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24 de mayo de 2021


El dramaturgo irlandés George Bernard Shaw dijo una vez: “El único hombre que se comporta sensatamente es mi sastre; toma mis medidas de nuevo cada vez que me ve, mientras que todos los demás continúan con sus viejas medidas y esperan que yo me ajuste a ellas,” una afirmación que refleja la importancia de mediciones fiables y repetidas por muchas razones y en diferentes ámbitos de la vida.

 

Solo imagina un día en la vida. Podría ser algo así: «Típico: me pararon en un control de velocidad mientras iba a la barbacoa de un amigo; la velada fue estupenda, la música algo alta, pero el filete estaba en su punto. Probablemente debería haber resistido el postre – gracias Ben por avisarme que tenía 600 calorías. No puedo permitirme subir más kilos durante este confinamiento; esos vaqueros ya me quedan un poco ajustados. Nota para mí: poner la alarma para las seis, apuntar a un paseo en bicicleta de 50 km, no olvidar registrarlo en Strava. Eso significa que podría llegar al trabajo un poco más tarde de lo habitual – mejor enviar un correo a mi jefe. Y sí, poner una botella de agua en la nevera para la mañana. Solo haré una taza de té y revisaré el clima para mañana antes de dormir y apagar las luces.”

 

Tiempo, tamaño, distancia, velocidad, dirección, peso, volumen, temperatura, presión, fuerza, sonido, luz, energía – ¿reconoces algunos de estos en el texto anterior? Todas estas son propiedades físicas que medimos y damos por sentado. La vida tal como la conocemos no sería posible sin la medición.

 

Esto también era evidente hace 5000 años cuando las personas comenzaron a usar unidades de medida estandarizadas.  De hecho, las cuatro grandes civilizaciones antiguas, China, India, Egipto y Mesopotamia, han tenido conocimiento de la metrología. Al principio, las unidades de medida a menudo estaban relacionadas con partes del cuerpo humano: el dedo, la mano, el pie, el paso o la taza – el volumen que puedes sostener con dos manos – y además del peso y las medidas, la consistencia controlada en las mediciones también incluía el tiempo, la distancia y el área.

 

La metrología garantizaba mediciones uniformes, no solo proporcionando al gobernante o al estado la base necesaria para recaudar impuestos, sino también brindando la confianza y seguridad necesarias en la medición para asegurar la integridad del comercio.

 

¡Egipto mide bien sus codos!

 

Una de las primeras unidades conocidas utilizadas para medir longitud es el codo egipcio. Que data del tercer milenio a.C., era la longitud del antebrazo desde el codo hasta la punta del dedo medio.

El «codo real», conocido por la arquitectura del Antiguo Reino, era ligeramente más largo: un codo común más el ancho de la palma de la mano del faraón gobernante. El codo real maestro (estándar principal) fue hecho para durar y fue tallado de un bloque de granito negro. Se proporcionaba a los trabajadores varas de codo hechas de madera o granito y, en cada luna llena, debían presentarlas para compararlos con el codo real maestro. No hacerlo se castigaba con la muerte.

 

Los antiguos egipcios adelantaron el concepto que hoy conocemos como metrología legal, con estándares, trazabilidad y control de calibraciones. Con esta estandarización y uniformidad de longitud, lograron una precisión asombrosa. Los lados de la gran pirámide de Giza miden 440 codos (230 364 metros). Con las varas de codo, los constructores se mantuvieron dentro de los 11,4 cm, lo que supone una precisión superior al 0,05 %.

 

La estandarización de China

 

La antigua China es el hogar del sistema de pesos y medidas completamente organizado más antiguo conocido. El control de calidad en las industrias evolucionó durante la dinastía Shang, del siglo XVI al XI a.C. Los descubrimientos arqueológicos demuestran el uso de un sistema métrico decimal ya en el año 1600 a.C.

 

En el período que lleva al siglo VIII a.C., se estableció un sistema estandarizado de equipos de medición. El estado definió y aplicó reglas para la calidad en los ‘Registros de Etiqueta’ y funcionarios estatales especiales calibraban o verificaban la precisión de los instrumentos de medición dos veces al año.

Sculpture of the Chinese emperor Qin Shi Huang, who standardized the units of measurement such as weights and measure

El emperador Qin Shi Huang, quien unió los estados en guerra de China en 221 a.C., también unificó su país económicamente al estandarizar las unidades de medida como pesos y medidas – incluso estandarizó los ejes de los carros para facilitar el transporte en el sistema de carreteras – pero quizás lo más importante, unificó la escritura china para formar un sistema de comunicación para toda China.

 

La estandarización y las medidas compartidas crearon una civilización coherente – y un gran mercado común – que duró milenios.

 

Uniformidad y precisión – Sistema Internacional de Unidades

 

En los siglos XIX y XX, la industrialización con su producción en masa, así como el desarrollo científico y tecnológico, ampliaron el rango de unidades de medida y propiciaron el nacimiento de nuevos instrumentos y métodos de medición.

 

En muchos países industrializados, la metrología se desarrolló como una ciencia que establece sistemas de unidades y unidades de medida, desarrolla nuevos métodos de medición, realiza estándares de medición y la transferencia de trazabilidad desde estos estándares.

 

En 1875, representantes de 17 naciones firmaron el Tratado del Metro (Convention du Mètre) para crear "uniformidad y precisión internacional en los estándares de pesos y medidas". En 1960, la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) – una organización intergubernamental – adoptó un conjunto de referencias de medición definidas globalmente, el Sistema Internacional de Unidades (SI).

 

Calibración: vinculación con el patrón de referencia

 

La calibración es una comparación entre mediciones – una de corrección conocida realizada con un dispositivo y otra medición realizada de manera similar con un segundo dispositivo, la unidad en prueba. El dispositivo con la corrección conocida o asignada – el ‘valor verdadero’ – se llama el estándar. Una cadena ininterrumpida de mediciones con incertidumbres conocidas vincula la medición de este dispositivo a estándares internacionales.

 

El resultado de tal verificación metrológica es la conformidad, lo que significa que el dispositivo puede volver al servicio regular; o la no conformidad, que requiere ajuste, reparación o descarte del dispositivo.

 

La cadena de trazabilidad

 

La trazabilidad es un principio fundamental en cualquier tipo de trabajo de calibración. La trazabilidad de la medición describe cómo un resultado de calibración, generalmente citado en un certificado de calibración, se vincula a un estándar a través de una cadena de calibraciones, terminando en la cima – el estándar primario. La cadena de trazabilidad es una cadena ininterrumpida de comparaciones, todas con incertidumbres declaradas.

 

Los institutos nacionales de metrología y los laboratorios de calibración acreditados secundarios proporcionan trazabilidad al más alto nivel internacional. Varios acuerdos mutuos de reconocimiento aseguran trazabilidad reconocida a través de las fronteras nacionales.

Pyramid of HBK's instruments for calibration depending on the use: primary or secondary laboratories and customer users

Calibración acreditada

 

Una calibración acreditada es trazable a institutos nacionales como DPLA, NIST, NPL o PTB. Los laboratorios acreditados emiten certificados de calibración en cumplimiento con los requisitos de ISO/IEC 17025 y reconocidos por todas las principales organizaciones internacionales de acreditación. Los certificados de calibración acreditados son documentación legal aceptable.

 

A menudo, los instrumentos de medición requieren una calibración acreditada para lograr un reconocimiento formal de terceros de la calibración, por ejemplo, para cumplir con diversas exigencias de las autoridades. Este nivel de calibración también es necesario para los instrumentos utilizados como estándares de ‘referencia’.

 

La exactitud y la precisión son las dos características que definen principalmente la calidad de un dispositivo de medición. La exactitud de un sistema de medición es el grado de cercanía de las mediciones de una cantidad al valor real (verdadero) de esa cantidad. Las unidades de magnitud (error absoluto) o porcentaje (error relativo) expresan este valor. La reproducibilidad o repetibilidad, el grado en que las mediciones repetidas bajo condiciones inalteradas muestran los mismos resultados, se denomina precisión.

 

La dispersión de los resultados de medición define la precisión. Al realizar solo una medición, la precisión representa la probabilidad de que sea representativa del promedio de medición obtenido al ejecutar muchas mediciones.

 


Definición de calibración según ISO 10012-1

 

Operaciones que establecen, bajo condiciones especificadas, la relación entre los valores indicados por un instrumento de medición o sistema de medición, o valores representados por una medida material, o un material de referencia, y los valores correspondientes de una cantidad realizada por un estándar de referencia.

 

Propósito de la calibración

 

Según la Cooperación Internacional de Acreditación de Laboratorios (ILAC), el propósito de la calibración es:

 

  • Conocer la incertidumbre que se puede lograr con el instrumento de medición
  • Investigar si ha habido alteraciones en el instrumento de medición que podrían crear dudas sobre los resultados
  • Mejorar la estimación de la desviación entre un valor de referencia y el valor obtenido utilizando un instrumento de medición, así como la incertidumbre de esta desviación, en el momento en que el instrumento se utiliza realmente
  • Mejorar la estimación de la desviación entre un valor de referencia y el valor obtenido utilizando un instrumento de medición, así como la incertidumbre de esta desviación, en el momento en que el instrumento se utiliza realmente

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