Qu es la incertidumbre de una medicin?

La incertidumbre de una medicin est asociada generalmente a su calidad. La incertidumbre de una medicin es la duda que existe respecto al resultado de dicha medicin. Usted puede pensar que las reglas graduadas estn bien hechas, que los relojes y los termmetros deben ser veraces y dar resultados correctos. Sin embargo, en toda medicin, an en las ms cuidadosas, existe siempre un margen de duda. En lenguaje comn, esto se puede expresar como ms o menos, por ejemplo, al comprar o vender un tramo de una tela de dos metros, ms o menos un centmetro.Expresin de la Incertidumbre de una Medicin: Dado que siempre existe un margen de duda en cualquier medicin, necesitamos conocer cun grande es ese margen? Por esto se necesitan dos nmeros para cuantificar una incertidumbre. Uno es el ancho de este margen, llamado intervalo, el otro es el nivel de confianza, el cual establece qu tan seguros estamos del valor verdadero dentro de ese margen.Por ejemplo: Si decimos que la longitud de cierta barra mide 20 cm, ms o menos 1 cm, con un 95% de confianza decimos:20 cm 1 cm, con un nivel de confianza del 95%. Esto significa que en 95 de cada 100 mediciones la longitud de la barra est comprendida entre 19 y 21 centmetros.Error Vs Incertidumbre: Es importante diferenciar los trminos error e incertidumbre.Error: Es la diferencia entre un valor medido y el valor convencionalmente verdadero, del objeto que se est midiendo.Incertidumbre: Es la cuantificacin de la duda que se tiene sobre el resultado de una medicin. Cuando sea posible, se trata de corregir los errores conocidos por ejemplo, aplicando las correcciones indicadas en los certificados de calibracin. Pero cualquier error del cual no se conozca su valor, es una fuente de incertidumbre.

Algunos errores que podemos mencionar son los siguientes.:

1-Nos indican los posibles errores que cometemos al realizar una medicin.

2- El tipo de error, por ejemplo eal paralaje la posicin ante el instrumento.

3- La menor divisin del instrumento usado. Fuente(s):

El conocimiento de las incertidumbres en una medicin da oportunidad de saber qu tan precisa es una medicin y que tan significativo es el resultado. Por ejemplo si en un caso extremo pesas diamantes en una balanza que tiene una incertidumbre de ms menos doscientos miligramos, no te servira de nada, porque un kilate de diamante corresponde a 200 miligramos, es decir a la incertidumbre. En qumica una determinacin estructural por Rayox-X si la incertidumbre es grande, entonces r ealmente no puedes saber si un tomo est enlazado a otro o no.

La importancia de la Incertidumbre de Medicin No es novedad para nadie que el requisito con relacin a la incertidumbre, anteriormente incluida en el ISO 9001:1994, afortunadamente ya no se encuentra en el ISO 9001:2000 y tampoco en las propuestas de revisin del ISO 9001:2008. Ser esto bueno?

Es cierto que el desconocimiento del requisito haba llevado a muchas Organizaciones a sufrir en la determinacin de la incertidumbre de medicin de sus equipos de medicin e incluso, para aquellas que lo determinaban, no exista un uso conocido para el valor encontrado. Por otro lado es igualmente cierto que muchos auditores, por igual desconocimiento del significado del concepto de incertidumbre y su uso o pasaban este requisito como desconocido y menor o ya disponan de formatos de no conformidad previamente documentadas.

Qu es la incertidumbre de medicin?

La incertidumbre es un parmetro, asociado con el resultado de una medicin, que caracteriza la dispersin de los valores que pueden ser fundamentalmente atribuidos a lo que se mide.

El concepto es sencillo. En el Universo no existen mediciones 100% exactas. Todo proceso varia, incluso el proceso de medicin. Existe una variacin inherente al proceso, pero esta variacin ocurre dentro de un lmite predecible. Como nos explic Shewhart, estas variaciones ocurren por causas comunes y causas especiales. Las variaciones en el proceso de medicin, derivados de la incertidumbre, estn dentro de lo que podemos llamar de variaciones por causas comunes. Se realizamos 10 veces la medicin de una determinada pieza, utilizando un equipo de medicin con la suficiente sensibilidad para percibir las variaciones en el proceso de medicin, podremos encontrar 10 valores diferentes (parecidos, cercanos, pero diferentes); Cul entonces es el valor correcto?

En un proceso de medicin, lo que se busca es el resultado de la medicin (el valor), normalmente dicho resultado parte de una medicin o de un conjunto de repeticiones de medicin, donde el valor es determinado por la media del grupo de valores. Al resultado de una medicin se debe corregir de los errores (sistemticos) conocidos y a este valor se asocia un intervalo, en el cual, dentro de un nivel de confianza estimado, debe estar contenido el valor verdadero. La diferencia entre el limite superior e inferior de este intervalo se denomina incertidumbre de medicin. Por lo tanto la incertidumbre es este: .Te garantizo que el valor esta dentro de ms o menos xxxxxx..

Como en un proceso, el resultado de una medicin es afectado por los componentes del sistema de medicin:

1. Equipos/Instrumentos/Patrones

2. Ambiente

3. Procedimientos/Mtodos

4. Operadores/Inspectores

En el ISO 9001:2000, en su clusula 7.6 se establece: La Organizacin debe establecer procesos para asegurarse de que el seguimiento y medicin pueden realizarse y se realizan de una manera coherente con los requisitos de seguimiento y medicin; Qu significa esto?Que los equipos de medicin sean capaces de medir lo que se requiere. Que dispongan de las caractersticas metrolgicas adecuadas para proporcionar valores confiables sobre las mediciones realizadas. Dentro de estas caractersticas metrolgicas, podemos incluir la incertidumbre (por lo tanto no se elimin por completo el concepto e incluso podramos hablar de otros).

Para que sirve?

Recordemos que muchos, sino todos, de los controles realizados sobre los productos (inspecciones y pruebas), son realizados con la utilizacin de equipos de medicin, de igual manera, muchos de los controles sobre los procesos de realizacin del producto, en particular aquellos llamados procesos especiales (ISO 9001:2000, clusula 7.5.2).

Por esto mismo es fundamental contar con el uso de equipos confiables (equipos que puedan proporcionar resultados confiables).

Consideremos la siguiente situacin:

La especificacin del producto (proporcionada por el cliente o por el rea de ingeniera / diseo y desarrollo de la Organizacin) es 10,000 mm +/- 0,010 mm. Qu equipo de medicin debo utilizar?

Vamos considerar algunas opciones. Naturalmente debemos considerar un equipo de medicin que sea capaz de percibir las variaciones del proceso y determinar si el producto esta dentro o fuera de especificacin. En este percibir y proporcionar un valor confiable, la incertidumbre de medicin juega un papel central (no solamente la incertidumbre de calibracin del equipo, pero la incertidumbre global de medicin de la pieza, que incluye la incertidumbre del equipo).

Consideremos que la incertidumbre de la medicin es +/- 0.005 mm, no parece mucho, pero vamos hacer un pequeo ejercicio. Si la incertidumbre es un rango alrededor del valor medido entonces los valores medidos:

a) Pieza # 1: 10,005 mm, podra estar entre 10,000 y 10,010 mmb) Pieza # 10:10,010 mm, podra estar entre 10,005 y 10,015 mmc) Pieza # 20: 9,995 mm, podra estar entre 9,990 y 10,000 mmd) Pieza # 30: 9,990 mm, podra estar entre 9,985 y 9,995 mme) Pieza # 40:10,015 mm, podra estar entre 10,010 y 10,020 mm

En este ejercicio podemos observar que en dos muestreos los valores reales podran estar fuera de especificacin, sin embargo, las piezas (lotes) fueran aprobadas (casos b y d) y en el caso e), la pieza (lote) fue rechazada, sin embargo, podra estar dentro de especificacin.

Con este ejemplo queda claro que la incertidumbre de medicin, funciona en el proceso como un reductor de los lmites de especificacin y por esto mismo complica el control del proceso, cuanto mayor la incertidumbre, ms complicado. El responsable del proceso en este caso debera, paa efectos de control, considerar que el proceso debe trabajar en 10,000 mm +/- 0,005 mm. Lo ideal es trabajar con una incertidumbre de medicin de 1:10, o sea que la incertidumbre sea 10 veces menor que la especificacin, obviamente esto tiene un elevado costo, por l que 1:4 es una buena opcin (mnima para no complicar el proceso).

Otro aspecto relevante de la incertidumbre est relacionada con las reclamaciones o devoluciones de partes/piezas por el cliente, porque estas estn fuera de especificacin. Como vimos en el ejemplo anterior, la empresa pudo haber liberado productos fuera de especificacin a sus clientes, pero de igual manera, el cliente puede estar utilizando un proceso de medicin con una elevada incertidumbre y esto puede afectar la toma de decisin.

Para esto podemos utilizar el Teorema de Compatibilidad de Resultados de Medicin. El objetivo es definir un criterio para determinar si dos resultados son compatibles y permitir determinar si dos o ms resultados contienen la misma informacin con respecto a lo que se mide.

La condicin necesaria y suficiente para que uno o ms resultados de una medicin sean compatibles o pertenezcan al mismo grupo es que la interseccin con los resultados de menor incertidumbre (considerado laboratorio/medicin de referencia), sea al menos igual a la mitad (50%) de la incertidumbre del laboratorio de referencia.

En este ejemplo, lo valores de referencia, A y B son compatible, pero no el C, ya que este ultimo tiene una interseccin menor del 50% con la incertidumbre de la medicin de referencia.Publicado por DATTA & QUALITY Consultores S.C. - Mxico en 12:36 Etiquetas: ISO 9001, Metrologa No hay comentarios:Publicar un comentario en la entrada Enlaces a esta entradaCrear un enlace

LA IMPORTANCIA DE LAESTIMACIN DE LA INCERTIDUMBRE EN LAS MEDICIONESY LA VALIDACIN DE LAS HOJAS DE CLCULOAlfonso Garca-Vargas,Mara Guadalupe Reyes-Navarrete,Alicia Irene Alvarado-delaPea, Laura Silvia Gonzlez-Valdez,Dora Magdalena Antuna,Elisa del Carmen Vzquez-AlarcnCentro Interdisciplinario de Investigacin para el Desarrollo Integral Regional,Unidad Durango, Instituto Politcnico Nacional,Sigma 119, Fraccionamiento 20 de Noviembre II, Durango, Dgo., 34200. Tel/Fax: 618 8142091alfgv2008@hotmail.comINTRODUCCINDebido a la implementacin de una nueva normatividad competitiva para los laboratorios dedicados a realizar algn tipo de ensayo o calibracin(ensayosmicrobiolgicos,fisicoqumicos,metalrgicos, clnicos, etc.). Los laboratorios dedicados a realizar este tipo de anlisis debenimplementar un marco de calidad en sus ensayos, con el objeto de ser un laboratorio capaz de emitir un resultadoconfiable. La NMX-EC-17025-IMNC-2006establece los requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayo y calibracin y considera como parte importante la estimacin de la incertidumbre de los resultados analticos.Segn la Gua ISO 3534-1 la Incertidumbre de la medicin se define como Unaestimacin unida al resultado de un ensayo que caracteriza el intervalo de valores dentro de los cuales se afirma que est el valor verdadero. Y bien,para poder llegar a esta estimacin se ven involucrados varios factores como son:la repetibilidad, reproducibilidad de los analistas, las resoluciones de los equipos empleados durante un determinado anlisis, la pureza de los reactivos, as como las tolerancias del material volumtrico empleado, entre otros.LA IMPORTANCIA DE INCLUIR LA INCERTIDUMBRE EN LOS RESULTADOSEn la actualidad,como ya se mencionanteriormente,los laboratorios deben demostrar que los anlisis arrojan resultados confiables para los fines para los cualesfueron solicitados, ya que de stos depender la toma de decisiones para la resolucin de uno o varios problemas que estn afectando a una comunidad o auna reginen particular.Para asegurar la confiabilidad de los resultadoses importanterealizar la trazabilidad y la estimacin de la incertidumbre en las mediciones. Esto implica el uso de materiales e instrumentos de medicin calibrados, o en su defecto, verificados con patrones de las ms altas cualidades metrolgicas.En la Central de Instrumentacin del CIIDIRIPN unidad Durango, no se admiten materiales,sin que estos no estn certificados, para su uso en los diferentes ensayos que se realizan, otro punto importante en la Central de Instrumentacin, es la calibracin de sus equipos de medicin, la cual se realiza mediante un programa anual; adems de que el responsable del procedimiento realiza laverificacin mensualmentedel equipo que emplea en su ensayo.La Central de Instrumentacin, emite el valor de la incertidumbre en el reporte final de resultados, el cual cumple con las caractersticas que marca la NMX-EC-17025-IMNC-2006.Adems de todas estas consideraciones,otro aspecto fundamental para el reportedel valor delaincertidumbre en el informede resultados,es poder hacer una comparativaentre dos o ms laboratorios de ensayos, an y cuando utilicen metodologas analticas diferentes para realizar un determinado anlisis;por ejemploel laboratorio Xproporciona un resultadode la determinacin de Arsnico en una matriz de agua para consumo humano de 0.2 mg/Ly un segundo laboratorio Y,arroja el siguiente valor de 0.21 mg/Lno podemos decir que sus resultandos se pueden comparar ya que no estn reportando su incertidumbre, sin embargo si reportaran los siguientes datos0.2 0.2 ppm y 0.21 0.5, podemos decir que sus resultados si se pueden comparar, ya que podemos afirmar que estn considerandotodas las causas posibles de error que puedan afectar el resultado en s, desde el material de cristalera, equipo, purezas de los reactivos, la reproducibilidad y repetibilidad del analista y las condiciones ambientales enlas que se realizo el ensayo(Maroto y col.,1997).Los analistas de la Central de Instrumentacin realizan pruebas interlaboratorios en un periodo de dos ensayoscada dos aoscomo mximo, con la finalidad de comparar la calidad de los mismos, y por supuesto comparar la incertidumbre que se calcula en la Central de Instrumentacin. Aunquela incertidumbre refleja lacalidad de un laboratorio, no hay que confundirse con lo siguiente: a valores ms pequeos de incertidumbremejores son sus resultados, ya que si bien el termino incertidumbre por si solo indica que el laboratorio es de calidad puede ser que estn omitiendo algn factor importante que intervenga en la metodologa analtica que estempleando, es por eso que estos laboratorios deben estar sujetos a auditorias por dependencias competentes para vigilar sus procesos operativos y desde luegoel clculo de su incertidumbre(Maroto y col.,1997). Para que el resultado de incertidumbre que reporta el laboratorio de aguas de la Central de Instrumentacin, contemple los factores ms importantes, el clculo de esta se basa en las Guas Tcnicas sobre Trazabilidad e Incertidumbre emitidas por la Entidad Mexica de Acreditacin (EMA).TIPOS DE INCERTIDUMBRE Y SU ESTIMACINEn la actualidad, la mayora de los organismos de metrologa, incluyendo a los laboratorios nacionales de cada pas, han adoptado el mtodo recomendado por BIPM (Bur Internacional de Pesas y Medidas) el cul se explica en la Guide to expression of uncertainity in measurament(Lpez y col.,1994).Para el clculo de la incertidumbre en base a esta gua,se debe primeramente definir el mensurando, en donde se incluyan todos los factores de los que depende.En el caso de la Central de Instrumentacin el mensurando es la matriz agua.Posteriormente establecer el modelo matemtico que representa el proceso de medicin, esto es expresar la relacin entre el mensurando y las variables de las que depende, implica enlistar todos los factores que influyen en la medicin.Obviamente que cada uno de los ensayos que se realizan en la Central de Instrumentacin tiene su propio modelo matemtico, que si bien es cierto algunas variables son comunes, hay otras que son propias de cada anlisis, por ejemplo las variables de repetibilidad, reproducibilidad, incremento de temperatura, tolerancias del matraz volumtrico, son comunes, pero la incertidumbre de los equipos de medicin son factores propios para cada ensayo.La incertidumbre del resultado de una medicin, por lo general, consiste en varios componentes, los cuales, en la gua ya mencionada se agrupan de acuerdo a las dos categorasmostradas en el Cuadro 1,de acuerdo al mtodo utilizado para estimar sus valores numricos.Cuadro 1. Tipos de incertidumbresEVALUACIN DE INCERTIDUMBRE TIPO ANormalmente es estimada con la desviacin estndar smedida a partir de n observaciones independientes:Tipo AAquellas cuya incertidumbre estndar se evala por medio de anlisis estadstico de una serie de observacionesTipo BAquellas cuya incertidumbre estndar se evala por medios diferentes que un anlisis estadstico de una serie de observacionesDonde:UAes la incertidumbre tipo A; S es la desviacin estndar; N es el nmero de observacionesLa incertidumbre tipo A a pesar de haber sido determinada lleva implcita una incertidumbre en funcin de n, de tal forma que entre mayor sea n ms confiable ser la incertidumbre. Para contar con una incertidumbre Tipo A ms representativa es recomendable realizar observaciones del mismo mensurando en diferentes das e incluso ms de dos analistas para conocer mejor la variabilidad del proceso de medicin(Lpez y col.,1994).EVALUACIN DE INCERTIDUMBRE TIPO BLa evaluacin de la incertidumbre estndar Tipo B se basa en el conocimiento que se tenga del proceso de medicin y toda la informacin con la que se cuente como:

Datos de medicin previos

Experiencia con el sistema de medicin

Especificaciones del fabricante

Datos disponibles de calibracin

Incertidumbres asignadas a datos de referencias, entre otros.As pues el trabajo consiste en convertir una incertidumbre expresada de diferentes maneras (mltiplos de desviacin estndar, intervalos de confianza, lmites de peor caso, etc.) en incertidumbre estndar, que corresponda a una desviacin estndar de la variable bajo evaluacin. Por ejemplo cuando se tiene una incertidumbre expresada con un cierto nivel de confianza entonces se supondr una distribucin normal de la variable bajo evaluacin y la conversin ser:Donde:UBesla incertidumbre tipo B; UElaincertidumbre expresada como un mltiplo de la desviacin estndary kes el factor de cobertura para diferentes niveles de confianza(Cuadro 2).Cuadro 2. Valores de K para diferentes niveles de confianzaNivel de confianzaFactor k50 %0.6790 %1.6495 %1.9695.45%2993ESTIMACIN DE LA INCERTIDUMBRE COMBINADA Y EXPANDIDALa incertidumbre combinada se calcula a partir del modelo matemtico y los componentes de la incertidumbre ya estimados. Para incrementar el nivel de confianza del intervalo dentro del cual se estima se encuentra el valor verdadero del mensurando, la incertidumbre combinada se multiplica por un factor de cobertura k, a ese resultado se le llama incertidumbre expandida U. Finalmente se est en posibilidad de ofrecer un resultado ms confiable al reportar de la siguiente manera:Donde:Y es el valor medido del mensurandoy U laIncertidumbre expandidaIMPORTANCIA DE LA VALIDACIN DE HOJAS DE CLCULOEl contar con software de apoyono solamente para el clculo de incertidumbre,le permite a la Central de Instrumentacinuna disminucin considerable en sus tiempos de entrega de reporte, en sus costos, disminuir errores, compartir de una manera rpida la informacin, por talmotivo estos programas debenser validados, para asegurar su correcto funcionamiento. La validacin de hojas de clculo,larealizael personal autorizado y el dueo del proceso conjuntamente para que la informacin que se letiene que alimentar,sta sea entendiblepor el analista al momento deingresarla; una vez terminadala base de datos,la validacin se realizaperidicamente en un intervalo de seis meses, y desde luego cada vez que sta sufra algn cambio de programacin. Este proceso de validacin es muy importante ya que con ello se asegura la funcionalidad y confiabilidad del software, base u hoja de clculo(Software Support for Metrology,2001). El proceso de validacin deeste material de apoyo, no es otra cosa que realizar todo el proceso de clculomanualmente por el personal que lo diseo que lo aplica,para verificar que los datos sean los mismos, pero adems ser respaldado por un anlisis estadstico como puede ser un anlisis de varianza.Esto debe quedar evidenciadoy aceptado en funcin criterios de aceptacinestablecidos.Dentro de los requisitos que considerael laboratoriode agua de la Central de Instrumentacin para el control de sus hojas de clculo generados por su equipo tcnico (analistas, programadores, etc.) se encuentranlos siguientes:acceso restringido al equipo de cmputo, utilizacin de claves, proteccin de celdas en las cuales se tiene programada una funcin de clculo, capacitacin al personal, manual y/o instructivo de uso y mantenimiento preventivo del equipo decmputo.CONCLUSIONESEn Mxico cada da son ms los laboratorios dedicados a realizar ensayos o calibraciones que apuestan por implementar un Sistema de Gestin de la Calidad en sus diferentes procesos, con el objeto de ser ms competitivos en el mercado local y Nacional. Uno de los requisitos indispensables para lograrlo, es identificar sus principales fuentes de incertidumbre que intervienen en los procesos que quieren acreditar. Este proceso de identificacin a veces resulta un poco minucioso, ya quese deben describir los componentes que contribuyen a la incertidumbre en un proceso determinado. Despus de se estima la contribucin de cada fuente de incertidumbre considerando, en algunos casos, los datos ya disponibles. La autorizacin de tercera de la Central de Instrumentacin por parte del CCAYAC, traen consigo un gran beneficio no solamente al pblico en general, por tener en el Estado de Durango y en la regin Noroeste del pas un laboratorio de tal magnitud, sino tambin un prestigio mayor alInstituto Politcnico Nacional, por contar con esta clase de servicios que presta un laboratorio de este tipo.REFERENCIAS BIBLIOGRFICASSoftware Support for Metrology. NPL. 2001. Best Practice Guide No. 3:Guide on Developing Software for Metrology.Maroto, R.,J. R. Boqu, Rius, F. X.1997. Incertidumbre y Precisin. Departamento de Qumica Analtica y Qumica Orgnica, Instituto de Estudios Avanzados, Universitat Rovira i Virgili.Espaa.BIPM. 1995 Guide to the Expression of Uncertaintyin Measurement.International Organisation for Standardisation. Geneva, Switzerland.Lpez,C.,S.Snchez,F. Carlos.1994.Resumen y ejemplos de aplicacin de la gua para la expresin de incertidumbres en las mediciones. Reporte tcnico. CENAM