Área de estudio

El Valle de Aburrá se extiende desde las proximidades del nacimiento del río Medellín, en el extremo suroccidental, hasta la zona central del departamento de Antioquia (Colombia). La ciudad de Medellín es el principal centro urbano (ciudad núcleo) del valle, y junto con otros nueve municipios (Barbosa, Girardota, Copacabana, Bello, Itagüí, La Estrella, Sabaneta, Envigado y Caldas) integran el Área Metropolitana del Valle de Aburrá (AMVA). El AMVA tiene una superficie de 1157 km², una población de 3.8 millones de habitantes, y una densidad de 22,681 habitantes/km². El municipio de Medellín contiene la mayor parte de la zona urbana, la cual tiene una superficie de 183 km² (^{CGM, 2015}; ^{Mejía-Echeverry et al., 2018}) (Figura 1)

Figura 1 Localización de sitios de muestreo en la zona urbana del Área Metropolitana Valle de Aburrá, Colombia. 

El AMVA se extiende longitudinalmente sobre el eje natural del río Medellín enmarcado en una topografía irregular y pendiente, con altitudes que oscilan entre 1300 y 2800 m s.n.m. Las cordilleras que lo rodean dan lugar a la formación de diversos microclimas, en donde se registra una precipitación anual de 1400 mm a 3000 mm durante los meses de abril y de octubre (CGM, 2015). La temperatura media anual de la ciudad de Medellín es de 24 °C (^{Alcaldía de Medellín, 2011}). El Valle de Aburrá se encuentra sobre rocas metamórficas (esquistos, anfibolitas, migmatitas y gneises) del Paleozoico, suprayacidas por rocas ígneas (granodioritas, dunitas, gabros y basaltos), cubiertas por rocas volcano-sedimentarias del Cuaternario y depósitos de origen aluvial y de vertiente del Holoceno, con desarrollo de suelos de varios tipos (^{UN/Medellín et al., 2007}; ^{Lince-Prada y Rave-Herrera, 2010}).

Muestreo

El estudio comprendió la zona urbana del AMVA, la cual contiene una variedad de usos de suelo (Tabla 1; ^{MMA, 2012}). Se recolectaron 83 muestras de suelo superficial mediante un muestreo sistemático con separación entre muestra de 1.4 km aproximadamente. Los datos de georreferencia fueron tomados con un receptor GPS bajo el sistema de coordenadas UTM Zona 18 Norte con datum WGS84 y fecha. Cada sitio fue registrado con la clasificación del uso de suelo de acuerdo al plan de ordenamiento territorial de la ciudad de Medellín (Tabla 1) (^{DAPM, 2014}).

Se realizó un muestreo sistemático, para lo cual la muestra se extrajo con un cilindro de PVC o aluminio de 5 cm de diámetro y 5 cm de profundidad. En el punto de extracción se retiraron las plantas y otros residuos no vegetales, el material fue depositado en una bolsa de polipropileno con cierre y con su respectiva etiqueta, con los datos de identificación: sitio, coordenadas geográficas, uso de suelo y fecha. La recolección de muestras se llevó a cabo durante la segunda y tercera semana de enero de 2014.

Se hizo una extracción de cuatro muestras de suelo a 20 cm de profundidad (suelo de control) en la zona periurbana de la AMVA, con la finalidad de tener valores de referencia para parámetros magnéticos y concentración de elementos que pudieran ser contrastados con los valores de suelos en áreas con uso de espacio público. El área de recolección del suelo de control mostró muy pocas fuentes de emisiones antrópicas.

Las muestras se prepararon bajo los procedimientos descritos en la norma NOM-021-RECNAT-2000 (^{SEMARNAT, 2002}), los cuales consistieron en el secado a temperatura inferior a 35 °C, con humedad relativa de 30 a 70 % durante dos semanas. Posteriormente se destruyeron los agregados de suelo y se retiraron restos visibles de material orgánico y fragmentos de rocas. El suelo se tamizó con ayuda de una malla de plástico con abertura de 1 mm (malla 18), y el material obtenido se encapsuló en cubos de acrílico de 8 cm³ para los análisis magnéticos y para los estudios geoquímicos.

Análisis magnético

Antes de realizar el análisis magnético, a cada muestra encapsulada se le determinó la densidad (ρ en kg·m^-3). Las distintas mediciones magnéticas permiten identificar en la muestra minerales magnéticos, tipo de mineral magnético predominante, tamaño de grano magnético y, por medio de la combinación de los parámetros magnéticos de susceptibilidad magnética y magnetización remanente, se pueden establecer indicios del origen antrópico o natural del material magnético (^{Dearing, 1999}: ^{Evans y Heller, 2003}).

Las mediciones de susceptibilidad magnética con baja (κ_lf: 470 Hz) y alta frecuencia (κ_hf: 4700 Hz), se realizaron empleando un susceptibilímetro magnético Bartington con sensor de frecuencia dual MS2B (^{Dearing, 1999}).

Se determinaron: a) el parámetro de susceptibilidad específica (χ_lf = κ_lf/ρ, donde κ_lf es la susceptibilidad magnética de baja frecuencia, y, ρ es la densidad en unidades de kg·m^-3) que es dependiente de la concentración de minerales que hay en la muestra; b) el porcentaje de la susceptibilidad dependiente de la frecuencia, χ_df% ((χ_df% = (κ_lf - κ_hf)/ κ_lf*100) que es un parámetro magnético utilizado para estimar la concentración de minerales ferromagnéticos de grano ultrafino (diámetro <30 nm) superparamagnéticos (SP), a partir del cual se puede evaluar la concentración en baja (χ_df% < 2;), media (χ_df%: 2-10), alta (χ_df%: 10-14) o muy alta (χ_df% >14) (^{Dearing, 1999}; ^{Evans y Heller, 2003}).

A cada muestra encapsulada de suelo se le indujo una magnetización remanente mediante la aplicación de un pulso magnético unidireccional de 0.2, 0.5 y 0.7 T, usando un magnetizador de pulsos ASC IM10-30. Luego de la aplicación de cada campo se midió la magnetización remanente isotérmica (MRIx, donde x es el campo aplicado) inducida con ayuda de un magnetómetro de giro Molspin LTD. La magnetización remanente adquirida a 0.7 T fue considerada como la magnetización remanente isotérmica de saturación (MRIS), cuyo valor está asociado con la concentración relativa de material magnético de baja coercitividad o ferrimagnético (^{Evans y Heller, 2003}; ^{Liu et al., 2012}).

Una vez adquirida la MRIS se indujo una magnetización en dirección opuesta a la dirección normal mediante la aplicación del pulso magnético de 0.2 T (MRI-0.2) para determinar el cociente S_-0.2 (S_-0.2 =MRI_-0.2/MRIS). Si el valor de S_-0.2 <0.7, los minerales de alta coercitividad (antiferromagnéticos) predominan en la muestra. Por otro lado, si los valore de S_-0.2 se encuentran entre 0.7 a 1.0, predominan en la muestra los minerales de baja coercitividad (ferrimagnéticos) (^{Thompson y Oldfield, 1986}, ^{Evans y Heller, 2003}).

Para identificar los portadores magnéticos por medio de las fases magnéticas o temperatura de Curie, se midió la variación de la susceptibilidad magnética (κ) con el incremento continuo de la temperatura (T) (curva termomagnética, κT). Se utilizó un susceptibilímetro magnético Bartington MS2 equipado con horno de alta sensibilidad (2×10^-8 SI) a una razón de calentamiento de 10 °C. Una muestra de 2 g fue calentada desde temperatura ambiente hasta alcanzar 700 °C y posteriormente fue enfriada al mismo ritmo. La identificación de las fases magnéticas se hizo por medio del método diferencial descrito por ^{Tauxe et al., (2018)}.

Análisis geoquímicos

La determinación de los elementos mayores (Al₂O₃, Fe₂O₃ y MnO) y Pb en las muestras de suelo se realizaron con un espectrómetro Xenemetrix (X-Calibur) de Fluorescencia de Rayos X de Dispersión de Energía (EDXRF en inglés), el cual tiene capacidad de 8 pellets. Los rayos X se generan en un tubo con ánodo Rh/Ag/Mo/W/Pd con una energía de 40 kV, 18W; el sensor de rayos X es de silicón SDD, capaz de detectar concentraciones en ppm y porcentuales con precisión de 0.1 % a temperatura ambiente (^{Xenemetrix, 2020}).

La muestra para estudio geoquímico fue pulverizada y tamizada por una malla de Nº 230 (63 μm). La muestra para FRX fue preparada con una mezcla de 6 g de material tamizado y 5 g de cera C de Hoechst como aglutinante, la mezcla fue colocada en una prensa hidráulica manual a 10 t para obtener un pellet de 2 cm de diámetro.

Las mediciones de elementos mayores (Al₂O₃, Fe₂O₃ y MnO) y Pb se hicieron con un filtro de Rh y Ti, a 40 kV por 45 s y por quintuplicado. La curva de calibración fue obtenida con los estándares de FRX de la serie IGL, cuyo coeficiente de correlación (CC) fue de 0.98 (^{Lozano y Bernal, 2005}).

Los análisis geoquímicos se hicieron en el Laboratorio Universitario de Geofísica Ambiental del Instituto de Geofísica Unidad Michoacán de la Universidad Nacional Autónoma de México, Campus Morelia.

Analisis de datos

Se realizó un análisis de estadística descriptiva de los datos. Los parámetros utilizados para determinar la correlación y modelación espacial (χ, MRIS, Al₂O₃, Fe₂O₃ y MnO) fueron sujetos a un análisis exploratorio de datos y un análisis geoespacial. En el análisis exploratorio de datos se identificaron los valores atípicos y se aplicó la prueba de normalidad Shapiro-Wilks con un nivel de significancia del 5 % (valor p por debajo de 0.05 rechaza la hipótesis de normalidad).

Posteriormente se realizó un análisis multivariado que incluyó: análisis de componentes principales (ACP) y análisis clúster (AC) para clasificar las muestras en dos grupos: el Grupo 1 formado por muestras que no presentan relación entre parámetros magnéticos y geoquímicos, y el Grupo 2 para muestras que presentan relación entre los parámetros magnéticos y geoquímicos. Se usó el Grupo 2 para identificar el uso de suelo con los valores más bajos de elementos y parámetros magnéticos, con la finalidad de definir un valor de referencia. Se usó un análisis de varianza simple (ANOVA) para identificar el uso de suelo con los valores más bajo, y el valor de referencia (VR) se definió como el valor de la mediana más el valor de la desviación estándar (VR = X_mediana+σ) (^{Rueda-Saa et al., 2011}).

Para obtener un modelo matemático que permita estimar la concentración de elementos mayores y Pb a partir de mediciones magnéticas, se llevó al cabo un análisis de correlación lineal y no lineal para el Grupo 2.

El análisis espacial de los parámetros χ, MRIS, Al₂O₃, Fe₂O₃ y MnO fue realizado bajo los criterios recomendados por ^{Oliver y Webster (2014}, ²⁰¹⁵⁾ con la finalidad de determinar la distribución espacial de cada parámetro, análisis estructural y modelo de interpolación; para este estudio se empleó la interpolación Kriging Ordinario.

El análisis estructural permitió comprobar la existencia de correlación espacial a través del cálculo del variograma experimental, el cual utiliza la función de correlación espacial de semivarianza a partir de la Ecuación 1:

Donde Y(h) es el valor de la semivarianza estimada o variograma experimental para todos los pares de puntos separados una distancia h; Z(x_i) es el valor de la variable en el sitio x i-ésimo punto; Z(x_i+h) es el valor de la variable seleccionada en el punto xi separado por una distancia h del punto i; n es el número de pares de observaciones separadas por una distancia h llamada intervalo o lag.

Los resultados permitieron establecer un modelo de variograma teórico al variograma experimental, y de esta forma se obtuvieron la suma de cuadrados del error (SCE) y el coeficiente de determinación (R²), la semivarianza estructural (C1), semivarianza del nugget o efecto pepita, (C₀), sill o meseta (C₀+C₁), y rango o alcance (a), que permiten identificar el modelo de variograma más adecuado para la interpolación de los datos (^{Isaaks y Srivastava, 1990}; ^{Webster y Oliver, 1990}; ^{Chilès y Delfiner, 2012}). Para evaluar el modelo de interpolación se empleó el método de validación cruzada.

Para el análisis estadístico se utilizó el software R, el análisis estructural y la predicción espacial se realizó con el software GS+ (^{Gamma Design Software, 2014}) y la representación espacial con el software ArcGIS^® 9.1 (^{ESRI, 2005}) con datos de proyección UTM Zona 18 Norte, elipsoide y Datum horizontal del World Geodetic System 84 (WGS84).

La formación de dos grupos de muestras: con y sin relación entre parámetros magnéticos y elementos mayores

El análisis de componentes principales permitió identificar las variables que mantienen similitudes, usando los componentes 1 y 2, la información quedó representada en un 64.82 %. La suma de los cos² de las variables representados con la dimensión 1 y 2 mostraron que, tanto el Al₂O₃, Fe₂O₃, χ_lf y el MRIS quedan bien representados (suma cos² ≥ 0.5) en comparación con MnO y Pb (suma cos² < 0.5) en el círculo de correlación (Figura 2).

Figura 2 a) Proyecciones de las muestras clasificadas en grupos (Grupo 1 para muestras sin relación entre parámetros magnéticos y geoquímicos y el Grupo 2 para muestras con relación entre los parámetros magnéticos y geoquímicos) en el plano conformado por la primera y segunda componente del análisis de componentes principales y b) círculo de correlaciones de las concentraciones de elementos y parámetros magnéticos proyectados en las dos primeras componentes principales. 

En el plano principal se observan dos agrupaciones: el Grupo 1 reunió las muestras que presentaron poca o nula relación entre parámetros magnéticos y geoquímicos, el Grupo 2 reunión las muestras que presentaron una relación entre los parámetros magnéticos y geoquímicos (Figura 2). El círculo de correlaciones indica que hay una relación proporcional entre Mn, Pb, χ_lf y MRIS, mientras que Al₂O₃ mantiene una relación inversa con los parámetros magnéticos, y el contenido de Fe₂O₃ no mostró relación con los parámetros magnéticos (Figura 2).

La agrupación obtenida indicó que 31 sitios pertenecen al Grupo 1 (sin correlación) y 52 sitios pertenecen al Grupo 2 (con correlación).

Los parámetros magnéticos

Los suelos superficiales de la zona urbana mostraron valores de χ_lf entre 0.23 a 4.39 µm³·kg^-1, con una mediana de 0.78 µm³·kg^-1; los valores de MRIS se encontraron entre 1.61 a 10.88 mAm²·kg^-1 con valor de mediana de 5.81 mAm²·kg^-1; los valores de χ_df% entre 0.12 a 5.37 % y S-200 entre 0.56 a 0.97.

Los suelos mostraron una concentración y tamaño de minerales magnéticos variable, con sitios con una concentración alta de material magnético de baja coercitividad (magnetita), los cuales mostraron valores de MRIS (>2.13 mAm²·kg^-1) y χ_lf (>0.38 µm³·kg^-1) mayores a los del suelo control, por lo que existe una contribución de material magnético de origen antrópico (Figura 3) (^{Thompson y Oldfield, 1986}).

Figura 3 a) Relación entre la magnetización remanente isotérmica a saturación (MRIS) y la susceptibilidad específica (χ_lf). Las muestras con bajo contenido de material magnético se encuentran en la parte inferior izquierda y las de mayor contenido se encuentran en la esquina superior derecha. b) Relación entre la χ_lf y la susceptibilidad dependiente de la frecuencia (χ_df%) para muestras de suelo que indica la presencia y concentración de material superparamagnético (SP). 

Los parámetros MRIS y χ_lf mostraron una relación lineal positiva entre ellos, por lo que es posible utilizar un solo parámetro para describir la presencia de material magnético en los suelos urbanos (Figura 3a).

Se detectaron partículas superparamagnéticas (SP, tamaño <30 nm) en los suelos de Medellín en concentraciones bajas y medias. Los suelos con concentraciones medias de SP correspondieron a los usos de suelo EP y ABM (Tabla 1; Tabla S1 del material suplementario), los cuales suelen tener poco tráfico vehicular y se encuentran lejos de áreas industriales, por lo que las emisiones de material contaminante es baja; su valor de susceptibilidad magnética fue bajo (χ_lf <1.5 µm³·kg^-1) por lo que contienen poco material antrópico, por lo tanto, las partículas SP de estos usos de suelo son principalmente de origen edafológico o génesis del suelo (Figura 3b, ^{Evans y Heller, 2003}).

Los suelos exhibieron mayormente valores de S_-200 > 0.7, por lo que el material magnético fue de baja coercitividad. Este resultado concuerda con la mineralogía magnética encontrada en las curvas termomagnéticas (Figura 4).

Figura 4 Curvas termomagnéticas representativas de muestras de suelos. Las variaciones de la curva indican la presencia de minerales magnéticos. 

A partir del análisis de las curvas termomagnéticas, curvas kT se observa que tienen una sola fase magnética con una temperatura de Curie cercana a los 580 °C, compatible con titanomagnetita con contenido bajo en titanio, por lo que se puede establecer que este es el mineral magnético principal en los suelos superficiales de Medellín (Figura 4).

En algunos casos se observaron otras fases magnéticas menos significativas que indican la presencia de otros minerales magnéticos como la goethita (350 °C) y magnetita metaestable (450 a 500 °C) probablemente de origen antrópico, ya que se observa un incremento abrupto de la susceptibilidad magnética durante el calentamiento entre 450 a 500 °C (pico de Hopkinson), el cual se ha observado en muestras adicionadas con material magnético ultrafino con contenido de hierro proveniente de emisiones vehiculares (^{Sánchez-Duque et al., 2015}).

Los elementos mayores y el plomo

Los suelos urbanos tuvieron una concentración variable de elementos mayores (Al₂O₃, Fe₂O₃ y MnO) y Pb. El contenido de Al₂O₃ (9.17 a 23.47 %), Fe₂O₃ (5.73 a 12.12 %), MnO (0.03 a 0.16 %) y Pb (9 a 111 mg·kg^-1) fueron similares a los reportados en suelos de otras partes del mundo, tal como: Al₂O₃ entre 2 a 21 % en Brasil (^{Souza et al., 2018}); Fe₂O₃ de 5.0 a 5.4 % y MnO entre 0.8 a 1.5 para registro de suelos alrededor del mundo (^{de Caritat et al., 2012}) y Pb entre 4.8 a 287 mg·kg^-1 para suelos agrícolas en México (^{Martínez-Alva et al., 2015}; ^{Rueda et al., 2011}).

Se encontró que el contenido de Pb en los suelos del AMVA se encuentra dentro del promedio mundial para suelos tropicales no contaminados (10 a 84 mg·kg^-1) (^{Rueda et al., 2011}), al igual que el contenido de Fe (7.29 a 2.10 %,) y Mn (0.02 a 3.00 %) (^{Malavolta et al., 1962}; ^{Vásquez-Polo et al., 2014}). A pesar de estar dentro los promedios mundiales, no es posible considerar un valor de referencia universal como valor de referencia, esto debido a la variabilidad de concentración que existe para cada grupo de suelo en las diferentes regiones del mundo (^{Horckmans et al., 2005}; ^{Fadigas et al., 2006}; ^{Brizuela y Jiménez, 2012}).

La comparación entre usos urbanos del suelo

El uso de suelo EP y ABM arrojó los valores más bajos de los parámetros magnéticos, mientras que, los usos de suelo ACAM-I y ACAM-CS (Tabla 1) mostraron los valores más altos (Figuras 5a y 5b). La distribución de Al₂O₃ y Fe₂O₃ presenta un comportamiento similar entre los usos de suelo, el suelo ACMM mostró un amplio intervalo de valores, por lo que se infiere que hay sitios con enriquecimiento o escasez de Al₂O₃ y Fe₂O₃ (Figuras 5c y 5d).

Figura 5 Gráfica de caja y bigotes para resultados de concentración de elementos y parámetros magnéticos por usos de suelo: Industrial (ACAM-I), Comercio y servicios (ACAM-CS), Dotacional (D), Áreas y corredores de media mixtura (ACMM), Áreas de baja mixtura o residenciales (ABM) y Espacio público (EP). 

Por otra parte, el MnO presentó concentraciones bajas en ACAM-I y ACMM que el resto de los suelos (Figura 5e). El contenido de Pb fue bajo en los usos de suelos EP y ABM, mientras que las concentraciones más altas fueron registradas en los usos de suelos ACMM y ACAM-I, los cuales contiene un número mayor de fuentes emisoras de partículas contaminantes (Figura 5f).

Las relaciones de los parámetros magnéticos con los elementos mayores y el plomo

Las correlaciones lineales de Pearson de los datos de las 52 muestras de suelo mostraron que el Pb presentó una relación estadísticamente significativa con χ_lf y MRIS, con un nivel de confianza del 95.0 % y coeficiente de correlación (CC) de 0.47 y 0.46, respectivamente (Tabla 2; Tabla S2 del material suplementario). Los contenidos de Al₂O₃ y MnO también presentaron una relación estadísticamente significativa con χ_lf y MRIS, la cual fue inversamente proporcional (Tabla 2).

Los modelos matemáticos lineales que se proponen para estimar la concentración de Al₂O₃, Fe₂O₃, MnO y Pb a partir de parámetros magnéticos en suelos de Medellín, se presentan en la Tabla 3.

Todos los modelos matemáticos muestran un CC >|0.30|, valor de R² >17.6 y valor de p <0.05, lo que indica que existe una relación estadísticamente significativa entre parámetros magnéticos, concentración de elementos mayores y concentración de Pb con un nivel de confianza del 95.0 %, por lo que es posible estimar la concentración de elementos mayores y concentración de Pb por medio de los modelos de regresión lineal simple para los suelos de Medellín.

La concentración de Al₂O₃, Fe₂O₃ y MnO presenta un comportamiento inversamente proporcional con las mediciones magnéticas. La concentración de Al₂O₃ y MnO en el suelo proporciona un comportamiento no magnético en el suelo; dado que estos elementos son abundantes en el suelo, se interpreta que los usos de suelo EP y ABM son posiblemente los valores naturales o de referencia del suelo. El contenido de Fe₂O₃ mostró un comportamiento inversamente proporcional con las mediciones magnéticas, comportamiento que puede ser atribuido al comportamiento antiferromagnético que presentan los óxidos de Fe, los cuales se forman por el intemperismo. En Colombia, las altas temperatura y la fuerte precipitación pluvial en los suelos tropicales provocan alteración de los minerales magnéticos que modifican su comportamiento fisicoquímico (^{Maher, 1986}; ^{Acevedo-Sandoval et al., 2004}; ^{Ghul, 2017}).

Las clases de contaminación por elementos mayores y plomo

El contenido de Pb fue empleado para identificar el uso de suelo con las concentraciones más bajas y determinar un valor de referencia para Al₂O₃, Fe₂O₃, MnO y Pb (Tabla 4), ya que no existe una norma oficial para estos elementos en el área de estudio. Los usos de suelo de Medellín de tipo ABM y EP presentaron las concentraciones más bajas de Pb, muy probablemente debido a la escasez de fuentes contaminantes (emisiones vehiculares e industriales). Por otra parte, los usos de suelo ACMM y ACAM, que tienen mayores fuentes de contaminación (tráfico vehicular y presencia de industrias), muestran una mayor concentración de Pb, pero menor concentraciones de Al₂O₃, Fe₂O₃ y MnO (Tabla 4 y Figura 5).

El valor de la media del uso de suelo EP se utilizó como definición del valor de referencia, mientras que los niveles de concentración se definieron en particiones regulares, entre el valor de referencia y el valor de la mediana más alto. Esto se debe a que los valores de las concentraciones entre los diferentes usos de suelo se agrupan en intervalos pequeños. En algunos casos, el valor más alto de la mediana del uso de suelo es menor al doble de la concentración, por lo que calcular un factor de concentración no resulta tan relevante. Los límites correspondientes para los parámetros magnéticos se determinaron por medio del modelo de regresión lineal encontrado en este estudio. Los resultados se muestran en la Tabla 4.

El análisis espacial

Los semivariogramas de χ, Al₂O₃, Fe₂O₃, MnO fueron ajustados con modelos teóricos de tipo exponencial. Los parámetros de los semivariogramas fueron: nugget <0.76, varianza estructural (C/(C+Co)) entre 50.0 a 98.6 % con R² entre 0.72 a 1.00 y una correlación espacial entre 1.125 y 8.310 km. Los semivariogramas de MRIS y Pb fueron ajustados con un modelo esférico, en donde los parámetros del variograma fueron: nugget de 0.25 y 0.12, varianza estructural de 50.1 y 57.7 % con R² de 0.93 y 0.95 y correlación espacial de 4.74 y 5.38 km, respectivamente (Tabla 5).

Los semivariogramas de χ_lf, MRIS y concentración de Pb mostraron valores de varianza estructural >50, rango >3.00 km y CC de validación cruzada >30. Con los cuales se obtuvieron modelos que describen con mejor precisión la distribución espacial del material magnético (Figuras 6 y 7) y la concentración de Pb (Figura 8) en la zona urbana de Medellín, Colombia.

Figura 6 Distribución espacial de valores de susceptibilidad específica (χ_lf) en suelos urbanos del Área Metropolitana Valle de Aburrá, Colombia. 

Figura 7 Distribución espacial de valores de magnetización remanente isotérmica a saturación (MRIS) en suelos urbanos del Área Metropolitana Valle de Aburrá, Colombia. 

Figura 8 Concentración de Pb en suelos urbanos del Área Metropolitana Valle de Aburrá, Colombia. 

En los mapas de distribución de χ_lf, MRIS y concentración de Pb se observaron similitudes en las áreas de mayor acumulación, la cual es más semejante en la zona central del área metropolitana. Por otra parte, se observó una acumulación de materiales magnéticos en la zona periurbana al norte y sur donde es probable que estas áreas puedan contener concentraciones de Pb altas, sin embargo, esto no se evidenció en este estudio (Figuras 6 y 7). Estas zonas son susceptibles a convertirse en zonas de acumulación de Pb y otros elementos; la forma del relieve donde se construyó el AMVA es un factor importante en la acumulación de material magnético y concentración de Pb y que se presentó en las partes bajas del valle (Figuras 6, 7 y 8).

Las áreas de acumulación de material magnético (χ_lf y MIRS) de este estudio fueron similares a la reportadas por ^{Mejía-Echeverry et al. (2018)} a partir del análisis de muestras botánicas de la especie Tillandsia recurvata en 2016, aunque en este trabajo, las áreas de mayor acumulación muestran una superficie más amplia a la que la que reportan esos autores.

El área que ocupan las zonas con bajas o sin alteración fue de 114 a 140 km², aproximadamente. Por otra parte, el área de las zonas de alta o muy alta alteración en la concentración de elementos fue de 23 a 46 km² (Tabla 6).

La ubicación geográfica de las áreas de mayor acumulación de material obtenidas en este estudio es muy similar con lo reportado por ^{Mejía-Echeverry et al., (2018)}, en cambio, las áreas de menor acumulación son diferentes. Esta diferencia se debe muy probablemente al tipo de muestra, ya que el material botánico tiene un ciclo biológico que pude alterar la concentración de los minerales, aunque el suelo también puede verse afectado por remociones de tipo antrópico o por fenómenos naturales. Sin embargo, en ambos estudios se prueba la eficacia de determinar la concentración de ciertos metales pesados o mayores por medio de parámetros magnéticos con cierto grado de precisión y con resultados geográficos muy similares. En este estudio, la precisión de determinar elementos mayores (Al₂O₃, Fe₂O₃, MnO) y concentración de Pb usando los parámetros magnéticos (χ_lf o MRIS) fue de 63 %.

Por otra parte, un estudio para determinar las variaciones temporales aún no es factible, debido principalmente a la escasez de datos y a la diversidad del tipo de muestras (suelo, polvo urbano, sedimentos, material botánico, etc.) que se usan para los estudios de magnetismo y su relación con la concentración de metales pesados. La homologación de valores de referencia magnéticos y de concentración de elementos (mayores o metales pesados) no es viable de forma general, por lo que para cada zona urbana o área de estudio deberá de ajustarse en función de tipo de muestra ambiental empleada y de los factores geográficos; de esta forma se podrá obtener un sistema de monitoreo confiable a través de parámetros magnéticos para esa área local.