PRESENTACION DEL MODULO DE MEDICION DE VARIABLES DE PROCESOS INDUSTRIALES

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ACTIVIDAD DE METROLOGIA DIMENSIONAL

METROLOGIA DIMENSIONAL
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ERROR EN LA MEDICION

¿Será Correcto?
¿Será Correcto?
Error en la medicion
Esta diapositiva nos muestra los tipos de errores y como usarlos a la hora de medir en diferentes equipos
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HACIA LA REDEFINICION DEL SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI)

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¿SABE USTED SOBRE EL SIDA METROLOGICO?

Martes, 05 Junio 2012 20:33

 

En un número anterior de la Revista YOTTA [1] se expuso la importancia suprema de la Trazabilidad Metrológica [2], estableciéndose la estrecha e intrínseca relación que existe entre esta y la exactitud de cualquier calibración o medición, ya que es la trazabilidad de estos procesos la que nos determinará, en buena parte, la veracidad del resultado, y su nivel de exactitud, determinado por la Incertidumbre de Medición.

 

Sin embargo, en ese trabajo no se expuso al detalle cuales son las graves consecuencias de no tener dicha trazabilidad claramente establecida.

 

La duda sobre la trazabilidad de una medición o de una calibración, ya sea de un instrumento o de una medida materializada, puede tener uno de dos orígenes, o de ambos simultáneamente.

 

Por un lado, pudiese ser que el mensurando haya sido medido haciendo uso de un instrumento cuyos errores sistemáticos supuestamente determinados durante la calibración no son realmente los establecidos en el certificado de calibración que le acompaña. Es decir que cuando, por ejemplo, un instrumento indica que el valor de una cantidad de un mensurando es 7,00 unidades, medido bajo condiciones de repetibilidad, después de haber aplicado la corrección indicada en el certificado de calibración de dicho instrumento, este resultado está errado, pues el valor de esa cantidad de magnitud es realmente 6,25. En otras palabras, el instrumento presenta un error sistemático no reflejado en el certificado de calibración que le acompaña, el cual, al no ser indicado en este, no se puede corregir y, por consiguiente, este mismo error se le transmite al resultado, el cual, obviamente nunca va a ser “exacto” (ver nota 1 abajo).

 

Este error sistemático adicional pudo ser causado por una deriva del instrumento, después de haber sido calibrado, o por que el error sistemático  no fue correctamente determinado desde el principio. 

 

Obviamente, en este ejemplo, este resultado “erróneo” se detecta porque se conoce el valor “verdadero” de la cantidad de la magnitud medida. Pero, ¿qué pasa si NO se conoce este valor, situación que se presenta cada vez que medimos el valor de un mensurando en, por ejemplo, una muestra de laboratorio, o en un equipo de la línea de producción, para precisamente determinar ese valor “incógnita” del mensurando? Lo que normalmente ocurre es que asumimos que ese resultado es el “correcto” y que es “confiable”, cuando realmente NO lo es, a causa del error sistemático adicional no registrado. 

 

Similarmente ocurre si el proceso de medición consiste en una calibración, ya sea de un instrumento o de una medida materializada, haciendo uso de un “patrón” de una supuesta mayor “jerarquía” o nivel de exactitud, pero que tiene problemas de trazabilidad, pues terminamos asignándole al punto calibrado un valor que no es cierto, ya que el valor del mensurando patrón  reportado en su Certificado de Calibración no es cierto, sino que está errado, pues él, a su vez, fue mal calibrado.

 

También pudiese ocurrir que el valor del mensurando del patrón originalmente certificado haya sido correcto, pero después, por "x" causa, se haya “deteriorado” o haya derivado su valor.

 

Así, por ejemplo, cuando le asignamos a una solución patrón de cobre el valor de 8,0 mg/L, valor obtenido al calibrarla contra un patrón (calibrante) de superior exactitud (menor Incertidumbre)(ver nota 2 abajo), el cual se supone tiene un valor “teórico” certificado de 8,00 mg/L, cuando realmente tiene 10,00 mg/L, este error en el valor del calibrante, no registrado en su certificado,  se lo transmitimos a la disolución calibrada.

 

Cuando un instrumento mide a un patrón,  la lectura que él presenta va a ser consecuencia de dos cosas: del auténtico valor del mensurando que genera el patrón (no el que reporta el certificado de ese patrón) y del error sistemático que pudiese tener el instrumento en ese punto del rango en el que está efectuando esa medición. Para mayor claridad en esta explicación, asumamos que nuestro instrumento no presenta errores sistemáticos.

 

Si ahora le aplicamos nuestro “nuevo patrón recién calibrado” a este instrumento,  la respuesta del mismo va a ser proporcional al valor del mensurando que realmente contiene o genera él, en este caso 10,0 mg/L de Cu, pues ese es el auténtico valor que él materializa, a pesar de que el certificado indica que tiene 8,0 mg/L, debido a que el calibrante tenía un error sistemático no registrado de -2,00 mg/L.

 

Por consiguiente, ya que desconocemos esa situación, inmediatamente llegamos a la falsa conclusión de que nuestro instrumento presenta un error de + 2,00 mg/L, ya que según el certificado debería indicar 8,0 mg/L, pero está indicando 10,0 mg/L, por que eso es lo que realmente tiene esa disolución. En otras palabras, el error no cuantificado en la disolución patrón calibrada, heredada del patrón primario, también se le transmite al instrumento durante su calibración.

 

Es decir, los instrumentos dan una respuesta que es proporcional al “verdadero” valor del patrón, sin importar lo que diga el “supuestamente correcto” certificado de calibración de ese patrón dañado o incorrectamente calibrado.

 

La segunda causa de pérdida de trazabilidad la genera la evaluación de la incertidumbre de esa medición, ya que aún si el resultado obtenido al medir el valor de la magnitud en estudio, o el valor asignado a esa magnitud en una calibración es correcto, si la estimación de la “duda razonable” sobre la exactitud de ese resultado (la incertidumbre) es errónea, ya  sea porque fue incorrectamente fundamentada y/o mal calculada, el valor de esa Incertidumbre de Medición o de  Calibración asignado a dicho resultado será errado también, por lo que la trazabilidad de esa medición o calibración se desmorona (ver nota 3 abajo).

 

Naturalmente, si ambos problemas se presentan simultáneamente, un valor errado y una incertidumbre mal evaluada, la situación será mucho peor, generándose una mayor inexactitud y una pérdida de trazabilidad.

 

Para ilustrar esta grave situación, de cómo influye en la Cadena de Trazabilidad de una medición (o calibración) y en su exactitud, daremos como ejemplo el uso de un Espectrofotómetro de Absorción Atómica para caracterizar una solución de cobre en agua, la cual hemos comprado, con el fin de utilizarla como patrón secundario en el laboratorio, para chequeos de rutina. Para calibrar el instrumento de AA se emplea unos patrones preparados en el mismo laboratorio, a partir de una solución patrón madre, certificada, con su respectiva incertidumbre declarada.

 

Resumidamente, el procedimiento consta de los siguientes pasos:

 

Haciendo uso de la conocida ecuación C2 = (C1 x V1)/V2, tomamos con una pipeta volumétrica una alícuota, V1, del patrón primario, de concentración C1, la diluimos en un balón aforado, V2,  y  calculamos la concentración resultante C2, a la cual le certificamos su trazabilidad, reportando la Incertidumbre de Medida al valor certificado. Este procedimiento lo repetimos para determinar cada una de las concentraciones de los patrones que se requieran para la calibración del espectrofotómetro.

 

Se optimiza el set-up del instrumento y se procede a calibrarlo, en su rango  lineal, determinando su Curva de Calibración, por medio del procedimiento de regresión lineal y mínimos cuadrados no ponderados.

 

Se analiza el patrón secundario, se certifica el valor de su concentración, acompañándolo de la respectiva Incertidumbre de Calibración y se certifica su trazabilidad, basándose en la trazabilidad de la calibración de tanto el espectrofotómetro, como de los patrones de calibración, de los instrumentos volumétricos empleados, de los termómetros empleados para medir la temperatura de uso del material de vidrio y en la trazabilidad de la solución patrón primaria empleada, manteniéndose así la Cadena de Trazabilidad requerida.

 

Ahora, imaginemos que, con el propósito de obtener una mayor exactitud y una menor incertidumbre de medida, decidimos enviar tanto los balones aforados como las pipetas volumétricas a calibrar con un ente externo a nuestro laboratorio.

 

Desafortunadamente, como no nos preocupamos de averiguarlo previamente, no nos percatamos de que este ente externo no puede ofrecer trazabilidad en la calibración del material de vidrio, ya que utiliza una balanza que ni ha sido correctamente calibrada, ni su incertidumbre de calibración ha sido correctamente evaluada, no emplea agua con el nivel de pureza requerido, no corrobora las temperaturas adecuadamente, etc. Es decir que además de que los valores certificados a los volúmenes de cada uno de las medidas volumétricas no son los verdaderos, las incertidumbres que acompañan a esos valores también están erradas, por lo que dichas calibraciones realmente no tienen trazabilidad, a pesar de que el ente calibrador nos emite un certificado para cada supuesta “calibración” ejecutada por él. Es como si esas “calibraciones” estuviesen infectadas por algún virus, como el del VIH.

 

Algo parecido ocurrió con los termómetros, los cuales fueron calibrados contra termómetros patrones cuyos errores sistemáticos de calibración han derivado, por lo que no deberían utilizarse como patrones, ya que estos, también, están “infectados”.

 

Para completar este trágico cuadro “infeccioso”, el certificado de la disolución que empleamos como patrón primario no nos aclara si el ± 0,03 mg/L que reporta como “inexactitud” del valor certificado es una Incertidumbre Expandida o si simplemente es un “error” estimado (una especie de EMP). Como el usuario no conoce la diferencia entre uno y otro, por desconocimiento, decide, erróneamente, tomar este valor como “U, para k=2”.

 

A medida que vamos utilizando cada uno de estos componentes “infectados” en el proceso de preparación de las disoluciones patrones a emplear en la calibración del espectrofotómetro, las cuales van a estar inevitablemente “infectadas” por la asunción de unos valores erróneamente certificados, y por hacer uso en nuestros cálculos de unas incertidumbres de calibración también erradas, vamos “contaminando” las mediciones o calibraciones que efectuemos contra esos “patrones” o con esos instrumentos, supuestamente “correctamente calibrados”.

 

Así, cuando certifiquemos la disolución que queremos emplear como patrón de chequeo, le determinamos su valor, el cual va estar inevitablemente “infectado” por una inexactitud que venimos acumulando desde el principio del proceso. Por ejemplo, le certificamos un valor de 4,25 mg/L, cuando el valor “real” de la concentración de cobre en esa disolución es de 4, 62 mg/L. En otras palabras, como consecuencia de las numerosas fallas en la trazabilidad de nuestro proceso, terminamos “infectando” al valor certificado a nuestra disolución con un error sistemático de  – 0,37 mg/L, lo cual es grave, pero más grave es que desconocemos que esto es así.

 

¿Y que pasará cada vez que empleemos a esta disolución para chequear, verificar o calibrar cualquier otro instrumento?... que automáticamente estaremos transmitiendo “la infección” (el error sistemático no determinado) a todo lo demás, haciendo que nuestros resultados estén ahora “infectados” también, ya que los instrumentos reportarán lecturas que responderán al valor real de la disolución (4,62 mg/L), pero nosotros asumiremos que esta respuesta “está equivocada”, ya que creemos que su valor es 4,25 mg/L. Esto nos llevará a corregir erróneamente nuestro resultado, o a ajustar equivocadamente nuestros instrumentos.

 

Como se puede apreciar, esto resulta en una “epidemia” de errores y de correcciones que no son reales, los cuales se transmiten de la misma forma que se transmite el SIDA, generando así lo que el autor ha llamado el SIDA Metrológico, anulándose así cualquier trazabilidad que pudiesen tener nuestros resultados.

 

Esta situación, aquí explicada por medio del ejemplo de una medición físico/química, es absolutamente igual en el caso de una medición o calibración de presión, temperatura, dureza, viscosidad, etc.

 

¿Se puede evitar este SIDA metrológico?   Si bien es muy difícil evitar esta situación al 100%, con ciertas políticas y buenas prácticas la podemos reducir a un mínimo. Entre estas, podemos mencionar:

 

Primeramente, no calibre sus patrones, ni sus instrumentos, con empresas o instituciones que no le aseguren la trazabilidad de las mismas. Aunque Ud. puede consultarles telefónicamente, la norma ISO 17025 [3] exige, en sus apartados 4.5 y 5.6.2.1.1, que  para asegurarse de esto el laboratorio debe evaluar (auditar) todos los componentes involucrados en los servicios de calibración (sistema de calidad, trazabilidad de los patrones, condiciones ambientales, métodos, instrumentos empleados, adiestramiento y formación técnica del personal del ente calibrador). Claro, si el calibrador está Acreditado bajo la ISO 17025, esta evaluación o auditoría no es necesaria, aunque sigue siendo recomendable.

 

Es importante notar que, aunque es conveniente, lo importante NO es que el ente calibrador esté acreditado, sino que pueda ofrecer la trazabilidad adecuada.

 

Aunque la vasta mayoría de los auditores se conforman con que Ud. les presente el Certificado de Calibración de los patrones utilizados por el ente calibrador, esto NO es en lo absoluto garantía alguna de que el calibrador le haya calibrado correctamente sus patrones o instrumento, ya que, como hemos visto detalladamente, esa calibración pudiese estar “infectada”.

 

Una vez que sus patrones, materiales de referencia y/o instrumentos se encuentren en su laboratorio ejecute periódicamente, y según un plan preestablecido, dentro de lo posible, comprobaciones intermedias para corroborar el estado de calibración de esos instrumentos y patrones, como se indica en los apartados 5.5.10 y 5.6.3 de la ISO 17025:2005 [3].  

 

El que un calibrador sea un ente oficial o gubernamental no le exime de cumplir con estos requisitos. Las normas metrológicas existen para TODOS los que ejecutan calibraciones, verificaciones y mediciones, sin importar si son gubernamentales o privadas, como lo indica la norma ISO 17025 en su apartado 5.6.2.1.1, particularmente en sus Notas Nº 5, 6 y 7.

 

 

Adquiera un mejor conocimiento metrológico, ya sea autodidácticamente o formándose formalmente, para que no se deje “meter gato por liebre” (ver nota 4 abajo).

 

 

Notas:

 

Nota 1:  Se debe recordar que la forma de lograr un resultado de medición lo más exacto posible es aplicando la siguiente fórmula:

Valor Convencionalmente Verdadero = Resultado Corregido = Resultado NO Corregido + Corrección =Resultado NO Corregido – Error Sistemático.

 

Nota 2:  Normalmente se toma que este patrón sea, por lo menos, tres veces MÁS exacto, es decir que su incertidumbre de calibración sea menor o igual a un tercio de la incertidumbre de Calibración del patrón o instrumento a calibrar.

 

Nota 3:   Se debe recordar que en toda evaluación de la UCalibración, la UPatrones es un componente indispensable, al igual que en toda UMedición, la UCalibración del Instrumento es indispensable también.

 

 Nota 4:    AO-CONSULTORES TÉCNICOS le ofrece un curso, presencial, de 24 horas de duración, titulado “Mediciones, Calibración, Verificación y Trazabilidad” que cubre detalladamente todos estos aspectos. Mayor información en   aoctca@gmail.com

 

Referencias:

 

“Importancia de la Trazabilidad Metrológica”, revista YOTTA, Año 1, edición Nº 3, Septiembre - Octubre, 2010, pp. 10 – 13. www.yotta.com.ve/trazabilidad_metrologica.html

Def. 2.41, Vocabulario internacional de metrología - Conceptos fundamentales y generales, y términos asociados (VIM3), 3ra edición, JCGM 2008. www.cem.es/sites/default/files/siu8edes.pdf

ISO/IEC 17025:2005(ES), Requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayo y de calibración.

 

Autor: Alexis Oramas

AO-CONSULTORES TÉCNICOS, C. A.

ao.consultec@eldish.net

 

ACTIVIDAD 2: Realiza una Macroestructura del Texto
Leer detalladamente el articulo y realiza una Macroestructura del texto
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INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN Y CONTROL

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EQUIPOS DE MEDICION DE TEMPERATURAS

Observa detalladamente este video y comprende la importancia de los equipos de medicion de temperatura en la industria

CLASE MEDICION DE TEMPERATURA 22-10-12

MEDICION DE TEMPERATURA
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MEDICION DE PRESION

Ahora veremos un ejemplo de la calibracion de los manometros de presion, un video tutorial que nos ayudara a comprender la importancia de medir con el manometro y su calibracion, tenga siempre en cuenta que este tipos de metodologias pedagogica como observar videos, nos permite visualizar el contenido del conocimiento, por ello es de suma importancia comprender y entender este video, para que tengas herramientas cognositiva sobre la medicion y calibracion de la presion.

 

Henry Gonzalez

ACTIVIDAD COMPLEMENTARIA:

 

Realiza un resumen completo, explicando cada uno de los tipos de manometros, su calibracion y todos los conceptos manejados en el video.

 

Enviar el resumen antes del sabado 3 de Noviembre.

Hola muchachos.

 

Por favor visitar el siguiente link http://www.tecnoficio.com/docs/doc58.php leelo detalladamente, identifica los tipos de medidores de presion y su forma de operacion, ademas mirar su exactitud.

MEDICION DE CAUDAL

MEDIDORES DE FLUJO

TEORIA DE CAUDAL Y MEDICION DE FLUJO
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MEDICION DE NIVEL

MEDICION DE NIVEL

 

ACTIVIDAD: http://proton.ucting.udg.mx/dpto/maestros/mateos/clase/teoria/nivel/nivel1.htm

 

El siguiente Link contiene informacion basica sobre la medicion de nivel industrial, leelo muy cuidadosamente y realiza un resumen del mismo.

 

Henry Gonzalez

DOCUMENTO BASICO SOBRE MEDICION DE NIVEL
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MEDICION DE NIVEL TEORIA
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DOCUMENTOS IMPORTANTES PARA EL PARCIAL FINAL

CAUDAL
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FLUJO
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NIVEL
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PRESION
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PARCIAL FINAL

INSTRUCCIONES PARA EL PARCIAL:

 

Lee detalladamente el parcial, imprimelo, responde las preguntas normalmente a lapiz cero, escannealo y enviarlo al correo kumajana@hotmail.com antes de las 12 del medio dia del miercoles 28 de Noviembre de 2012.

 

Quien no cumpla con las politicas establecida tendra una nota de 0.0 en su parcial, y no se recibiran parciales despues de esta fecha , quiero ser claro con esto, por favor cumplir con las instrucciones explicadas en este parrafo, abtengace de malos entendidos.

PARCIAL FINAL
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Bienvenidos...

Estimados compañeros:



Sean ustedes bienvenidos a este espacio creado como apoyo educativo para el acceso de todos.

Este curso pretende proporcionar a los futuros Tecnólogos e Ingenieros las herramientas necesarias para la adquisición de habilidades y destrezas en la Medición, manejo de los Instrumentos de Medición y Control que permiten el mantenimiento y regulación de algunas magnitudes, tales como Temperatura, Presión, Flujo o caudal, Nivel entre otras que permiten conservar la trazabilidad del proceso y la calidad y confiabilidad de cada uno de los productos terminados.

Les invito a su estudio y lectura y hagan sus aportes y sugerencias para el mejoramiento del mismo.

Cordialmente,


Ing. Henry González
Docente Catedratico de la Fundacion Universitaria Tecnologico de Comfenalco
Especialista en Gerencia de Produccion y Calidad UTB
Ingeniero Quimico USB