊𝑠𝑠105°𝐶−𝑊𝑐)

Color: Busqueda código de color, tabla de Munssel 𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑟𝑐𝑎𝑚𝑏𝑖𝑜 𝐶𝑎𝑡𝑖ó𝑛𝑖𝑐𝑜 (𝐶𝐼𝐶) =

(𝑉𝑁𝑎𝑂𝐻∗0,1∗100) 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎

Tabla 3. Resumen de Resultados de los parámetros medidos

Parámetro

Resultado Punto 1

Resultado Punto 2

Humedad

34.96%

44.12%

pH

5,71 T= 21.3 °C

4,86 T= 20.8 °C

Color

Húmedo: Triturado-friccionado 10 YR 2/1= Negro Granular 5-10 mm Grueso Seco: Separado 2.5 Y 5/2= Marrón grisáceo Granular >10 mm muy grueso

Húmedo: Separado 10 YR 2/2= Marrón muy oscuro Blocky 10-20 mm Medio Seco: Separado 10 YR 4/3= Marrón Blocky 10-20 mm medio

Textura (método Bouyoucos)

No se obtuvieron datos

Arenas (%) : 97 Arcillas (%) : 2.3 Limo (%) : 0.7

CIC

33,58 (meq/100 g)

22,64 (meq/100 g)

Granulometría

Gráfica 1. Resultados obtenidos de granulometría para la muestra 1. Porcentaje retenido vs diámetro del tamiz

Gráfica 2. Resultados obtenidos de granulometría para la muestra 2. Porcentaje retenido vs diámetro del tamiz

Análisis de resultados Humedad La humedad que se encuentra en cada una de las muestras, refleja el ciclo hidrológico en San Francisco de Sales, para el mes de Febrero hay una precipitación promedio de 180 mm (Climate-data.org). Estas muestras poseen un gran porcentaje de humedad que no solo está determinado por la cantidad de lluvia que cae en el lugar sino la capacidad que tiene el suelo de retener el agua que se infiltra, aumentando su disponibilidad para las plantas. Esto ayuda a aumentar el contenido de materia orgánica y la profundidad efectiva del suelo. Vemos entonces, que la humedad para el punto 1 es de 34.96%, mientras que para el punto 2 es de 44.12%, lo que nos indica que posee una mayor disponibilidad de agua para las plantas presentes en el lugar, esto se demuestra debido a que en el lugar de muestreo número dos, existía una mayor variedad de especies de plantas, como el mango, el lulo, la papaya, la mora, entre otros, mientras que en el punto uno solo, existía la guadua. pH Cuando el pH es ácido en el suelo, la concentración de aluminio Al3+ y manganeso Mn2+, solubles, pueden llegar a ser biológicamente tóxicos, de igual manera las poblaciones de microorganismos encargados de la mineralización de la materia orgánica y transformación de Fuente: Programa de investigación científica Fondo nitrógeno y azufre. Por otro lado, Nacional del Café la disponibilidad de fósforo disminuye porque forma compuestos insolubles con el hierro Fe y Al3+, disminuyendo así su disponibilidad en el suelo para las plantas. (Programa de investigación científica Fondo Nacional del Café,2016) Tomando en consideración la Figura 1. Esta nos muestra la relación que existe entre el pH y aluminio intercambiable en el suelo, ya que al medir pH de una manera indirecta, podemos estimar el valor de aluminio presente en el suelo.(Programa de investigación científica Fondo Nacional del Café,2016) El resultado que se obtuvo para el punto uno fue de 5.71, y al ser interpolado este valor, se obtiene que la concentración de aluminio intercambiable en el suelo es de casi cero, mostrando así que este suelo está dentro del rango de pH donde la mayoría de cultivos crecen satisfactoriamente (5.5 - 6.5) (Zapata,2006).

La muestra para el punto número dos, posee un pH de 4.86, y al interpolar en la gráfica su valor es de casi 1 cmol/kg, en este caso observamos que la concentración de aluminio es mucho más alta, que la muestra tomada en el punto uno. Esto nos indica que con respecto a fertilidad desde este parámetro, el punto dos se encuentra en mejores condiciones, y por eso a simple vista poseía como se mencionó con anterioridad una gran variedad de especies de plantas, como el mango, el lulo, la papaya, la mora, etc. CIC La capacidad de intercambio catiónico, es la capacidad que tienen los suelos de retener cationes por medio de las cargas negativas, que pueden albergar las arcillas, oxidróxidos metálicos y/o materia orgánica. (Bragado, 2016) Rangos de CIC según la textura del suelo. Fuente: Bragado, 2016

De este modo se puede mencionar que los suelos que poseen una alta CIC poseen características como una mayor retención de nutrientes y la fertilización puede ser espaciada en el tiempo, por otro lado retienen mayores niveles de acidez, en este sentido el pH tiene gran influencia en el CIC debido a que el suelo tiene sitios de intercambio que se activarán a medida que aumenta el pH, lo cual puede deberse a la formación de aluminosilicatos activos; así, la CIC de un suelo puede aumentar hasta en un 50% si el pH se cambia de 4,0 a 6,5. en base a los resultados obtenidos. Tomando en cuenta que en la CIC>10 se considera alta y por debajo de este valor baja, puede destacarse que para las dos muestras de suelo se obtuvieron valores de 33.58 y 22.64 meq/100 g respectivamente para cada punto, se considera una CIC alta, lo cual relacionado con el pH obtenido para cada muestra corrobora que este tipo de suelo retiene mayor cantidad de acidez, en este caso prima el del punto 1 ya que tiene variaciones respecto al punto 2, por otro lado se considera que a mayor CIC como se mencionó anteriormente es mayor la retención de nutrientes, lo cual según los resultados obtenidos se puede suponer la atribución al punto 1, aunque sea el punto 2 el que mayor cantidad de cultivos y humedad tiene, por lo tanto podría suponerse que la CIC obtenida para el punto 1 siendo de 33.58 meq/100 g es mayor a la del punto 2 debido al cambio de pH y a la mayor retención de acidez. Color El color es un factor de gran importancia a la hora de determinar las características del suelo que pueden ser o no críticas para el crecimiento y desarrollo de plantas y/o cultivos, aunque cabe recalcar que el color aparente del suelo no determina realmente factores como la cantidad de nutrientes presentes en el o es gran representativo de la fertilidad del mismo. El color del suelo está determinado generalmente por el revestimiento de partículas muy finas de materia orgánica

humificada (oscuro), óxidos de hierro (amarillo, pardo, anaranjado y rojo), óxidos de manganeso (negro) y otros, o puede ser debido al color de la roca parental.; por otro lado cuando hay época de lluvia y se retiene agua en el suelo este se puede tornar de un color más oscuro (negro) lo cual puede llevarnos a creer que un suelo rico en materia orgánica y con buena disponibilidad de nutrientes, por ello importante determinar el color de la muestra húmeda y seca para observar las variaciones, como se muestra en la tabla 3 donde se obtuvo que para la muestra del punto 1 hay variación del color de negro a marrón grisáceo (húmedo y seco, respectivamente), razón por la cual podría suponerse un suelo con gran contenido de materia orgánica y con tendencia a un aumento de la humificación, por otro lado para la muestra del punto dos se obtuvieron matices de marrón muy oscuro a marrón donde aun siendo un color parduzco podría poseer las mismas características del primer punto, solo que es más claro dado a que el sol cae de forma más directa por lo cual no hay muchas humedad en la superficie, cabe mencionar que los componentes sólidos del suelo tienen propiedades refractivas muy diferentes de las del aire, por lo que la luz que cae sobre un suelo seco es casi totalmente reflejada. Las propiedades refractivas del agua y de las partículas del suelo son muy parecidas, por lo que una mayor cantidad de luz penetra al suelo y mucha menos es reflejada. Cabe decir que las tonalidades oscuras se presentan más en suelo arenosos con buen contenido de materia orgánica. Textura y Granulometría La textura indica el contenido relativo de partículas de diferente tamaño, como la arena, el limo y la arcilla, presentes en el suelo, por otro lado tiene que ver con la facilidad con que se puede trabajar el suelo, la cantidad de agua y aire que retiene y finalmente la velocidad con que el agua penetra en el suelo y lo atraviesa (tasa de infiltración), al llevar a cabo las pruebas correspondientes con el método de textura y granulometría se puede inferir que el suelo objeto de estudio pertenecía al tipo franco arenoso, lo cual corresponde con la CIC obtenida la cual fue alta para ambos puntos, estos suelos se forman principalmente de “areniscas y arenas, pero también de dolomías, esquistos y conglomerados”(Edafología, 2014), el hecho de ser parte de suelos arenosos se considera que estos no poseen una buena retención de agua y por tanto baja humedad, pero cabe mencionar que el suelo franco es de alta productividad agrícola por sus características fisicoquímicas y primando la arenas la tasa de infiltración del agua y aire es buena, por lo cual se da un buen crecimiento de organismos humidificadores que aportan fertilidad. Conclusiones ● El objetivo principal del muestreo de un suelo es obtener una muestra que sea representativa en forma precisa del lote donde fue tomada. Definiendo de esta forma la metodología a emplear. Por lo tanto los procedimientos para tomar la muestra de suelo deben ser rigurosos pues los análisis de laboratorio no corrigen las fallas de un muestreo deficiente y una muestra mal

tomada puede inducir a posteriores errores de interpretación en los resultados. Eso supondría una pérdida de tiempo y de dinero representativos. ● En base a la CIC obtenido para la muestra tanto del punto 1 y 2 el cual fue considerado alto dentro de un rango estándar encontrado en la literatura, es posible inferir que ambos lugares aunque tienen condiciones diferentes poseen una buena retención de acidez y nutrientes por lo tanto son aptos para ser cultivados, el cual es el uso actual del mismo. ● Se concluye que los cambios físicos en cuanto a color y granulometría puede deberse al contenido de humedad del suelo el cual se basa en la capacidad de retención del agua que tiene el suelo, y por otra parte a la ubicación e inclinación del terreno ya que esto infiere en la cantidad de radiación solar que recibe y en el arrastre de materiales respectivamente.

Referencias 1. Alcaldía de San Francisco de Sales. (S.F.). Información General. Tomado de: http://www.sanfrancisco-cundinamarca.gov.co/index.shtml. 2. Campos, R. Manual de suelos. Guías de laboratorio y campo . Bogotá : Universidad de la Salle. 3. Centro Agropecuario "La granja". Manual de prácticas de campo y del laboratorio de suelos . Tolima. 4. CORPOICA,(2013). Guía toma de muestras de suelo. 5. Climate-data.org. Clima San Fracisco. Tomado de: https://es.climate-data.org/location/49889/ 6. Programa de investigación científica Fondo Nacional del Café. 2016. La acidez del suelo, una limitante común para la producción de café. Tomado de: https://www.cenicafe.org/es/publications/AVT0466.pdf 7. Zapata. R, 2016. La acidez del suelo, Tomado de: http://www.madrimasd.org/blogs/universo/2006/11/01/49004 8. Bragado. R, 2016. Capacidad de intercambio catiónico. Tomado de: http://www.tiloom.com/capacidad-de-intercambio-cationico/ 9. Tabla de colores de Munssel. Tomado de : https://kupdf.com/embed/colores-munsell-enespantildeol_58cf32c9dc0d60df39c34647.html?sp=%7Bstart%7D 10. Piedrahita. O, 2011. Capacidad de intercambio catiónico. Tomado de: http://www.nuprec.com/Nuprec_Sp_archivos/Literatura/CAPACIDAD%20DE%20INTERCAM BIO%20CATIONICO.pdf