ediciones
AÑO 1 • Núm. 06 • Enero-Febrero-Marzo 2018 • Ejemplar Gratuito
contenido
MEDICIONES
04
DIRECTOR
Artículo por Ing. Oscar Gutiérrez - Canhefern
Víctor A. Chávez victor.chavez@gadsmet.com.mx
07
DISEÑO
Aplicación de las correcciones del Certificado de Calibración de un calibrador en el área eléctrica
Índices de capacidad, aplicados a la selección de equipos con la exactitud requerida para procesos de medición y/0 calibración
Group GWl group.gwi@gmail.com
Artículo por Ing. Felipe González Rojas - CIDESI
IMPRESIÓN VENTAS
16
Víctor Litográfico Grupo A. Chávez g_litografico@yahoo.com.mx victor.chavez@gadsmet.com.mx
Nuevas definiciones del kilogramo, el mol, el Kelvin y el Ampere
Artículo por: CENAM
18
Certificados de Calibración
Artículo por: Ing. Ana Laura Espíndola Ramírez - GADS Metrológicos
CONTRIBUCIÓN REPORTAJES CANHEFERN CIDESI CENAM GADS METROLÓGICOS
Editorial La mejora continua ha pasado de ser una moda a ser un estilo de vida. Lo que no mejora no crece. Mediciones, revista trimestral de EneroFebrero-Marzo 2018. Número de Certificado de Reserva otorgado por el Instituto Nacional del Derecho de Autor: En trámite. Domiclio de la Publicación Av. Ezequiel Montes 128 Nte Interior 1-4, Col. Centro C.P. 76000 Querétaro, Qro. Distribuidor: Víctor Antonio Chávez Uribe, Av. Ezequiel Montes 128 Nte Interior 1-4, Col. Centro C.P. 76000 Querétaro, Qro. Mediciones cuenta con un tiraje de 3,000 ejemplares. Queda estrictamente prohibida la reproducción total o parcial del contenido de ésta revista, sin la autorización espresa de los titulares de los derechos. Mediciones no se hace responsable del contenido de los artículos y anuncios.
Esta evolución la hemos visto en los sistemas de calidad con las nuevas versiones de las normas ISO-9001, IATF 16949, ISO-17025, entre otras. Algunos ejemplos en nuestra área son: el asegurar que los equipos de medición son adecuados para uso, la aplicación de las correcciones con base en los resultados de una calibración o que la información contenida en el certificado de calibración sea adecuada y suficiente. Esta mejora continua también ha llegado a las unidades de base del sistema internacional, con la próxima redefinición del kilogramo, el mol y el Kelvin. “No hay nada más permanente que el cambio.” Heráclito
ARTÍCULO
APLICACIÓN DE LAS CORRECCIONES DEL
CERTIFICADO DE CALIBRACIÓN
DE UN CALIBRADOR EN EL ÁREA ELÉCTRICA Autor: Ing. Oscar Gutiérrez
La metrología trata la reproducción de valores a un cierto nivel de incertidumbre. En el área eléctrica utilizan calibradores multifunción para reproducir 11 magnitudes diferentes. Se programan fácilmente ingresando una cantidad, un prefijo y una unidad, posteriormente se pone en operación. Estos calibradores son exactos, estables y confiables. En ocasiones se tiene la impresión que la calibración es un asunto de equipos, en vez de valores. Este artículo tiene la intención de hacer énfasis en la aplicación de las correcciones derivadas del certificado de calibración, ya que de no hacerlo, se compromete la trazabilidad de las mediciones. Esta exposición se circunscribe a la magnitud de tensión eléctrica continua en el intervalo de 3,3 V a 33 V para un calibrador Fluke modelo 5500A.
Primeramente considerar la expresión de la exactitud del calibrador, de acuerdo a su manual, con base en dos cantidades, una asociada a la selección y otra como un fondo.
El valor de referencia se construye a partir del valor seleccionado y del certificado de calibración.
Consideremos ahora un certificado de calibración con resultados de calibración cercanos a su especificación de exactitud.
Especificación de exactitud tensión eléctrica continua Incertidumbre absoluta, tcal ± 5°C ± (µV/V seleción + µV)
Intervalo de medida
3,3 V a 33 V
50 µV/V
50 µV
Para considerar la especificación de exactitud como incertidumbre absoluta el fabricante asume que el equipo fue calibrado con una relación de incertidumbre de al menos 4 a 1 y que no ha pasado más de un año desde entonces. Así mismo que se opera a una temperatura no mayor o menor a 5,0 ºC.
Calibrador 1
+
Certificado de calibración
=
Valor de referencia
Valor indicado por Intervalo el calibrador de medida (L) 33 V
10,00000 V 20,00000 V 30,00000 V
Valor de referencia (P)
Error relativo ± Incertidumbre (µV/V)
9,999394 V 19,99885 V 29,99838 V
60,6 ± 2,5 57,5 ± 2,5 54,0 ± 2,5
Ene-Feb-Mar
Mediciones
04
En una primera gráfica se presenta la especificación y los resultados de calibración. El comportamiento de estos últimos se aproxima a una recta aunque la especificación no parecería una recta. Gráfica 1
Donde f(x) es el error del calibrador en el punto x, este último, expresado en volts. Ahora para conocer el valor del calibrador en el punto x se usa la expresión:
Con esta ecuación se puede conocer el valor entre el 10% al 100 % del intervalo de medida. Su aplicación se muestra a continuación para tres puntos:
Una percepción equivocada llevaría a concluir que la especificación tiene un comportamiento exponencial. En una segunda gráfica se presentan en forma absoluta, en microvolts. Resulta evidente que el comportamiento, tanto la especificación como los resultados de calibración, es una recta. Gráfica 2
Considérese ahora el comportamiento de otro calibrador durante cuatro años aplicando este principio. Las cantidades se expresan en microvolts. 2014
2015
2016
2017
Esp
Δ
Δ%
10 V
72
105
97
86
550
33
6.0 %
20 V
124
180
208
130
1050
84
8.0 %
30 V
129
207
240
171
1550
111
7.2 %
m b
3 51
5 62
7 39
4 44
µV/V µV
Se observa lo siguiente: a) Las pendientes entre años cambian ± 3 µV/V el fondo cambia solo ± 15 µV. b) La estabilidad exhibida por el calibrador es del 20% de su especificación (columna “Δ”). Se calcula como la diferencia del error máximo y error mínimo durante los cuatro años que se analizan. Con base en esta estabilidad, podría fácilmente mejorar la incertidumbre al 30% de su especificación de exactitud.
La ecuación de la recta de los valores del error es:
05
Mediciones Ene-Feb-Mar
c) Los errores de calibración son también del 20% de su especificación de exactitud.
Gráficamente estos resultados se presentan a continuación: Gráfica 3
300
2014
f(x) = 7x + 39
Lineal (2014)
250
2015
microvolts
Lineal (2015)
f(x) = 5.1x + 62
200
2016 Lineal (2016)
150
2017
f(x) = 4x + 44
100
Lineal (2017)
f(x) = 3x + 51 50 0 5 V
10 V
15 V
20 V
25 V
30 V
35 V
No se mantiene una tendencia sostenida. Por lo que no se espera que el equipo salga de especificaciones. En la siguiente gráfica se comparan contra la especificación de exactitud. Gráfica 4 2014
1800
Lineal (2014)
1600
Esp
microvolts
1400
f(x) = 50x + 50
Lineal (esp)
1200
2015
1000
Lineal (2015)
800
2016 Lineal (2016)
600
2017
400
Lineal (2017)
200 0 5 V
10 V
15 V
20 V
25 V
30 V
35 V
Ahora se presenta el comportamiento de otros dos calibradores, el cual es consistente con el calibrador 2. Calibrador 4
Calibrador 3 2016
2017
Esp
Δ
Δ%
2014
2015
2016
2017
Esp
Δ
Δ%
10 V
2014 74
2015 44
99
93
550
55
10.0 %
10 V
-40
-62
-10
-44
550
52
9,5 %
20 V
116
58
228
184
1050
170
16.2 %
20 V
-148
-164
-54
-94
1050
110
10,5 %
30 V
150
60
306
255
1550
246
15.9 %
30 V
-318
-336
-192
-237
1550
m b
4 37
m b
-14 109
-14 87
-9 97
1 38
10 4
8 15
µV/V µV
144
9,3 %
-10 µV/V 68 µV
Es importante mencionar que el calibrador 4 tiene 20 años en operación. Conclusión. Con base en los resultados de calibración, expresados en forma absoluta, es posible establecer la ecuación de una recta. Con base en ella puede calcularse el error para diferentes puntos entre el 10% y el 100% del alcance.
Ene-Feb-Mar Mediciones
06
ARTÍCULO
Autor: Ing. Felipe González Rojas - Centro de Ingeniería y Desarrollo Industrial (CIDESI) - fgrojas@cidesi.edu.mx
RESUMEN El presente documento muestra la herramienta de los índices de capacidad del proceso (Cp y Cpk) como alternativa para demostrar que los instrumentos de medición empleados por laboratorios de calibración, medición o ensayo, cuentan con la capacidad de cumplir la exactitud de medida requerida, tomando en cuenta especificaciones, variabilidad (incertidumbre de medida) y errores determinados en sus respectivas calibraciones. Adicionalmente se presenta un ejemplo de la aplicación. ABSTRACT This document explain the process capability index tool (Cp and Cpk) is shown as an alternative to demonstrate that measuring instruments used by calibration, measurement or test laboratories have the capacity to meet required accuracy, taking into account specifications, variability (measurement uncertainty) and errors determined in their respective calibrations. Additionally an example of the application is presented. INTRODUCCIÓN Un aspecto importante en la selección de equipos de medición, ya sea para emplearlos como patrones de calibración o simplemente para obtener valores de referencia en una medición directa, es la exactitud de medida del equipo. De acuerdo al Vocabulario Internacional de metrología del Comité Conjunto para las Guías en Metrología, por sus siglas en ingles JCGM, define exactitud de medida como “proximidad entre un valor medido y un valor verdadero de un mensurando” (JCGM 200, 2012), se dice que una medición es más exacta cuanto más pequeño es el error de medida. Para cuantificar el tamaño del error, 07
Mediciones Ene-Feb-Mar
es necesario contar con especificaciones, de esta forma se puede comparar que “tan pequeño” es el error de medida con respecto de sus valores extremos. Otro concepto importante que se relacionan con la determinación de exactitud es la incertidumbre de medida, el cual se define como “parámetro no negativo que caracteriza la dispersión de los valores atribuidos a un mensurando, a partir de la información que se utiliza” (JCGM 200, 2012). Estadísticamente, la incertidumbre de medida se puede interpretar como la variabilidad del mensurando y un parámetro conocido que nos indica el valor de variabilidad es la “desviación estándar”. De acuerdo a la norma NMX-CH-140-IMNC-2002 “Guía para la expresión de incertidumbre en las mediciones” (NMX-CH-140-IMNC, 2003) en el punto 2.3.1 menciona que la incertidumbre estándar es la “incertidumbre de un resultado de medición expresada como una desviación estándar”. Siguiendo esta interpretación podemos asumir que la incertidumbre estándar estimada en una calibración podrá ser útil para estimar la desviación estándar de un proceso de medición.
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REQUERIMIENTOS DE EXACTITUD De acuerdo a la norma mexicana NMX-CC-9001IMNC-2015 “Sistemas de gestión de la calidad – Requisitos” (NMX-CC-9001-IMNC-2015, 2015) en el punto 7.1.5.1 menciona “la organización debe determinar los recursos necesarios para asegurar la validez y fiabilidad de los resultados cuando se realice el seguimiento o la medición…” así también menciona al final del mismo punto “La organización debe conservar la información documentada apropiada como evidencia de que los recursos de seguimiento y medición son idóneos para su propósito”. Lo anterior menciona la necesidad de documentar, para el caso de este artículo, la idoneidad de los equipos de medición para su propósito, en otras palabras que la exactitud es adecuada para el propósito a emplearse. Por su parte, la norma NMX-CC-10012-IMNC-2006 “Sistemas de gestión de las mediciones - Requisitos para los procesos de medición y los equipos de medición” (NMX-CC-10012-IMNC-2004, 2004) indica en el punto 7.1.1 que “Las características metrológicas del equipo de medición deben ser adecuadas a su uso esperado” así también en el punto 7.2.2 menciona que “Los procesos de medición deben ser diseñados para cumplir con requerimientos específicos y deben ser documentados, validados y, si es necesario, acordados con los clientes… La selección de los elementos y límites de control debe ser acorde con los riesgos de fallas para cumplir con requerimientos especificados”. La norma NMX-EC-17025-IMNC-2006 “Requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayo y de calibración” (NMX-EC-17025-IMNC-2006, 2006) en su punto 5.5.2 menciona que “los equipos utilizados para los ensayos, calibraciones y el muestreo deben permitir lograr la exactitud requerida y deben cumplir con las especificaciones pertinentes”. INDICES DE CAPACIDAD PARA PROCESOS Todo proceso, incluidos los de medición (aquellos que se comportan con una distribución normal), cuentan con variables de entrada, que en dependencia del mismo proceso y dichas variables, arrojan variables de salida o respuesta, las cuales deben cumplir con ciertas especificaciones a fin de considerarse que el proceso opera de manera satisfactoria. Evaluar la capacidad de un proceso o bien, la habilidad de un proceso, se basa principalmente en conocer la siguiente información: la amplitud de la varia-
ción natural de éste para una característica de ca lidad dada, las especificaciones del proceso y el valor nominal o ideal a donde las variables de salida tendrían que converger. Una vez que se conoce esta información, la evaluación consiste en determinar en qué medida la característica de calidad es satisfactoria, es decir, cumple con las especificaciones. Para realizar la evaluación de capacidad del proceso, es necesario conocer los términos de índices de capacidad Cp y Cpk y las ecuaciones por medio de las cuales se estiman estos índices. El índice de capacidad potencial del proceso, Cp, se define de la siguiente manera:
Ecuación 1 índice de capacidad Cp.
Donde ES es la especificación superior y EI la especificación inferior para la característica de calidad, σ representa la desviación estándar del proceso. La ecuación indica que el índice Cp compara el ancho de las especificaciones o variación tolerada para el proceso con la amplitud de la variación real de éste. El término “6 σ” (seis veces la desviación estándar) es la variación real, considerando que se ubicara el 99,73% de los valores de la característica de calidad. Este índice no contempla si el proceso se encuentra centrado, es decir, si la característica de calidad está cercana o no al valor nominal o verdadero, solo evalúa que tanto cumple con las especificaciones. La desventaja del índice Cp es que no toma en cuenta el centrado del proceso, debido a que en la ecuación 1 no se incluye la media del proceso “µ”. Una manera de evaluar el centrado del proceso es evaluando por separado el cumplimiento de la especificación superior e inferior a través del índice de capacidad Cpi y Cps los cuales se calculan de la siguiente manera:
Ecuación 2 índices de capacidad Cpi y Cps
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Mediciones
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proceso, por lo que valores resultantes menores a 1 es una evidencia que el proceso no cumple con las especificaciones. Para una mejor interpretación se puede considerar la siguiente tabla (Gutiérrez & De la Vara, 2013): Índice de capacidad
Decisión o conclusión Se tiene calidad seis sigma. Adecuado. Parcial adecuado, requiere de un control estricto.
En donde Cpi es el índice de capacidad con respecto de la especificación inferior, Cps es el índice de capacidad con respecto de la especificación superior y µ es la media. El término “3σ ” (tres veces la desviación estándar) representa la mitad de la variación real (ya que se compara solo con una de las especificaciones en cada ecuación. La ecuación 2 arrojara dos valores, uno comparado contra la especificación superior y otro contra la especificación inferior, en caso de que ambos valores sean iguales es indicativo de que el proceso se encuentra centrado, de lo contrario se deberá evaluar el valor que resulte más pequeño de ambos, ya que resultara el más crítico o próximo a incumplir la especificación. El valor más pequeño que resulte al calcular Cpi y Cps representara el valor de Cpk, es decir:
Ecuación 3 índice de capacidad Cpks
Cpk se puede definir como el indicador de la capacidad real de un proceso que toma en cuenta el centrado. Los valores resultantes de los índices Cp y Cpk muestran la capacidad de cumplimiento del 11
Mediciones Ene-Feb-Mar
No adecuado para el trabajo. Es necesario un análisis del proceso. Requiere de modificaciones serias para alcanzar una calidad satisfactoria No adecuado para el trabajo. Requiere de modificaciones muy serias. Tabla 1 Valores de Cp y Cpk y su interpretación (Gutiérrez & De la Vara, 2013)
Una interpretación desde el punto de vista de seis sigmas de los valores expresados en la tabla anterior, es la siguiente: Índice de capacidad
Habilidad
% dentro de especificaciones
Cp y Cpk ≥ 0,33
±1σ
68,27%
Cp y Cpk ≥ 0,67
±2σ
95,45%
Cp y Cpk ≥ 1
±3σ
99,73%
Cp y Cpk ≥ 1,33
±4σ
99,994%
Cp y Cpk ≥ 1,66
±5σ
99,999942%
Tabla 2 Habilidad y % dentro de especificaciones
APLICACIÓN DE INDICES DE CAPACIDAD Conociendo las ecuaciones y el fundamento de los índices de capacidad se puede dar sustento para documentar los requerimientos que distintas normatividades hacen mención con respecto de la exactitud requerida, lo anterior considerando contar con las especificaciones del proceso de calibración o medición y la variabilidad del equipo de medición. Tomando en cuenta, por ejemplo, que la norma NMX-EC-17025IMNC-2006 en su punto 5.6.1 menciona que el laboratorio debe tener un programa establecido y un procedimiento para la calibración de su equipo y la NMX-CC-9001-IMNC-2015 en su punto 7.1.5.2 expresa la necesidad de proporcionar trazabilidad a las mediciones, lo cual se puede obtener a través de las calibraciones, es factible contar con la incertidumbre de medición de los equipos de medición. Ahora bien, tomando la definición del punto 2.3.1 de la NMX-CH-140-IMNC-2002 en donde se puede considerar que la incertidumbre estándar de la calibración de los equipos de medición se puede interpretar como la va-
riabilidad del mismo equipo (desviación estándar), se podría considerar esta información como “ σ ”.
Para comprender la aplicación de los índices de capacidad y demostrar que los equipos de medición empleados cumplen con la exactitud requerida, se plantea el siguiente ejemplo: Para la calibración de una pesa de 1 kg clase F1, de acuerdo a OIML R111, el laboratorio propone emplear una pesa de 1 kg clase E2 de acuerdo a OIML R111, por lo anterior, se requiere demostrar por medio de los índices de capacidad que la exactitud del patrón empleado es adecuada. El error máximo tolerado para una pesa de 1 kg clase F1 es de ± 5 mg, por lo que su especificación superior (ES) es 1 000,005 g, la especificación inferior (EI) es 999,995 g. La pesa patrón propuesta a emplear es de clase E2, por lo que su incertidumbre de medida es de ±0,53 mg, esta incertidumbre es con k=2, la incertidumbre estándar sería de ±0,27 mg. Considerando que la incertidumbre estándar se podría considerar como la desviación estándar del equipo de medición, aplicamos la ecuación 1 para estimar el índice de capacidad Cp y determinar si la exactitud requerida es adecuada:
Con el valor de 6,17 evaluado en la tabla 1, podemos concluir que se tendría una calidad 6 sigma para realizar dicha comparación, es decir, tiene más de la exactitud requerida al tener un Cp≥2.
El valor de 0,162 se interpreta que el patrón abarca el 16,2% de la banda de especificación, por lo cual se podría considerar que el patrón es de mayor exactitud a la requerida. El índice Cr además de indicar si cuenta con la exactitud requerida el patrón, ayuda a analizar la curva de costo – incertidumbre (costo – beneficio): $ costo $ alto costo por operación
alto costo por no calidad
INCERTIDUMBRE ACTUAL
INCERTIDUMBRE ACTUAL (mucho menor que)
(mucho mayor que) INCERTIDUMBRE REQUERIDA
INCERTIDUMBRE REQUERIDA
INCERTIDUMBRE ACTUAL (del orden de)
INCERTIDUMBRE REQUERIDA U act / U req
Figura 1 Curva Costo – incertidumbre (MetAs, S.A. de C.V., 2002)
Es importante mencionar que el ejercicio anterior en ningún momento considera el posible error que pueda tener el patrón, solo se ha realizado el análisis con respecto de las especificaciones. Para continuar con ejemplo, consideremos que el patrón clase E2 de 1 kg cuenta con un error de 1,1 mg, determinado en su respectiva calibración. Con este dato apliquemos la ecuación 2 y 3:
Un índice de capacidad similar al Cp es el índice Cr, el cual demuestra la “razón de capacidad potencial” y se encuentra definido por la siguiente ecuación:
Ecuación 4 Índice Cr para razón de capacidad potencial
El índice Cr es el inverso del índice Cp, su finalidad principal es mostrar un resultado que sea más intuitivo, ya que representa la proporción de la banda de especificación que es ocupada por el proceso de medición, en este caso es la proporción de la banda de especificación que es ocupada por el patrón. Aplicando la ecuación 4 tenemos el siguiente resultado:
Se observa que al existir un error en el patrón y no realizar corrección, el índice de capacidad Cpk muestra un valor más pequeño que el índice Cp, lo cual es indicativo que Ene-Feb-Mar
Mediciones
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el proceso no se encuentra centrado; Sin embargo aun así, el proceso de calibración tiene la calidad de seis sigma al tener un Cp≥2 por lo que cuenta con la exactitud requerida realmente Al igual que existe un índice que demuestra la razón de capacidad entre la variabilidad y especificaciones, también se cuenta con un “índice de centrado de proceso”, representado por el índice “K” y por la siguiente ecuación:
Ecuación 5 Índice “K” de centrado de proceso
Este indicador mide la diferencia entre la media de un proceso (µ) y el valor objetivo o nominal (N), para la correspondiente caracteristica de calidad, y compara esta diferencia con la mitad de la amplitud de las especificaciones. Aplicando la ecuación 5 a nuestro ejemplo, obtenemos lo siguiente:
Con el resultado obtenido se interpreta que la media del proceso (error del patrón) se encuentra desviado un 22%, como el valor es positivo se observa que la desviación es a la derecha del valor nominal. Valores menores a 20% en términos absolutos se consideran aceptables, a medida de que el valor absoluto de “K” sea más grande que 20%, indica un proceso muy descentralizado, lo cual puede contribuir de manera significativa en caso de que la variabilidad también sea relativamente grande. CONCLUSIONES Se puede considerar que “σ ”, el cual se toma de los certificados de calibración como la incertidumbre de medida estándar, se podría complementar con contribuciones que el usuario considere necesarias, por ejemplo reproducibilidad, repetibilidad, etc. para robustecer el análisis. 13
Mediciones Ene-Feb-Mar
Los índices de capacidad Cp y Cpk pueden ser empleados cuando no se cuenta con una incertidumbre de medición, por lo que “ σ” deberá ser calculado por medio de experimentación del patrón, ya sea dividiendo por subgrupos (desviación estándar a corto plazo) o por medio del análisis del total de datos (desviación estándar a largo plazo). Los índices Cp y Cpk están pensados a partir de lo importante que es reducir la variabilidad de un proceso para cumplir con las especificaciones, sin embargo otro punto de vista para la búsqueda de “buena calidad” y la reducción de la variabilidad, propone darse en torno al valor nominal. Es decir la mejora de un proceso podría estar orientada a reducir la variabilidad alrededor del valor nominal y no solo para cumplir con especificaciones, para este análisis se propone el índice de Taguchi (Cpm). Los índices de razón de capacidad y de centrado, Cr y K respectivamente, son herramientas que pueden apoyar a una mejor interpretación de la exactitud requerida, sin embargo es recomendable aplicarlo en conjunto con los índices Cp, Cpk y/o Cr. El indicador de prueba de relación de exactitud TAR (Traceability Accuracy Ratio) y el indicador de prueba de relación de incertidumbre TUR (Traceability Uncertainty Ratio) son alternativas para determinar o comprobar la exactitud requerida, la cual toma en cuenta las especificaciones y la exactitud del patrón (por especificaciones) o la incertidumbre de medición del patrón.
Gutiérrez, H. P., & De la Vara, R. S. (2013). Control estadístico de la calidad y seis sigma. México: Mc Graw Hill. JCGM 200. (2012). International vocabulary of metrology, Basic and general concepts and associated terms (VIM). BIPM. MetAs, S.A. de C.V. (2002). Evaluación de consistencia metrológica. La Guía Metas, 4. NMX-CC-10012-IMNC-2004. (2004). Sistemas de gestión de las mediciones - Requisitos para los procesos de medición y los equipos de medición. México: IMNC, Intituto Mexicano de Normalización y Certificación, A.C. NMX-CC-9001-IMNC-2015. (2015). Sistemas de gestión de la calidad - Requisitos. México: IMNC, Instituto Mexicano de Normalización y Certificación, A.C. NMX-CH-140-IMNC. (2003). NMX-CH-140-IMNC-2002 Guía para la expresión de incertidumbre en las mediciones. México: IMNC, Instituto Mexicano de Normalización y Certificación, A.C. NMX-EC-17025-IMNC-2006. (2006). Requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayo y de calibración. México: IMNC, Instituto Mexicano de Normalización y Certificación, A.C.
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ARTÍCULO
Nuevas definiciones del kilogramo, el mol, el Kelvin y el Ampere Autor: CENAM
El Comité Internacional de Pesas y Medidas propuso la revisión de las definiciones de cuatro de las siete unidades de base del Sistema Internacional de Unidades: el kilogramo, el Ampere, el Kelvin y el mol. Estas nuevas definiciones entrarán en vigor el 20 de mayo de 2019. A partir de esa fecha, las unidades se definirán en términos de constantes físicas y se eliminará la dependencia al prototipo internacional del kilogramo, que es el último artefacto que perdura como referencia internacional. Los valores de las constantes empleadas en las nuevas definiciones se establecerán de manera que exista la mayor continuidad posible entre las definiciones actuales y las que regirán a partir de 2019. El kilogramo se define actualmente como la masa del prototipo internacional del kilogramo, que es un cilindro de platino-iridio que se conserva en París. Mediciones recientes muestran que las masas del prototipo internacional y de sus copias han cambiado aproximadamente 50 microgramos en cien años, lo cual pone en riesgo la consistencia en el tiempo de las mediciones que requieren la mejor exactitud. Debido a esto, la nueva definición del kilogramo se realizará con una balanza electromagnética, llamada balanza de Kibble, o con una esfera de silicio caracterizada de acuerdo a un método establecido, y desde ese momento el kilogramo será invariable. El Ampere se define actualmente como la corriente eléctrica que circula por dos conductores de una geometría idealizada, separados un metro en el vacío y que producen una fuerza entre ellos de 2X10-7 N/m. Debido a que esta definición es difícil de realizar en la práctica con baja incertidumbre, el Ampere se redefinirá. La nueva definición permitirá realizar el Ampere con muy baja incertidumbre a través de patrones cuánticos, que se han venido usando convencionalmente desde 1990 para la realización de las unidades eléctricas. Ene-Feb-Mar
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El Kelvin es la unidad de temperatura y tiene el mismo tamaño que el grado Celsius. Actualmente, el Kelvin se define como la fracción 1/273.16 de la temperatura a la que coexisten las fases sólida, líquida y gaseosa del agua (punto triple). La nueva definición será en términos de energía térmica y aunque las mediciones de temperatura se seguirán haciendo en base a una “escala práctica”, en la medida que avance la termometría termodinámica, los valores de las referencias de esta escala se irán ajustando. Finalmente, el mol, es la unidad de cantidad de sustancia utilizada principalmente en mediciones en el campo de la química y biología. En la actualidad, esta unidad se define como la cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales (ya sea átomos,
moléculas, iones, electrones, otras partículas, o grupos específicos de tales partículas) como átomos hay en 0.012 kilogramos de carbono 12. La nueva definición estará en términos de un número específico de entidades (típicamente átomos o moléculas) midiendo y fijando el número de Avogadro (constante relacionada con la definición del mol). El Centro Nacional de Metrología (CENAM) es miembro activo del Comité Internacional de Pesas y Medidas y de sus Comités Consultivos, que coordinaron los trabajos que llevaron a esta decisión. El CENAM ya realiza las acciones necesarias para adecuar los patrones nacionales a esta modificación, la cual no requerirá ningún cambio en la práctica de las personas que realizan mediciones en el país. Las otras tres unidades de base del Sistema Internacional, el metro, el segundo y la candela no se modificarán.
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ARTÍCULO
Certificados de Calibración Autor: Ing. Ana Laura Espíndola Ramírez - GADS Metrologicos
Un certificado de calibración es el documento físico o digital mediante el cual se presentan los resultados de calibración de un instrumento de medida. Éstos documentos son emitidos por el laboratorio que proporciona el servicio, tenga o no, una acreditación. Algunos consideran este documento como un simple papel que les encanta pedir a los auditores el día de la auditoria, por lo que solo nos preocupamos por ellos cuando una auditoria se acerca. Sin embargo, debemos aprender a conocer la importancia y revisar estos documentos. La norma NMX-EC-17025-IMNC: 2005, establece que los certificados de calibración deben incluir como mínimo los siguientes puntos, a menos que el laboratorio que lo emite tenga razones válidas para no hacerlo. a) Un título (por ejemplo, “Certificado de calibración”). b) Nombre y dirección del laboratorio y el lugar donde se realizaron las calibraciones (de ser diferente a la dirección del laboratorio). c) Una identificación única del certificado de calibración. En cada página una identificación para asegurar que la pagina es reconocida como parte del documento, y una clara identificación del final del certificado de calibración. d) El nombre y la dirección del cliente. e) Identificaciones del método utilizado. f) Una descripción, la condición y una identificación no ambigua del o de los ítems calibrados. g) La fecha de recepción del o de los ítems sometidos a la calibración, cuando ésta sea esencial para la validez y la aplicación de los resultados, y la fecha de ejecución de la calibración. h) Una referencia a los procedimientos utilizados por el laboratorio u otros organismos, cuando estos sean pertinentes para la validez o la aplicación de los resultados. i) Los resultados de las calibraciones con sus unidades de medida, cuando corresponda. j) El o los nombres, funciones y firmas o una identificación equivalente de la o las personas que autorizan el certificado de calibración. k) Cuando corresponda, una declaración de que los resultados solo están relacionados con los ítems calibrados. Además de lo antes mencionado, los certificados de calibración deben incluir, cuando sea necesario para la interpretación de los resultados de calibración, lo siguiente:
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I.
Las condiciones (por ejemplo, ambientales) bajo las cuales fueron hechas las calibraciones y que tengan una influencia en los resultados de la medición. II. La incertidumbre de la medición o una declaración de cumplimiento con una especificación metrológica identificada o con partes de ésta. III. Evidencia de que las mediciones son trazables. Algunos laboratorios incluyen una opinión o interpretación, pero éstas siempre deben incluir las bases que respaldan dichas opiniones y estar identificadas como tales. Cuando los laboratorios no incluyen esto, generalmente, proporcionan los resultados de verificación con respecto a normas o referencias aplicables. Los certificados de calibración se convierten en simples documentos cuando no les damos el valor y el uso adecuado. La función principal de estos documentos, es proporcionarnos los resultados de medición. Los cuales son la diferencia entre el equipo patrón y nuestro instrumento de mediada. Con ello, podemos conocer la situación en la que se encuentran nuestros instrumentos.
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Conocer los errores de nuestros instrumentos nos permite conocer si el instrumento continúa siendo adecuado para las funciones que tiene destinadas y/o si es necesario realizar ajustes en el equipo, en el método de medición, en el proceso, etcétera. También nos indican la incertidumbre de medida, la cual incluye todas las contribuciones que envuelven las mediciones realizadas y bajo las condiciones que se realizó el servicio de calibración. Adicional a esto, nos sirven como evidencia. Evidencia de que se realizó el servicio de calibración y como evidencia de la trazabilidad de nuestras mediciones a las unidades de medida del SI. Los certificados de calibración son más que los documentos, que siempre nos piden los auditores. Son parte fundamental de nuestro Sistema de Gestión y control de calidad, sin embargo, no sirven de mucho si no los revisamos y los tomamos como referencia para hacer modificaciones en nuestros procesos. Por lo tanto, es nuestra responsabilidad verificar que nuestros proveedores de servicios de calibración incluyan toda la información necesaria y utilizarla debidamente para garantizar la confiabilidad de nuestras mediciones.
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