CONCEPTOS BASICOS Y

GENERALIDAD EN METROLOGÍA

Ing. Álvaro Bermúdez Coronel

Subdirector de Metrología Física

Más Información

INSTITUTO NACIONAL DE METROLOGÍA (INM)

Decreto 4175 de 2011

METROLOGÍA

CIENTÍFICA

METROLOGÍA

INDUSTRIAL

Mediante el Decreto 4175 de 2011 fue creado el Instituto Nacional deMetrología con lo cual se dio un paso fundamental para elfortalecimiento del Subsistema Nacional de Calidad de Colombia y de lacompetitividad del sector productivo del país.

Creación del INM

Coordinar en el territorio nacional la metrología científica e industrial y ejecutar actividades que permitan la innovación y soporten el desarrollo económico, científico y tecnológico del país.

Misión

En el 2020 seremos el centro de investigación, desarrollo e innovación líder en materia Metrológica en Colombia, con proyección internacional y capacidades de medición reconocidas, actuando con responsabilidad social.

Visión

Misión y Visión

LA METROLOGIA EN LA CIENCIA

• “La Ciencia comienza donde empieza la medición, no siendo posible la ciencia exacta en ausencia de mediciones”

• Dmitri Ivánovich Mendeléyev

LA METROLOGIA EN LA CIENCIA

• “Cuando puedas medir lo que estás diciendo y expresarlo en números,

sabrás algo acerca de eso; pero cuando no puedes medirlo, cuando no

puedes expresarlo en números, tus conocimientos serán escasos y no

satisfactorios” Lord Kelvin

• “Ya no queda nada por descubrir en Fisica. Solo queda aumentar mas y

mas la precision de las medidas experimentales” ” Lord Kelvin

• “Lo que no sea medible, hazlo medible” Galileo Galilei

• “No se puede controlar lo que no se puede medir” Tom De Marco

• “No se puede predecir lo que no se puede medir” Norman Fenton

Esto posiciona a la metrología como piedra angular de lainfraestructura del Sistema Nacional de Calidad yCompetitividad; y la calidad entendida como un imperativoético, es decir la generación de todo tipo de productos quepermitan satisfacer las necesidades del ser humano,incluidas las más nobles. ALEXANDER MARTÍNEZ LÓPEZ –INM

La medición es la abstracción de unacaracterística cuantitativa del objeto, sin teneren cuenta su calidad. Pero para la mentalidadprimitva la medida debe ser una resultantecualitativa o, por lo menos, va muyintimamente unida a la calidad. “Las medidas ylos hombre” Wiltold Kula, pagina 117

“Entre más industrializado es un país, más alta es su capacidad en medición, por lo tanto, el sistema de medición tiene más importancia” La Guia Metas – Año 06 # 8

LA METROLOGIA EN LA ORGANIZACIÓN (I)

• La metrología juega un papel importante en los sectoreseconómicos y radica en que tanto empresarios comoconsumidores necesitan saber con suficiente exactitudcuál es el contenido exacto de un producto o el valorfacturado de un servicio. En este sentido, las empresasdeben contar con buenos instrumentos de medición paraobtener medidas confiables y garantizar los resultados enel proceso de fabricación de un producto o de prestacióndel servicio.

LA METROLOGIA EN LA ORGANIZACIÓN (II)

• La Metrología estudia cómo responder de manera técnicamente correcta apreguntas como:

• ¿En qué consiste y cómo se usa un sistema de unidades de medidacoherente?

• ¿cuánta energía, agua o gas consume un hogar o una empresa?

• ¿Cuál es la distribución de la temperatura de un horno de producción?

• ¿Qué instrumento es el apropiado para realizar determinada medición?

• ¿Qué requisitos debe tener ese instrumento?

• ¿Cuál es el procedimiento adecuado para efectuar determinada medición?

PROPOSITOS DE LA METROLOGIA EN LA CALIDAD

• La esencia de la Metrología es garantizar la efectividad de los procesos de medición que se llevan a cabo, garantizando de esta forma las propiedades de calidad en los servicios, los procesos y los productos.

• Los procesos de medición deberían considerarse como procesos específicos cuyo objetivo es apoyar la calidad de los productos elaborados por la organización.

Título o subtítulo

LA METROLOGIA Y LOS REQUISITOS DE CALIDAD

• La calidad tiene requisitos cuantitativos, cualitativos y deoportunidad y en todos ellos siempre están involucradas lasmediciones.

• El mantenimiento de los requisitos de calidad en el tiempodepende del aseguramiento metrológico.

• Facilita el cumplimiento de los numerales 7.6 de la ISO 9001 y4.5.1 de la 14000 o cuando se requiera gestión de lasmediciones.

EVOLUCION DE LAS NECESIDADES DE

MEDICION

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NECESIDAD DE LOS INSTRUMENTOS DE

MEDICIÓN

• La percepción de los sentidos es subjetiva

• El objetivo de la medición lleva intrínseco el concepto de exactitud y precisión

• Necesidad de materialización de las unidades de medida http://www.taringa.net

CUANDO CREEMOS QUE MEDIMOS….

CUANDO LA MEDICION ES UNA CIENCIA …

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Asegurar la calidad de las medidas es un modo de evitar decisiones erróneas y reducir

las perdidas económicas derivadas de productos y procesos deficientes.

PLANIFICAR LOS PROCESOS DE FABRICACIONPLANIFICAR LOS PROCESOS DE MEDICIÓN

MEJORAR EL PRODUCTO Y EL

PROCESO DE MEDIDAFABRICAR

EJECUTAR LOS PROCESOS DE

MEDIDADCONTROLAR LOS

PROCESOS DE MEDIDA

GUIA GENERAL PARA EL ASEGURAMEINTO DE LA MEDIDADUNION EUROPEA- GOBIERNO ESPAÑOL - ITCL

CICLO DE MEJORA

OBJETIVO DEL SISTEMA DE GESTION DE LAS MEDICIONES

• Los procesos de medición deberían considerarse comoprocesos específicos cuyo objetivo es apoyar la calidadde los productos elaborados por la organización.

• El objetivo de un sistema de gestión de las mediciones esgestionar el riesgo de que los equipos y procesos demedición afecten la calidad del producto al producirresultados incorrectos.

CONFIRMACION METROLOGICA

• CONJUNTO DE OPERACIONES REQUERIDAS PARAASEGURARSE DE QUE EL EQUIPO DE MEDICION ESCONFORME A LOS REQUISITOS DEL USO PREVISTO.

• LA CONFIRMACION METROLOGICA NO SE LOGRA HASTA QUESE HAYA DEMOSTRADO Y DOCUEMNTADO LA ADECUACIONDEL EQUIPO DE MEDICION PARA EL USO PREVISTO

CONFIRMACIÓN METROLÓGICA Y REALIZACIÓN DEL PROCESO DE MEDICIÓN

Características Metrológicas de los equipos de medición

Calibración de los equipos de medición

Requerimientos Metrológicos del proceso de medición

Confirmación Metrológica

INSTRUMENTO DE MEDICION

CALIBRACION

CONFORMIDAD

ASEGURAMIENTO

TRAZABILIDAD

USO PREVISTO

CONFIABILIDAD

MEDIR• “Comparar una cantidad con su respectiva

unidad, con el fin de averiguar cuantas veces la segunda esta contenida en la primera”. (DRAE)

• Es comparar la cantidad desconocida que queremos determinar y una cantidad conocida de la misma magnitud, que elegimos como unidad.

• La dimensión del objeto y la unidad deben ser de la misma magnitud.

• Una parte importante de la medición es la estimación de error o análisis de errores.

MEDICION

• Proceso que consiste en obtener

experimentalmente uno o varios valores que

pueden atribuirse razonablemente a una

magnitud• NOTA 1 Las mediciones no son de aplicación a las

propiedades cualitativas.

• NOTA 2 La medición supone una comparación de

magnitudes, e incluye el conteo de entidades.

• NOTA 3 Una medición supone una descripción de la

magnitud compatible con el uso previsto de un

resultado de medida, un procedimiento de medida y un

sistema de medida calibrado conforme a un

procedimiento de medida especificado, incluyendo las

condiciones de medida.

• El primer paso para una buena medición

radica en especificar muy bien el

mensurando, el método de medición y los

procedimientos.

DEFINICIONES• Método: Es la secuencia lógica de operaciones, usadas

en la ejecución de las mediciones de acuerdo con un principio de medición determinado. Método de comparación.

• Procedimiento: Es el conjunto de operaciones, descritas de forma especifica, utilizadas en la ejecución de mediciones particulares, de acuerdo a un método. Se describe en un documento.

• El principio: Es el fundamento científico o físico del método de medición. El principio de equilibrio hidrostático para medir la presión.

FORMAS DE MEDICION• Medida directa• Una medida o medición diremos que es directa, cuando

disponemos de un instrumento de medida que la obtiene, así si deseamos medir la distancia de un punto A a un punto B, y disponemos del instrumento que nos permite realizar la medición, ésta es directa.

• Medidas indirectas• No siempre es posible realizar una medida directa, porque no

disponemos del instrumento adecuado, porque el valor a medir es muy grande o muy pequeño, porque hay obstáculos de otra naturaleza, etc.

• Medición indirecta es aquella que realizando la medición de una variable, podemos calcular otra distinta, por la que estamos interesados.

DEFINICIONES• Valor nominal: valor redondeado o

aproximado de una magnitudcaracterística de un instrumento o sistemade medida, que sirve de guía para suutilización apropiada

• Valor verdadero: valor de una magnitudcompatible con la definición de lamagnitud.

• Valor convencional de una magnitud,valor asignado a una magnitud, mediante unacuerdo, para un determinado propósito. NOTA1 Habitualmente se utiliza para este concepto eltérmino “valor convencionalmente verdadero”,aunque se desaconseja su uso.

d

lr lp

ERRORDiferencia entre un valor medido

de una magnitud y un valor de

referencia

Tanto el error como el valor verdadero son conceptosideales.

Son objetivos a los que apuntamos y quisiéramos conocerexactamente, pero que no podemos lograr.

Toda medición tiene imperfecciones que producen el error de medición.

ERRORES• Errores sistemáticos: componente del error de medida

que, en mediciones repetidas, permanece constante ovaría de manera predecible.

El error sistemático y sus causas pueden ser conocidas o no. Para compensar unerror sistemático conocido puede aplicarse una corrección.

El error sistemático es igual a la diferencia entre el error de medida y el erroraleatorio.

• Errores esporádicos o aleatorios: componente del errorde medida que, en mediciones repetidas, varía demanera impredecible.

Los errores aleatorios de un conjunto de mediciones repetidas forman unadistribución que puede representarse por su esperanza matemática, generalmentenula, y por su varianza.

El error aleatorio es igual a la diferencia entre el error de medida y el errorsistemático.

FORMAS DE PRESENTAR EL ERROR

• Error absoluto• Es el error en valor absoluto que se comete expresado en las mismas

unidades que la magnitud medida. • Error relativo• Es la relación que existe entre el error absoluto y la magnitud medida, es

adimensional, y suele expresarse en porcentaje. • Error estándar• Si no hemos valorado el error que cometemos al medir, tomamos como

error estándar:• Cinco veces la apreciación del instrumento. • El 5% de la magnitud medida.

PROPIEDADES DE LOS SISTEMAS DE MEDICION

• Precisión de medida, proximidad entrelas indicaciones o los valores medidosobtenidos en mediciones repetidas deun mismo objeto, o de objetossimilares, bajo condicionesespecificadas

• NOTA 1 Es habitual que la precisión de una medida se exprese numéricamente mediante medidas de dispersión tales como la desviación típica, la varianza o el coeficiente de variación bajo las condiciones especificadas.

PROPIEDADES DE LOS SISTEMAS DE MEDICION

• Repetibilidad: precisión de medida bajo un conjunto de condiciones de repetibilidad.

• Condición de repetibilidad de una medición, condición de medición, dentro de un conjunto de condiciones que incluye el mismo procedimiento de medida, los mismos operadores, el mismo sistema de medida, las mismas condiciones de operación y el mismo lugar, así como mediciones repetidas del mismo objeto o de un objeto similar en un periodo corto de tiempo.

PROPIEDADES DE LOS SISTEMAS DE MEDICION

• Reproducibilidad de medida, precisión de medida bajo un conjunto de condiciones de reproducibilidad

• Condición de reproducibilidad de una medición, condición de medición, dentro de un conjunto de condiciones que incluye diferentes lugares, operadores, sistemas de medida y mediciones repetidas de los mismos objetos u objetos similares

PROPIEDADES DE LOS SISTEMAS DE MEDICIÓN

• Exactitud de medida, proximidad entre unvalor medido y un valor verdadero de unmensurando.

• NOTA 1 El concepto “exactitud de medida” no es una magnitud y no se expresanuméricamente. Se dice que una medición es más exacta cuanto más pequeño esel error de medida.

• NOTA 2 El término “exactitud de medida” no debe utilizarse en lugar de“veracidad de medida”, al igual que el término “precisión de medida“ tampocodebe utilizarse en lugar de “exactitud de medida”, ya que esta última incluyeambos conceptos.

• NOTA 3 La exactitud de medida se interpreta a veces como la proximidad entre losvalores medidos atribuidos al mensurando.

PROPIEDADES DE LOS SISTEMAS DE MEDICIÓN

• Veracidad de medida, proximidad entre lamedia de un número infinito de valoresmedidos repetidos y un valor de referencia

• NOTA 1 La veracidad de medida no es una magnitud y no puede expresarse numéricamente, aunque la norma ISO 5725 especifica formas de expresar dicha proximidad.

• NOTA 2 La veracidad de medida está inversamente relacionada con el error sistemático, pero no está relacionada con el error aleatorio.

• NOTA 3 No debe utilizarse el término “exactitud de medida” en lugar de “veracidad de medida” y Viceversa.

INCERTIDUMBRE DE

MEDICION

• Parámetro no negativo que

caracteriza la dispersión de los

valores atribuidos a un

mensurando, a partir de la

información que se utiliza

¿POR QUE LA INCERTIDUMBRE?

La existencia de la incertidumbre refleja elimperfecto conocimiento del mensurando.Aún después de aplicar todas las correccionespor los efectos sistemáticos reconocidos elresultado de medición es imperfecto debido a lasvariaciones que surgen por los efectos aleatoriosy a la imperfección de las correcciones.

¿Incertidumbre? ¿Qué incertidumbre?

Pensamientos, actitudes y expresiones habituales cuando nos hablan de estimacion de la incertidumbre medición.

“LA INCERTIDUMBRE FUE ALGO QUE SE INVENTARON

LOS METROLOGOS PARA CUBRIR SU IGNORANCIA

RESPECTO A LAS MEDICIONES QUE

REALIZAN”

EL GRAN PROBLEMA

La incertidumbre de medición, calificada en ocasiones como ungran problema verdaderamente no lo es y no existe situación realalguna donde lo sea, simplemente que su calculo juzga por simismo cuanto conocemos del proceso de medición en los que nosdesempeñamos día a día.

Al hablar de dispersión es claro que al mensurando no se puede atribuírsele un único valor, sino que se le atribuye un intervalo de valores que son coherentes con todos nuestros

conocimientos.El resultado será útil si la dispersión es pequeña

Por tanto, la incertidumbre no significa que se duda de la validez de la medición, por el

contrario, la estimación de la incertidumbre aumenta la confianza en dicha validez.

CALIBRACION

• Operación que bajo condiciones especificadasestablece, en una primera etapa, una relaciónentre los valores y sus incertidumbres de medidaasociadas obtenidas a partir de los patrones demedida, y las correspondientes indicaciones consus incertidumbres asociadas y, en una segundaetapa, utiliza esta información para estableceruna relación que permita obtener un resultadode medida a partir de una indicación

ESQUEMA DE LA

CALIBRACIÓN

AJUSTE

• Conjunto de operaciones realizadassobre un sistema de medida para queproporcione indicaciones prescritas,correspondientes a valores dados de lamagnitud a medir

OBJETIVO DE LA CALIBRACIONPoner de manifiesto las discrepancias

existentes entre el instrumento o patrón quese calibra (calibrando) y un elemento dereferencia con características metrológicassuficientemente estables y conocidas.

La información resultante de la calibracióndebe combinarse con otras para estimar laincertidumbre asignada a las medidasrealizadas con el elemento calibrado.

LA CALIBRACION NO

CORRIGE ERRORES O

DEFECTOS EN UN

INSTRUMENTO, SOLO LOS IDENTIFICA Y CUANTIFICA

¿DESCALIBRADO?

LOS INSTRUMENTOS NO SE DESCALIBRAN

SE DESAJUSTAN

EL CERTIFICADO DE CALIBRACIÓN COMO FACTOR EN LA MEDICIÓN

• Correcciones El principal beneficio para un usuario, es usar lainformación sobre el error de medición de las lecturas delinstrumento en relación al patrón para corregirlas, y asegurarsu trazabilidad con una incertidumbre apropiada. Si estainformación no se aprovecha, obviamente el costo de lacalibración se convierte en un dispendio.

• Incertidumbre:El resultado de una medición es incompleto sinla expresión de su incertidumbre. El usuario debe estimar laincertidumbre de su medición considerando lascontribuciones pertinentes.

EL CERTIFICADO DE CALIBRACIÓN COMO

EVIDENCIA

• Evidencia de calibración: El certificado de calibración constituye unaevidencia que demuestra que el instrumento ha sido calibrado, útil enaquellos esquemas, como ISO 9000, en los que la calibración de losinstrumentos de medición es un requisito. Desafortunadamente, éste es elúnico uso que frecuentemente se da a los certificados de calibración y seignoran los demás, siendo por lo tanto muy alta la relación costo /beneficio para el usuario.

• Evidencia de trazabilidad : Un certificado de calibración también constituyeuna evidencia de la trazabilidad de los resultados de calibración, trazabilidadque se trasladaría a las mediciones del usuario si se le asocia la respectivaincertidumbre. Cuando el laboratorio está acreditado, el soporte de dichadeclaración se amplía al respaldo del sistema de acreditación.

PRECUACIONES AL USAR EL CERTIFICADO DE

CALIBRACIÓN

• Un certificado de calibración comunica losresultados de la calibración obtenidos bajo lascondiciones en el laboratorio de calibración ymediante los procedimientos del mismo. Por tanto,estrictamente los resultados sólo son válidos bajoestas circunstancias.

• Sin embargo, para fines prácticos se considera quelos resultados siguen siendo válidos por un lapsoque depende de las características del instrumentoy el uso.

TRAZABILIDAD• Propiedad de un resultado de

medida por la cual elresultado puede relacionarsecon una referencia medianteuna cadena ininterrumpida ydocumentada decalibraciones, cada una de lascuales contribuye a laincertidumbre de medida

SERVICIOS PRESTADOS POR EL INM

• SERVICIO EN 14 LABORATORIOS

• Mayor información en:

• http://www.inm.gov.co/index.php/servicios-inm/calibracionCALIBRACIONES

• 29 Cursos

• Mayor información en:

• http://www.inm.gov.co/index.php/servicios-inm/capacitacionCAPACITACIONES

• Cuatro modalidades: SAM( Servicio de Asesoría Metrológica), ECM (Evaluación de Capacidad Metrológica), CFE (Cursos de Formación Específica) y ECCT (Evaluación de Competencias y Capacidad Técnica).

• http://www.inm.gov.co/index.php/servicios-inm/asistencia-tecnica

ASISTENCIA TECNICA

•Una de las herramientas utilizadas para evaluar los sistemas de medición implementados en los laboratorios de calibración

•http://www.inm.gov.co/index.php/servicios-inm/comparacion-interlaboratorios

COMPARACIONES INTERLABORATORIOS

•En química, las mediciones se aseguran confiables a través de los materiales de referencia, ya que proporcionan a nivel mundial, un punto de referencia que asegura la entrega de resultados exactos, confiables y comparables.

•http://www.inm.gov.co/index.php/servicios-inm/materiales-de-referencia

MATERIALES DE REFERENCIA

REFERENCIAS

NTC ISO 10012:2003 Vocabulario internacional de Metrología (VIM 2008) METAS – Proceso de confirmacion metrologica industrial Metrologia y sistemas de Gestion de mediciones – Fernando Chacon. ASEGURAMIENTO METROLÓGICO INDUSTRIAL Juan Carlos Vargas, Fredy Alexander

Rodríguez y Brigitte Cano BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP, OIML. Evaluation of measurement data – Guide to

the expression of uncertainty in easurement:2009 (GUM) Vocabulario Internacional de Metrología . Conceptos fundamentales y generales, y

términos asociados (VIM):2008 GUÍA PARA ESTIMAR LA INCERTIDUMBRE DE LA MEDICIÓN:CENAM-2004 ILAC-68. Guidelines on Assessment and Reporting of Compliance with Especification.

1996 EA-4/02 Expresion of the Uncertainty of Measurement in Calibration. 1999

• INSTITUTO NACIONAL DE METROLOGÍA – INM • Av. Cra. 50 No. 26 – 55 Interior 2 CAN

Bogotá, Colombia• Teéfono 2542222

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