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METROLOGIA - ISO
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ASEGURAMIENTO METROLÓGICO
Y
ASEGURAMIENTO DE EQUIPOS
1. INTRODUCCIÓN
La necesidad que ha tenido la humanidad para comerciar
(contar y medir) entre las diferentes poblaciones y de realizar
comparaciones entre fenómenos o cosas (ejemplo: ¿Qué es
más largo?, ¿Quién se demora menos?, ¿Qué es más pesado?
o ¿Cuál está más caliente?), con el fin de encontrar
explicaciones, la ha llevado a crear sistemas de medida o
comparación, los cuales hoy en día son parte primordial en el
desarrollo de los procesos, por lo que las empresas han
encontrado en estos una base importante de mejoramiento.
En el mundo entonces se han creado una serie de sistemas
que al final han dificultado el entendimiento entre los
diferentes países, entre estos se encuentran:
El sistema Inglés
MKS
CGS
Sistema Internacional (SI)
Se espera entonces a largo plazo tener un solo sistema de
unidades que permita la unificación de medidas y no tener que
realizar conversiones que nos pueden llevar a generar mayor
incertidumbre en las mediciones.
Realmente el cambio no puede ser inmediato, y el ejemplo
más claro es el de Estados Unidos, país que desde hace
mucho tiempo utilizan el sistema Inglés y su tecnología se
basa en dicho sistema, por lo que solicitaron un plazo de 30
años para adoptar completamente el SI.
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Realmente la adopción del SI involucra una verdadera
transformación industrial apoyada por un cambio tecnológico y
de grandes inversiones.
2. Definición
Dar confianza
Aseguramiento = Asegurar
Cumplir con un requisito
Metro = Medida
Metrológico = Metrología
Logos = Tratado
El aseguramiento metrológico corresponde a toda acción
emprendida para cumplir los requisitos estipulados en normas
propias, nacionales o internacionales, las cuales están
dirigidas al desarrollo de la forma que genera más confianza
para realizar una medición.
3. Historia
Con el fin de poder negociar, los pueblos inventarios sus
propios medios de medición, entonces unos median por
ejemplo con pasos y otros con brazos. Lo anterior les
evidencio a ellos que se estaban empleando dos sistemas de
medición no comparables y que alguno de ellos estaba
saliendo perjudicado. Por lo tanto concertaron tomar una sola
unidad de medida “El Brazo”, pero se presentó una situación
que los dejó desconcertados: “Unos tenían los brazos más
cortos que otros”, situación que fue aprovechada por los
comerciantes, cuando querían vender utilizaban una persona
de brazos cortos y cuando querían comprar, uno de brazos
largos. Todo lo anterior llevó entonces a la materialización de
las medidas, llegando hoy a tener como medida de referencia
en las longitudes como lo es el metro.
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En un inicio se definieron las medidas, pero las diferentes
poblaciones difirieron en su tamaño, por ejemplo, la yarda en
algunas regiones era de 83,4 cm y en otra de 90 cm, lo que
ponía en evidencia la necesidad de solucionar dicho problema
y estandarizar dicha solución.
Una idea para conocer el origen de la metrología es la
siguiente cita de la Biblia:
“Hazte un arca de maderas resinosas. Haces el arca de carrizo
y la calafateas por dentro y por fuera con betún. Así es como
lo harás: longitud del arca, trescientos codos, su anchura
cincuenta codos y su altura 30 codos. Hacer al arca una
cubierta y a un codo la rematarás por encima, pones la puerta
del arca en su costado y haces un primer piso, un segundo y
un tercero” (Génesis, 6-14;16)
4. Sistema Internacional de Unidades (SI)
El Sistema Internacional de Unidades (SI) es el conjunto
práctico y coherente que forma un sistema de unidades
interrelacionadas por las reglas de la multiplicación y división.
Este fue aprobado por la Conferencia General de Pesas y
Medidas en 1960. Este puso fin a más de 100 años de
confusión con el alto número de unidades y sistemas de
unidades.
Dicho sistema de unidades SI, fue desarrollado por los
miembros de la Convención Internacional del Metro.
La norma NTC 1000 adoptada por el ICONTEC hace referencia
al Sistema Internacional de Unidades. Dicha norma es la
homóloga de la ISO (ISO 1000), la cual fue adoptada por esta
organización en el año 1969.
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Se presenta a continuación algunos apartes generales de la
NTC 1000 que son de uso diario.
El SI se basa en siete unidades básicas y dos suplementarias,
que son:
4.1 UNIDADES BASICAS
Magnitud Unidad Básica Símbolo
Longitud Metro m
Masa Kilogramo kg
Tiempo Segundo s
Corriente Eléctrica Ampere A
Temperatura Kelvin K
Cantidad de Mol mol
Sustancia
Intensidad Luminosa Candela cd
4.2 UNIDADES SUPLEMENTARIAS
Magnitud Unidad Básica Símbolo
Ángulo Plano Radian rad
ángulo Sólido Steradian sr
4.3 PREFIJOS
Factor Prefijo Símbolo
10 9 giga G
10 6 mega M
10 3 kilo k
10 2 hecto h
10 deca da
10 -1 deci d
10 -2 centi c
10 -3 mili m
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10 -6 micro
4.4 MULTIPLOS y SUBMULTIPLOS
Los múltiplos y submúltiplos se escogen usualmente de
manera que los valores numéricos estén entre 0,1 y 1.000.
Ejemplo:
Valor Se puede escribir
1,2 x 10 4 N 12 kN
0,00394 m 3,94 mm
1.401 Pa 1,401 KPa
1.000 mm 1m
10.000 kg 10 t
2.400 kg/m3 2,4 g/cm3
10.000 m 10 mm
4.5 ESCRITURA DE LOS SÍMBOLOS
Los símbolos de las unidades se escriben con minúsculas,
excepto cuando el nombre se deriva de un nombre propio; en
este caso la primera letra se escribe con mayúscula.
Ejemplo:
Símbolo Unidad
m metro
s segundo
A Ampere
K Kelvin
Los símbolos se deben escribir en letra romana, no tienen
plural ni se les coloca punto final, excepto para puntuación
normal, dejando un espacio entre el punto y el símbolo.
Ejemplo:
El símbolo de la unidad básica de longitud, el metro se escribe
con la letra m .
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El hecho de colocar el punto seguido después del símbolo, es
significado de lo precede otro símbolo.
Ejemplo:
Las unidades de esfuerzo son kgf.cm-2 .
4.6 UNIDADES QUE NO PERTENECEN AL SI, PERO SON
ACEPTADAS
Magnitud Unidad Símbolo Definición
tiempo minuto min 1 min = 60 s
hora h 1 h = 60 min
día d 1 d = 24 h
Magnitud Unidad Símbolo Definición
ángulo plano grado º 1º = (/180) rad
minuto ´ 1´= (1/60)º
segundo " 1" = (1/60)´
volumen litro l, L 1 l = 1 dm3
masa tonelada t 1 t = 10 3 kg
4.7 Factores de conversión
Estos son factores importantes pues permiten pasar medidas
de un sistema de unidades a otro.
En la tabla 1 y 2 se presentan algunos factores de conversión
para algunas variables.
5. LA METROLOGÍA
La Metrología es la ciencia que trata de las medidas, de los
sistemas de unidades adoptados y de los instrumentos
utilizados para efectuarlas e interpretarlas.
Existen tres tipos de Metrología:
5.1 Metrología legal
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Parte de la Metrología relativa a las unidades de medida, a los
métodos e instrumentos de medición, en lo que se refiere a
las exigencias técnicas y jurídicas reglamentadas, que tienen
como fin asegurar la garantía pública desde el punto de vista
de la seguridad y de la Repetibilidad de las mediciones.
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TABLA 1: FACTORES DE CONVERSIONES
Convertir En multiplique
25,401 mm Pulg. 0,0394
Longitud
2,5401 cm Pulg. 0,3937
0,3048 m Pies 3,2808
0,9144 m Yardas 1,0936
1,6093 km Millas tierra 0,6214
645,160 mm2 Pulg2 0,00155
6,4516 cm² Pulg2 0,1550
Área
0,0929 m² Pies² 10,7369
0,004046 km² Acres 247,105
2,5900 km² Millas² 0,3861
0,4046 Hectáreas Acres 2,4710
16,3872 cm3 Pulg3 0,0610
0,0283 m3 Pies3 35,3145
0,003785 m3 Galones 264,178
Volumen
(USA)
0,004545 m3 Galones (UK) 219,976
0,01639 l Pulg3 61,0238
28,3205 l Pies3 0,03531
3,7850 l Galones 0,2642
(USA)
4,5454 l Galones (UK) 0,2200
31,1035 g Onzas-Troy 0,0321
Peso
0,000435 t libras 2204,612
0,907185 t t (USA) 1,1023
1,016047 t t (UK) 0,9842
1,6093 km/h Millas/h 0,6214
Poten
1,8532 km/h Nudos 0,5396
Vel
1,0139 C aballos Horse Power 0,9863
vapor
Multiplique en Convertir
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TABLA 2: FACTORES DE CONVERSIÓN PARA UNIDADES DE
PRESIÓN
PSI Bar Atm Pa cm Pulg. mm m
agua agua 20 Hg g/cm² Agua
20 ºC ºC 20 ºC de Mar
1 0,0689476 0,068046 6894,76 70,433 27,73 51,7149 70,30696 0,684482
PSI
14,5083 1 0,986923 100000 1021,5 402,18 750,06 1019,716 9,9276
Bar
14,6959 1,01325 1 101325 1035,08 407,511 760 1033,227 10,0591
Atm
1,45038 0,00001 9,86923 x 1 0,010215 0,0040218 7,5006 x 0,0109716 9,9276 x
Pa x 10-4 10-5 10-3 10-5
cm
0,1455038 9,7891 x 10-4 9,66105 x 97,891 1 0,3937 0,73424 0,99821 0,0097182
agua 10-4
20 ºC
Pulg.
0,036063 0,0024864 2,45392 x 248,64 2,54 1 1,865 2,5354 0,024684
Agua 10-3
20 ºC
mm
0,0193368 0,00133322 0,0013157 133,322 1,3619 0,5362 1 1,35951 0,013236
Hg 9
20 ºC
0,0142233 9,80665 x 10- 9,67842 x 98,0665 1,0018 0,39441 0,735559 1 0,0097355
g/cm² 4
10-4
m
1,46096 0,100730 0,099409 10073 102,9 40,512 75,553 102,716 1
Agua
Mar
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Este tipo de metrología se basa en el control de los
productores en lo que se refiere a las medidas, por lo tanto un
organismo del gobierno debe estar bajo ese esquema.
Generalmente cuando vamos a un supermercado y tomamos
cualquier alimento envasado, lo primero que detallamos es la
cantidad escrita que dice el productor está contendida en él.
Lo anterior se hace indispensable verificarlo, realizando una
medida de lo contenido en el envase, para poder determinar si
el productor está entregando menos de los especificado, pues
con está acción está estafando al consumidor, cosa que se
debe controlar.
5.2 Metrología Científica
Estudia las mediciones realizadas con el fin de consolidar
teorías sobre la naturaleza del universo o seguir nuevas
teorías, así como estudiar nuevos métodos o el
perfeccionamiento de los mismos e incluso a desarrollar
tecnología de punta para poder tener un mayor control sobre
la medida.
Hay un hecho evidente y es que el desarrollo de la tecnología
de punta a hecho gran exigencia sobre el desarrollo de la
metrología. Un caso bastante especial es: ¿Cómo medir la
temperatura en u reactor nuclear?.
5.3 Metrología Técnica o Industrial
Estudia las mediciones realizadas, para asegurar la
compatibilidad dimensional, la conformidad con
especificaciones de diseño necesario para el funcionamiento
correcto o en general todas las mediciones que se realizan
para asegurar la adecuación de algún producto con respecto a
su uso.
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En la figura # 1 se presenta el esquema del tipo de metrología
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TIPOS DE METROLOGÍA
Metrología
Legal
Técnica
Científica
Figura # 1
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6. La Metrología en Colombia
La metrología legal en Colombia es controlada y desarrollada
por la Superintendencia de Industria y Comercio (SIC) y más
propiamente en el Centro de Control de Calidad y Metrología
(CCCM).
Por resolución número 140 del 4 de febrero de 1994, por la
cual se establece el procedimiento para la acreditación y se
regulan las actividades que se realicen dentro del Sistema
Nacional de Normalización, Certificación y Metrología, se le
confiere a la SIC: “Establecer, coordinar, dirigir y vigilar los
programas nacionales de control industrial de calidad, pesos,
medidas y metrología que considere indispensables para el
adecuado cumplimiento de sus funciones”, así como “Acreditar
y supervisar”:
Organismos de certificación
Laboratorios de pruebas y ensayos
Laboratorios de calibración
Organismos de inspección y ensayo
Con el fin de tener una infraestructura amplia, se crea REMEC,
que es la Red de Laboratorios de Metrología, en la cual, todo
laboratorio que realice calibraciones, tienen el compromiso de
prestar obligatoriamente servicios a quién los solicite, sin
discriminación alguna.
Posteriormente aparece ASOREMEC, que es la Asociación de la
Red de Laboratorios de Metrología, la cual tiene el fin de
defender los derechos de los laboratorios de metrología
acreditados y participar activamente en el direccionamiento de
la metrología en Colombia.
En la figura # 2, se presenta la estructura de la SIC y en la
figura # 3, la estructura colombiana para obtener mediciones
confiables.
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Estructura de la Superintendencia de
Industria y Comercio
Superintendencia de Industría y Comercio
SIC
Consejo Técnico Asesor
División de Normas y Calidad
Divisiones Técnicas
Auditoría Externa
CCCM Auditoría Técnica
Figura # 2
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Mediciones Confiables
“Caso Colombia”
Organismo Nacional de Acreditación
SIC
Organismo de Certificación RENALAB REMEC
ICONTEC Resolución 140 (1994/02/04) Resolución 140 (1994/02/04)
SGS Guía ISO 25 Guía ISO 25
BUREA VERITAS NTC serie 3000 NTC serie 3000
Aseguramiento Metrológico
NTC ISO 10012
NTC ISO 9004-2
Guía ISO 25 (17025)
Figura # 3
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7. Conceptos Básicos
7.1 Medir: Es la comparación con una unidad de medida
legalmente establecida, la cual está relacionada con escalas.
7.2 Instrumento de Medición: Elemento con el cual se
efectúan las mediciones.
7.3 Patrón: Medida materializada, instrumento de medición,
material de referencia o sistema de medición destinado a
definir, realizar o conservar o reproducir una unidad o uno o
más valores de una magnitud que sirva como referencia.
7.4 Patrón Internacional: Patrón reconocido mediante
acuerdo internacional, utilizable como base para asignar
valores a otros patrones de la magnitud que interesa.
7.5 Patrón nacional: Patrón reconocido mediante una
decisión nacional utilizable en un país, como base para asignar
valores a otros patrones de la magnitud que interesa.
7.6 Patrón de referencia: Patrón que generalmente posee la
máxima calidad metrológica disponible en un sitio dado o en
una organización dada, a partir de la cual se derivan las
mediciones hechas.
7.7 Patrón de trabajo: Patrón que se utiliza rutinariamente
para calibrar o comprobar medidas materializadas,
instrumentos de medición o materiales de referencia
En la figura # 4 se presenta un esquema de jerarquía de los
patrones
7.8 Sustancia de referencia: Sustancia estable elaborada
materiales a los cuales se les conoce todas las propiedades, la
cual puede ser diseñada por quién la utiliza o un fabricante
reconocido que permite la trazabilidad de la misma. Por
ejemplo las sustancias Buffer para la medición del PH.
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NIVELES DE JERARQUIA DE CALIBRACIÓN PARA
INSTRUMENTOS
Patrón Internacional
Patrón Nacional
Patrón de Referencia
Patrones de Trabajo
Medios para Ensayo
Figura # 4
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7.9 Trazabilidad: Propiedad del resultado de una medición o
de un valor de un patrón, en virtual de la cual ese resultado
se puede relacionar con referencias estipuladas,
generalmente patrones nacionales o internacionales, a través
de una cadena ininterrumpida de comparaciones que tengan
todas las incertidumbres determinadas.
7.10 Exactitud: Cercanía del acuerdo entre el resultado de
una medición y un valor verdadero de la magnitud por medir.
Para un instrumento de medición, se refiere a la aptitud de
este para dar respuestas próximas a un valor verdadero.
7.11 Repetibilidad del instrumento: Cualidad que tiene un
instrumento en cuanto a la proximidad de las mediciones entre
sí.
Los términos exactitud y Repetibilidad están referidos a una
cualidad que deben tener los instrumentos de medición. Un
buen instrumento de medición debe ser exacto y preciso
7.12 Resolución: Menor diferencia entre las indicaciones de
un indicador, que se puede distinguir de forma significativa.
Corresponde a la mínima lectura que es posible realizar en un
instrumento.
En un instrumento electrodigital, la división de escala y la
resolución son las mismas. En un instrumento análogo la
resolución es menor que la división de escala y depende de
las divisiones imaginarias o no que nos permita el mismo
instrumento hacer o la destreza de quién realiza la medida.
En los procesos de calibración es importante manejar la
resolución de los instrumentos análogos y se requiere de gran
experiencia para manejar las divisiones imaginarias, pero en el
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caso de la industria no es adecuado, por que se genera una
incertidumbre no posible de determinar en la lectura, la cual
depende de la habilidad de apreciación de quién realiza la
lectura. Es importante entonces dotarse de instrumentos que
nos permitan hacer lecturas directas, ya sean análogos o
electrodigitales.
7.13 Escala: Conjunto ordenado de marcas sucesivas
7.14 Incertidumbre: Caracteriza la dispersión de los valores
que se le podría atribuir a la magnitud. Nos indica que tan
cerca estamos del valor verdadero.
Ejemplo: Se tienen las siguientes medidas:
10,3 mm
10,2 mm
10,0 mm
10,5 mm
10,2 mm
Podemos decir que la incertidumbre es igual al valor máximo
menos el valor mínimo.
Incertidumbre = Vmáx – Vmín
Incertidumbre = 10,5 mm – 10,0 mm = 0,5 mm
Como la incertidumbre se representa acompañada de los
símbolos +, tratemos como ejercicio de encontrar un valor que
justifique el valor mínimo y máximo de las mediciones:
Valor promedio de las medidas = 10,25 mm
Valor promedio y la incertidumbre = 10,25 mm + 0,25 mm
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Lo anterior se expresa con el fin de que el lector se dé una
idea muy general del concepto de incertidumbre, pues es un
tema bastante extenso y algo complicado que debe
estudiarse con detenimiento y desafortunadamente se tienen
poca bibliografía de dicho tema.
La importancia de la incertidumbre en la medición es un factor
predominante, porque nos da un dimensionamiento de que
tan alejados estamos de un valor esperado (valor verdadero).
Una forma de determinar la incertidumbre de la medición en la
industria es la siguiente:
Realizar las mediciones
Determinar el promedio de las mediciones
Determinar la desviación estándar ()
Multiplicar por K = 2 la desviación estándar
Sumarle la incertidumbre del instrumento de medición
mediciones K instrumento
K 2, para dar una confiabili dad del 95% en la mediciones
El ICONTEC presenta la Guía Técnica Colombiana GTC-51 para
la determinación y expresión de la incertidumbre.
Es importante apreciar que a menor incertidumbre más cerca
estamos del valor verdadero, por lo que técnicamente
podemos expresar: “el mejor laboratorio de ensayos o
calibración es el que presente menor incertidumbre”
Es importante tener en claro que para aplicar las expresiones
a que hace referencia el numeral 8, las unidades deben ser
consistentes, por lo que se debe prestar especial atención
sobre la forma como se expresa la incertidumbre en las
diferentes variables, pues en algunos casos son referidas a un
porcentaje de error o desviación, tal como se muestra a
continuación:
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Variable Incertidumbre
expresada en
Masa % error
Longitud En unidades
Fuerza % error
Temperatura En unidades
Presión % error
7.15 Errores
Este término está entrando en desuso y reemplazado por
DESVIACIÓN
7.15.1 Error absoluto (Desviación absoluta): Diferencia
entre un valor leído y el valor convencionalmente verdadero
correspondiente.
7.15.2 Error relativo (Desviación relativa): Es la relación
entre el error absoluto y el convencionalmente verdadero.
7.15.3 Error por el instrumento de medición o equipo: No
existe en el mundo instrumentos o equipos de medición
perfectos, pues todos tienen errores. Lo importante en ese
momento es poder evaluarlos.
7.15.4 Error del operador o por el método de medición
Para algunos casos en los métodos de medición se ha
identificado la desviación que aporta. Dicho valor se conoce
cuando se ha realizado un proceso de Repetibilidad y
Reproducibilidad (R y R)
7.15.5 Error por el uso de instrumentos no calibrados
Aunque este hecho no debe presentarse, se puede ver desde
el punto de vista de las correcciones que se deben realizar a
las medidas después de realizadas las mediciones y que
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mediante la calibración conocemos las desviaciones y la
incertidumbre de las mediciones efectuadas.
7.15.6 Error por condiciones ambientales
La idea general es realizar las calibraciones y mediciones en
condiciones adecuadas de ambiente, generalmente se
expresa que la temperatura debe ser 21 ºC + 1 ºC y la
humedad relativa de 50 % + 10% para el caso de laboratorios
de calibración, aunque existen diferencias entre los procesos
de calibraciones para las diferentes variables.
Para el caso de la industria poder controlar o mantener
condiciones adecuadas de medición es bastante difícil, aunque
de todas maneras se debe procurar acercarse a esta por
algún medio que resulte económico y confiable, siempre y
cuando las tolerancias del proceso y el tipo de instrumento así
lo exija.
7.15.7 Error por observación
Este tipo de error está generalmente estimado e identificado
en cada una de las variables y hace parte del cálculo de la
incertidumbre.
Nota: En la figura # 5, se presenta la interpretación de la
incertidumbre, error, intervalo de medida de los instrumentos,
para determinar el intervalo de uso.
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7.16 Valor verdadero: La verdad absoluta no existe, pero si
la aproximación a esta, la cual está determinada por la
incertidumbre.
En la ocurrencia de un evento, el cual presenciaron dos
personas, nunca conoceremos la verdad absoluta, pues existe
la acumulación versiones, las cuales dependen del poder de
observación de las personas y desde el punto de ubicación.
Podríamos decir también, que aunque las dos personas
tuvieran la misma ubicación, nunca coincidirían en su versión.
Lo que a la larga genera una gran incertidumbre sobre la
verdad absoluta.
Límite Error
+ Superior
0
-
Límite Inferior Error
Intervalo de medida del instrumento
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Figura # 5
7.17 Tolerancia: Intervalo especificado de valores dentro del
cual debe estar un resultado, la cual es determinada por la
criticidad del proceso o de la medición
7.18 Calibración: Conjunto de operaciones que establecen,
en condiciones especificadas, la relación entre los valores de
magnitudes indicados por un instrumento de medición o por
un sistema de medición, o los valores representados por una
medida materializada o por un material de referencia, y los
valores correspondientes determinados por medio de
patrones.
7.19 Norma: Solución que se adopta para resolver un
problema repetitivo, es una referencia respecto a la cual se
juzgará un producto o una función y, en esencia, es el
resultado de una elección colectiva y razonada.
7.20 Especificación: Exigencia o requisito que debe cumplir
un producto, un proceso o un servicio, ya que siempre el
procedimiento por medio del cual puede determinarse si el
requisito exigido es satisfactorio. Una especificación puede ser
una norma, pero generalmente hace parte de esta.
7.21 Informe de calibración: Documento emitido por una
laboratorio de calibración acreditado, en el cual estipula las
razones técnicas por lo cual un instrumento no da calibración
7.22 Certificado de trabajo: Documento emitido por los
fabricantes de equipos, en el que se estipula los resultados de
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una prueba de medición realizada con algún instrumento de
referencia (generalmente patrones), los cuales generalmente
no cumplen los requisitos que tiene una laboratorio de
calibración acreditado. Se pretende con dicha medición realizar
una prueba de funcionamiento del equipo.
7.23 Certificado de calibración: Documento emitido por un
laboratorio de calibración acreditado o no acreditado, en el
cual presenta los resultados obtenidos al emplear un método
de calibración.
Para el caso de los laboratorios de calibración no acreditados,
estos deben demostrar la trazabilidad de todos los
instrumentos y elementos utilizados en la calibración
7.24 Repetibilidad: Proceso que se repite en condiciones
idénticas. Por ejemplo: El mismo: equipo, método, condiciones
ambientales, operario, muestra y otros.
7.25 Reprodubilidad: Proceso que se repite en condiciones
similares. Por ejemplo: Equipo similares, otro operario,
condiciones ambientales similares y otros
8. SISTEMA DE ASEGURAMIENTO METROLÓGICO
Un sistema de Aseguramiento Metrológico (SAM), es único
para un proceso, aunque dicho proceso sea igual o similar
para diferentes proveedores.
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Podemos definir un SAM como el conjunto de actividades
asumidas por la empresa para generar confianza al cliente y a
ella misma, con el fin de entregar un producto conforme a las
exigencias de un medio o una norma.
Ese plan de actividades se debe diseñar, interiorizando las
verdaderas pretensiones que van a tener el producto en el
medio y el compromiso como proveedor.
La implementación y la implantación de un sistema de
aseguramiento metrológico, requiere de personal calificado,
que logre entender la verdadera realidad de la empresa y que
no se deje llevar por el ímpetu de la satisfacción propia.
Se requiere entonces conocer sobre las variables
metrológicas, su manejo, la calibración, los instrumentos, los
procesos, las normas y otros que deben permanecer en
continua actualización.
A continuación se presentan algunas preguntas, que permiten
dar un enfoque general de las necesidades al implantar un
SAM:
8.1 ¿Qué incidencia tiene la medición en la calidad de un
proceso o producto?
8.2 ¿Qué vamos a medir?
8.3 ¿Qué resolución requiere la medición?
8.4 ¿Cuál es el valor mínimo que se desea medir?
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8.5 ¿Cuál es el valor máximo que se desea medir?
8.6 ¿Qué tipo de instrumento me permite cubrir el alcance de
la medición y su resolución?
8.7 ¿Qué método debo aplicar para realizar la medición?
8.8 ¿Qué condiciones de entorno requiere la medición?
8.9 ¿Cómo hago para garantizar la calidad de las mediciones?
8.10 ¿Qué necesidades cubre el instrumento durante el
proceso:
8.10.1 ¿Uso diario?
8.10.2 ¿Área control calidad?
8.10.3 ¿Instrumento patrón?
8.11 ¿Cuál es el costo de la medición?
8.12 ¿Cuál es el costo del instrumento?
8.13 ¿Cuál es el costo para obtener las condiciones de la
medición?
8.14 ¿Cuál es el costo de la capacitación y actualización?
8.15 ¿Cuál es el costo-beneficio de la medición en el proceso?
8.16 ¿Cuál es el costo de los patrones?
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8.17 ¿Cuál es el costo de la calibración de los instrumentos?
8.18 ¿Cuál es el costo de la calibración de los patrones?
8.19 ¿Cómo me ayudan los métodos alternos?, ¿Son válidos?,
¿Qué costo tienen?
8.20 ¿Cuál es el estado financiero de la empresa?
En este momento en el que se realiza este análisis, es de
gran importancia la realización de un inventario de todos los
instrumentos y equipos que tiene la empresa para lograr un
aprovechamiento de sus recursos y no comprar instrumentos
o equipos repetidos. Es común que en las empresas se tenga
instrumentación que no conoce la luz del día, sea por X o Y
razón. Este tipo de instrumentación no se puede llevar a un
uso inmediato, sin haber realizado una verificación de su
estado, lo que nos hace recordar que el desuso también lleva
al deterioro.
Uno de los mayores problemas al responder las anteriores
preguntas, es no saber por donde empezar y además
determinar los niveles de criticidad de las mediciones para
desarrollarlas en el tiempo y mediante un proyecto, ya que en
ese momento se requieren de inversiones importante de
potencial humano, recursos físicos, capacitación y otras que si
no son bien llevados, podemos tener inversiones muertas o
elefantes blancos.
A continuación se presentan entonces una metodología
sencilla de matrices, que permiten visualizar y controlar el
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desarrollo del proyecto de mediciones confiables para la
empresa.
Elaborar una matriz general donde se relacionen los
procesos con las variables metrológicas que se cree se
utilizan.
Llenar la matriz con X donde se identifique que realmente la
variable metrológica se utiliza (ver matriz # 1) y determinar
la frecuencia para cada variable, la cual corresponde al
número de veces que se mide la variable. Esto da un indicio
de las variables de mayor presencia y una idea inicial de la
variable más crítica.
Colocar la resolución del instrumento con el que se realiza
la medición (ver matriz # 2). Esto se realiza con el fin de
originar un inventario de los instrumentos y determinar la
mínima y máxima resolución que posee la instrumentación.
Lo anterior nos va a permitir también determinar si
tenemos instrumentación para la medición en los procesos
que los requiera.
Llenar la matriz con las tolerancias exigidas para el proceso
(ver matriz # 3).
Relacionar las tolerancias con la resolución de los
instrumentos que se poseen, utilizando la siguiente
expresión:
A = Tolerancia / Resolución
Ver matriz # 4
Determinar la resolución del instrumento requerida para
cada proceso o subproceso utilizando la siguiente
expresión:
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Tolerancia
5 50
Re solución
Se despeja el término resolución, quedan las siguientes
expresiones:
Tolerancia Tolerancia
Re solución y Re solución
5 50
Ver matriz # 5
Para determinar la resolución, se recomienda utilizar como
denominador a la anterior expresión un valor de 10, esto por
el principio de los procedimientos de calibración, donde el
patrón debe tener 10 veces mayor resolución que el
instrumento a calibrar.
Nota: Se debe entender como mayor resolución la capacidad
que tienen el instrumento para realizar medidas pequeñas.
Comparar el valor de la resolución determinada en el paso
anterior con la que presenta el instrumento y evaluar si el
instrumento es adecuado o no para la medición.
Calibrar los instrumentos y determinar la capacidad óptima
de medida de estos, aplicando la siguiente expresión:
Tolerancia
3 10
bre
2 * Incertidum
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Las siguientes matrices presentan un ejemplo aplicado.
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MATRIZ 1: IDENTIFICACIÓN DE VARIABLES
Proceso / Subproceso Variables
Masa Longitud Presión Temperatura Fuerza Tiempo
Proceso A X X X X
Proceso B X X
Proceso C X X X X
Subproceso C1 X
Subproceso C2 X X X
Proceso D X X X
Frecuencia
MATRIZ 2: RESOLUCIÓN DEL INSTRUMENTO DE MEDICIÓN (que se posee)
Proceso / Subproceso Variables
Masa Longitud Presión Temperatura Fuerza Tiempo
Proceso A 0,1 g 1 mm 5 ºC 5 kgf
Proceso B 1 mm 1 minuto
Proceso C 0,1 g 5 kgf/cm² 1 ºC 100 kgf
Subproceso C1 1 mm
Subproceso C2 1,0 g 1 mm 10 kgf
Proceso D 5g 1 mm 5 ºC
Máxima resolución
Mínima resolución
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MATRIZ 3: TOLERANCIAS (del proceso)
Proceso / Subproceso Variables
Masa Longitud Presión Temperatura Fuerza Tiempo
Proceso A + 1g +5 mm + 20 ºC + 15 kgf
Proceso B + 5 mm + 4 minuto
Proceso C + 5g +15 kgf/cm² + 5 ºC + 250 kgf
Subproceso C1 + 5 mm
Subproceso C2 + 1,0 g + 10 mm + 30 kgf
Proceso D + 20 g + 5 mm +20 ºC
Tolerancia Mínima
MATRIZ 4: RELACIÓN TOLERANCIAS Y RESOLUCIÓN
Proceso / Subproceso Variables
Masa Longitud Presión Temperatura Fuerza Tiempo
Proceso A 10 5 4 3
Proceso B 5 4
Proceso C 50 3 5 2,5
Subproceso C1 5
Subproceso C2 1 10 3
Proceso D 10 5 4
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MATRIZ 5: RESOLUCIÓN MÍNIMA DE MEDICIÓN REQUERIDA EN EL PROCESO
Proceso / Subproceso Variables
Masa Longitud Presión Temperatura Fuerza Tiempo
Proceso A 0,2 g 1 mm 4 ºC 3 kgf
Proceso B 1 mm 0,8 minutos
Proceso C 1g 3 kgf/cm² 1 ºC 50 kgf
Subproceso C1 1 mm
Subproceso C2 0,2 g 2 mm 6 kgf
Proceso D 4g 1 mm 4 ºC
Se debe comparar los resultados de la matriz # 2 y # 5 para
establecer si se poseen los instrumentos adecuado, si no, se
procede a adquirirlos. Es importante recordar que después de
este paso se debe emplear la fórmula que relaciona la
tolerancia con la incertidumbre y así establecer si el equipo
tiene capacidad óptima de medida.
9. El Aseguramiento Metrológico en los Sistemas de Calidad
Las normas actuales de uso internacional, las ISO 9000, que
se utilizan para certificación de empresas y la Guía ISO 25,
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tienen dentro de sus requisitos necesarios en cuanto a
equipos e instrumentos.
La Guía ISO 25 por su carácter de requisitos para la
acreditación de laboratorios de ensayos y calibración, en todo
su alcance maneja el Aseguramiento Metrológico. La NTC ISO
9001-94, en su numeral 4.11 hace referencia al Control de los
Equipos de Inspección, Medición y Ensayo.
Definitivamente sea cual sea la norma que se aplique para la
implementación de un Sistema de Aseguramiento de la
Calidad, siempre lleva consigo el requisito del Aseguramiento
Metrológico.
En este aparte en cuando se preguntan quienes prestan
servicios y no poseen ningún tipo de equipo o instrumento,
¿Cómo hacer el Aseguramiento Metrológico?, Esto se resuelve
teniendo en cuenta, primero, que el aseguramiento
Metrológico debe aplicárselo al proveedor y como segunda
alternativa, que hay la posibilidad de utilizar los indicadores de
gestión como una medida, con la cual se mejora el servicio.
Ahora, dichos indicadores deben cumplir con una planeación,
que al menos tenga los siguientes puntos:
- Procedimiento de toma de datos
- Procedimiento de manejo de la información
- Personal capacitado
- Acciones
10. Los Instrumentos, equipos y la calibración
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Todo equipo o instrumento que afecte la calidad, se debe
calibrar. De poderlo hacer así, debe existir algún método
alterno que nos permita tener confianza de la medida
realizada.
Un equipo nuevo no da garantía de una medición correcta,
salvo el caso que este se haya calibrado.
Los fabricantes de los equipos e instrumentos, generalmente
realizan pruebas de funcionamiento que registran en un
documento llamado comúnmente CERTIFICADO DE TRABAJO,
documento que no tiene validez metrológica, pues el proceso
para obtener los resultados son parte de una norma y no hay
registro (en la mayoría de los casos) de que utilicen patrones
de medida.
Los cuidados de los equipos e instrumentos calibrados,
podríamos decir que deben ser extremos, pues cualquier
incidencia puede perjudicar la calibración obtenida, es por eso
que las normas internacionales dejan en manos de los dueños
de los instrumentos, la responsabilidad de un buen sistema de
Aseguramiento Metrológico.
Una de los parámetros importante en el Aseguramiento
Metrológico, es la definición de los períodos de recalibración,
los cuales ya no fijan (aunque pueden sugerirlos) los
laboratorios de calibración. Estos períodos los determinan los
dueños de los equipos o instrumentos dependiendo del uso,
manejo, tiempo de utilización, calidad del instrumento,
estabilidad histórica, condiciones de trabajo u otros.
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En cuanto a los instrumentos es importante conocer lo
siguiente:
Un instrumento entre más exacto y preciso sea, tienen un
mayor precio. Mejor expresado: entre mayor sea el valor de
la resolución, mejor instrumento y mayor precio. En la figura
# 6 se presenta un esquema del crecimiento del valor de
los instrumentos con el costo.
El precio de la calibración para algunos instrumentos es
mayor que el precio de él mismo.
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Calidad
metrológica
Figura # 6
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Un instrumento patrón debe ser 10 veces de mejor calidad en
todos sus aspectos que el instrumento que se desea calibrar,
razón por la cual el precio crece de manera exponencial.
Una calibración no incluye el ajuste del instrumento, sólo se
refiere a la comparación entre un instrumento y el patrón
requerido.
Se aceptan métodos paralelos de comprobación o
verificación de las medidas, siempre y cuando esta tenga
un buen soporte.
10.1 ¿Cómo solicitar una calibración?:
Las normas que se aplican para la calibración de instrumentos,
aplican generalidades mientras quién envía a calibrar un
instrumento no específica algo. Lo anterior lo podemos
entender con el siguiente ejemplo: Tenemos un termómetro
que tiene una rango en escala de 0 ºC a 100 ºC, el cual se
utiliza en un proceso y con el se requiere controlar el valor de
la temperatura de 70 ºC (falta especificar la tolerancia), si se
entregamos el termómetro a un laboratorio de calibración sin
la anterior información, este lo calibrará en todo el intervalo de
la escala y tomará 5 puntos para calibración, lo que realmente
no le es útil a la empresa y eleva los costos.
Es importante entonces al menos comunicarle al laboratorio
que realiza la calibración, los siguientes parámetros:
- Intervalo en el que se utiliza el instrumento
- Resolución con la que se desea medir
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- Tolerancias que permite el proceso
- Uso del instrumento
10.2 ¿Cuándo realizar verificaciones?
Las verificaciones se realizan a los instrumentos calibrados,
cuando se tiene duda en la calibración o se pretende realizar
un chequeo continuo porque el proceso lo requiere. Por
ejemplo, cuando un instrumento va a estar sometido a
situaciones que puede desestabilizar las medidas, se requiere
de verificaciones continuas de algunos puntos de la
calibración, con el fin de mantener la confianza sobre las
medidas.
10.3 Comparaciones de instrumentos o equipos de igual
división de escala o resolución.
En algunos casos en los cuales no se poseen patrones, es
posible tener un método alterno de comparación de
instrumentos o equipo que tengan la misma resolución de
escala. Lo anterior debe obedecer a un plan que se realiza
entre instituciones, las cuales tienen equipos de
características similares y son comparados estadísticamente,
con el fin de ver que tan cerca se encuentra de la media de la
muestra, con el fin de poder realizar los ajustes necesarios.
11. Aseguramiento de equipos
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Las diferentes normas para implementación e implantación de
sistemas de aseguramiento de la calidad, manifiestan los
requerimientos de los equipos tanto para acreditación como
para certificación y de manera muy obvia con mayor exigencia
para la acreditación, pues quienes estén acreditados deben
demostrar la capacidad técnica. ISO 9001, ISO 17025, 10012,
ENTRE OTRAS….
11.2 ¿Cómo implantar?
Uno de los interrogantes dentro de los requerimientos de las
normas es como implementar e implantar el aseguramiento de
equipos de manera sencilla y los registros necesarios para el
mismo efecto. A continuación se presentan algunos ítems que
pueden ayudar a cumplir el requisito de la norma y algunos
esquemas de los mismos:
11.2.1 Registro de equipos
Este documento recopila la información más importante sobre
el equipo en un máximo de dos páginas.
La utilidad de este registro se puede apreciar en:
Darse una idea general de lo que tiene la organización
Contactar al proveedor o cuando este por alguna razón
desaparece o deja la representación
Contactar al fabricante con el fin de buscar soporte
Organización
Control de ingresos de equipos
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Para realizar algunas recomendaciones de uso y
conservación
11.2.2 Instructivos de Equipos
Son documentos cortos de no más de una página, que deben
contener las operaciones más básicas del equipo que son de
gran importancia para preservar el equipo, descartar errores y
evitar una sobrecarga que pueda ocasionar algún daño.
Estos instructivos deben estar disponibles en todo momento,
lo más cercano posible al equipo o si es posible adheridos al
mismo. En algunas ocasiones el fabricante coloca dichas
instrucciones en una parte visible del equipo, pero cómo dato
importante, dicho instructivo debe estar en el idioma de quién
lo opera.
11.2.3 Manual Operativo
Corresponde al documento que describe con detalle el equipo
de acuerdo a los siguientes parámetros:
Descripción general
Materiales utilizados para la fabricación
Dimensiones del equipo
Instrucciones para el montaje
Instrucciones para la operación
Tipo de mantenimiento
Instrucciones para el mantenimiento
Período recomendado de mantenimiento
Puntos de control de mantenimiento
Instrucciones de calibración
Condiciones de trabajo
Especificaciones técnicas de medida
Recomendaciones para la conservación y uso
Lista de dispositivos
Lista de insumos
Lista de accesorio adicionales
Información del fabricante
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Causas de error y soluciones
Centro de soporte técnico en el mundo
Kit de repuestos sugeridos
Al mirar con detalle el anterior listado, podemos darnos cuenta
que los parámetros corresponden al catálogo que por lo
general suministra el fabricante, que en ocasiones no se
encuentra en nuestro idioma y por lo tanto es necesario
realizar la traducción, la cual a la larga sale bastante costosa y
por lo cual se recomienda, que al realizarla, sólo se traduzca lo
que verdaderamente es importante para el destino que se le
va a dar al equipo.
En muchas ocasiones se nos presenta que en nuestra
empresa se tienen equipos que no poseen dichos catálogos,
ya sea porque se han perdido, nunca vinieron con ellos, son
equipos autoconstruidos, en fin. Para este caso se requiere
entonces, buscar equipos en otras organizaciones de igual o
similares características, buscar personas que conozcan el
equipo o hacer un proceso de reconstrucción en la empresa
con las personas que hayan trabajado dicho equipo.
Del listado de parámetros se generan algunos documentos y
registros de gran importancia, que nos pueden permitir
mantener y conservar en óptimas condiciones el equipo y con
servicio continuo. Estos son:
Tipo de mantenimiento
Instrucciones para mantenimiento
Período recomendado de mantenimiento
Instrucciones de calibración
Lista de dispositivos
Lista de insumos
Lista de accesorio adicionales
Kit de repuestos sugeridos
11.2.4 Historial del equipo
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En este registro se mantiene el historial del equipo en cuanto
a reportes de daños, reparaciones, actualizaciones
tecnológicas y cualquier otro evento que haya alejado al
equipo de su originalidad.
El formato que se elabore para llevar este registro, debe
hacer claridad sobre las personas responsables que
reportaron el daño o anomalía, repararon el equipo y que dan
fe de que este queda en buenas condiciones de trabajo.
11.2.5 Registro de mantenimiento diario
Este registro depende en gran parte del tipo de equipo o
maquinaria y la incidencia en la continuidad del servicio y la
calidad del servicio o producto.
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12. Bibliografía recomendada
12.1 Metrología Mecánica, Expresión de la Incertidumbre de la
Medición, Walter Link, Inmetro, Brasil, 1997
12.2 Metrología, Carlos González González y Ramón Zeleny
Vázquez, Mc Graw Hill, 1998
12.3 Guía ISO 25
12.4 Resolución 140 de la República de Colombia, Ministerio de
Desarrollo, 4 de febrero de 1994.
12.5 Norma ISO 17025
12.6 NTC serie 3000
12.7 NTC-ISO 10012
12.8 GCT-51
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