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Ciencias Holguín,                   Revista trimestral,               Año XX, enero-marzo 2014

Ensayo de aptitud desarrollado por laboratorios de calibración en la magnitud electricidad / Developed by fitness testing laboratories in electricity magnitude calibration

Elia Isabel Guevara-Guerrero elia@ncholguin.cu
Wilfredo Suárez-Piña wilfredo@ncholguin.cu

Institución de los autores: Oficina Territorial de Normalización de Holguín 

PAÍS: Cuba

RESUMEN
Los ensayos de aptitud constituyen un control externo de la calidad de los servicios que prestan los laboratorios, ofreciéndoles a estos un gran número de ventajas. El trabajo incluye la realización del ensayo de aptitud de un voltímetro de corriente alterna, mediante comparaciones interlaboratorios en el cual la Oficina Territorial de Normalización de Holguín se desempeñó como coordinadora de un programa de ensayos de aptitud de participación secuencial. Se utilizaron los métodos de análisis documental y síntesis para el tratamiento, resumen de la información y la elaboración de las conclusiones y el método estadístico para el tratamiento y el cálculo de los resultados de las mediciones. El resultado del ensayo posibilitó conocer el desempeño de los laboratorios participantes y sirvió como evidencia al Órgano Nacional de Acreditación de la República de Cuba (ONARC) de que ellos realizan sus calibraciones de forma correcta, permitiéndoles obtener o mantener su acreditación.
PALABRAS CLAVE : Ensayo de aptitud; Desempeño de los laboratorios participantes

ABSTRACT
Proficiency tests are an external control mechanism of the quality of services provided by laboratories offering these many advantages. The work includes the completion of a proficiency test AC voltmeter by inter-laboratory comparisons in which the Territorial Standardization Bureau of Holguin served as coordinator of a proficiency testing program of sequential participation. Methods of documentary analysis and synthesis for the treatment, summary of information and the development of conclusions and the statistical method for the treatment and calculating the results of the measurements were used. The test allowed to determine the performance of the participating laboratories and served as evidence to the National Accreditation Authority of the Republic of Cuba (ONARC) that they perform correctly their calibrations, allowing them to obtain or maintain accreditation.
KEY WORDS: fitness test; Performance of participating laboratories

INTRODUCCIÓN
El ensayo de aptitud es una herramienta eficaz en manos de los laboratorios de calibración que les permite comparar su desempeño con otros laboratorios similares y que sirve para identificar problemas, e iniciar acciones correctivas que pudieran estar relacionadas, por ejemplo, con el desempeño del personal, la calibración de los instrumentos, el incumplimiento de los procedimientos de medición, o la inadecuada evaluación de las fuentes de incertidumbre de las mediciones y provee confianza adicional a los clientes de los laboratorios.

La participación de los laboratorios en los ensayos de aptitud (EA) es uno de los elementos utilizados por el ONARC como parte del proceso de evaluación para comprobar el desempeño y establecer la competencia de los laboratorios de ensayo y/o calibración a efectos de otorgar o mantener la acreditación, por lo que se convierten en una vía para cumplir el requisito 5.9 de la NC-ISO/IEC 17025:2006 [1], así como los siguientes documentos del ONARC (política respecto a los EA [2], los criterios de acreditación para laboratorios de ensayo y de calibración con respecto a los EA [7], los derechos y deberes de entidades solicitantes y acreditadas; la política de trazabilidad [9] y de incertidumbre [10] ).
Partiendo de estas realidades se organizó la intercomparación de un voltímetro de panel de corriente alterna con los siguientes objetivos:

  • Evaluar el grado de equivalencia o uniformidad de las mediciones de los diferentes laboratorios participantes.

  •  Proveer a los participantes de los resultados de un ensayo de aptitud con vista a la acreditación de su competencia técnica por la norma NC-ISO/IEC 17025:2006.

La intercomparación se desarrollo desde 2010/07 a 2011/02 con la participación de 9 laboratorios (CTM-Holguín (Laboratorio de referencia); OTN Santiago, Laboratorio FAR (Ejercito Oriental Holguín); SERCONI (Moa); ATI (Santiago), OBE Granma; ESAC (C. Habana); Empet Div. Santiago de Cuba; Empresa Eléctrica de Holguín).

MATERIALES Y MÉTODOS
Se realizó la calibración de un voltímetro de panel de CA; modelo: Э 365-3T2; fabricante: URSS; clase de exactitud: 1,5; rango de medición: de 0 a 150 V;
valor de división: 10 V; error máximo permisible: ± 2,25 V.
Le fue asignado un número confidencial a cada laboratorio participante, el cual fue revelado solamente al laboratorio y al ONARC.
Las condiciones ambientales establecidas fueron temperatura (23 ± 2) °C y la humedad relativa menor a 80 %.
La calibración consistió en la determinación del error de indicación del voltímetro calibrado en los puntos 50; 100 y 150 V.
Se realizaron un total de 10 mediciones sucesivas en cada punto a comprobar 5 en ascenso y 5 en descenso e informaron en calidad del resultado de la medición el valor medio de las mediciones así como la incertidumbre expandida para (k=2; P=95%); para la calibración se utilizó el método de comparación directa y el patrón recomendado fue el д 50542 de clase 0,2 ó de similares características metrológicas. En la tabla 1 aparecen los patrones utilizados por los laboratorios participantes.

Tabla 1 .Patrones utilizados por los laboratorios participantes en el ensayo de aptitud.


Laboratorio

Patrón utilizado

Referencia

Voltímetro Д 50542 No. 445

6

Voltímetro analógico patrón Д 50152, clase de exactitud 0.2 No. 69

8

Voltímetro Patrón, clase de exactitud 0.2 No 8555

9

Voltímetro analógico patrón, clase de exactitud 0.1 No. 269

10

Voltímetro analógico patrón Д 5015, clase de exactitud 0.2    No. 11848

12

Voltímetro Patrón Д 5015, clase de exactitud 0.2 No. 4321

13

Voltímetro Patrón Д 50552- 0.4.1, clase de exactitud 0.1 No. 137

1

Voltímetro Patrón Д 5015, clase de exactitud 0.2 No. 62114

17

Analizador de redes digital No. 354602006, clase 0,1.

1
Para la calibración se utilizó el método de comparación directa establecido en el IC 01/M-04 [5]. Cada laboratorio participante utilizó en la calibración el instructivo que normalmente aplica.
El error del voltímetro calibrado se determinó para cada punto comprobado, como la diferencia entre el valor de la indicación del voltímetro calibrado y el valor de la indicación del voltímetro patrón, mediante la siguiente ecuación:
2

Donde:
3: Error absoluto de cada trazo cifrado. [V]
4: Lectura del voltímetro calibrado. [V]
5: Lectura del instrumento patrón. [V]
A cada serie de mediciones se le aplicó la dócima simple de Grubbs lo que evidenció la no existencia de valores atípicos.
Para evaluar el resultado de las calibraciones se utilizó el criterio del error normalizado (En) establecido en la NC-ISO/IEC 17043: 2011 [4]
De acuerdo con este criterio, se calcula En por la siguiente fórmula:
                                         67
donde:
X lab, X ref: son los valores de medición de los laboratorios participantes y del laboratorio de referencia.
U lab; U ref: son las incertidumbres expandidas asociadas a X lab y X ref,
En caso de que el valor de En ≤ 1 se considera que los resultados reportados por el laboratorio participante y el de referencia son compatibles o concuerdan. En el caso de que En > 1, hay que investigar las causas por las que los resultados exceden los límites.

RESULTADOS DEL TRABAJO
El laboratorio de referencia calibró el voltímetro al inicio y al final del ensayo de aptitud determinando que el voltímetro no sufrió ninguna alteración de sus características metrológicas durante su traslado entre los diferentes centros, ya que al terminar la ronda de las mediciones, los resultados obtenidos por este concuerdan estadísticamente con los obtenidos al inicio (En ≤ 1).

Al considerarse valida la intercomparación se procedió a calcular la información recibida por los laboratorios, la cual se describe en la tabla 2. Resultados de los participantes.

Al procesar los resultados de los laboratorios participantes todos obtuvieron resultados estadísticamente conformes. Considerando que algunos cometieron errores en la determinación de la incertidumbre de la medida, el proveedor de ensayos de aptitud procedió a recalcularla; este resultado se describe en la tabla 3. Cálculo de la incertidumbre expandida realizada por la OTNH. Posteriormente se procedió a realizar el cálculo de los errores de indicación del voltímetro calibrado en cada trazo comprobado y del coeficiente En que se describe en la tabla 4.

Tabla 2 Resultados de los participantes

tab 3

 Tabla 3. Cálculo de la incertidumbre expandida realizada por la OTNH.

Tab 3

Tabla 4 Cálculo de los errores de indicación del voltímetro calibrado en cada trazo comprobado y del coeficiente En

tab 4

En la figura 1 se muestran los resultados del valor normalizado obtenidos por cada laboratorio para los diferentes trazos
fig 1
Figura 1. Dependencia del valor normalizado En para los trazos de 50; 100 y 150 V por laboratorio

Como se observa en la figura 1 todos los laboratorios participantes en el ensayo de aptitud obtuvieron resultados de En ≤ 1, por lo que los resultados reportados por todos los laboratorios son compatibles estadísticamente con los resultados reportados por el laboratorio de referencia. A pesar de ello se detectaron en los informes enviados por algunos laboratorios las siguientes observaciones (ver tabla 5).

Tabla 5
Observaciones detectadas en los informes enviados por laboratorios


Laboratorio

Observaciones

8

Calculó incorrectamente el error absoluto obtuvo el valor positivo en lugar de negativo

9

Cálculo incorrecto de la desviación estándar de la media y no calculó la componente de la incertidumbre debido a la repetibilidad de las observaciones

12

No fue calculada correctamente la incertidumbre debido a la repetibilidad y la incertidumbre expandida la reportó con 3 cifras significativas.

13

El cálculo de la incertidumbre en la fuente 2 y 3 dividió entre raíz de 3 en lugar de raíz de 12. La incertidumbre expandida le dio 1,3 en lugar de 0,61 y reportó el error igual a 0,78 en lugar de -0,7

1

El error de indicación fue calculado incorrectamente y en el cálculo de la  incertidumbre no se calculó la incertidumbre debido a la repetibilidad de las observaciones.

17

En el reporte de calibración, en el cálculo del error en ascenso escribió 3 cifras decimales para 50 V y 100 V y 2 cifras para 150 V. En el caso de la incertidumbre reportó para 50 V y 100 V una sola cifra decimal y para 150 V dos cifras decimales.

CONCLUSIONES

  1. Los errores obtenidos para los diferentes trazos extendidos con su incertidumbre en todos los laboratorios son inferiores al error máximo permisible del instrumento.

  2. El error normalizado obtenido para todos los laboratorios es inferior a 1, lo que significa un desempeño satisfactorio durante la calibración del instrumento, es decir que el proceso de medición está dentro de control estadístico para todos los laboratorios participantes.

  3. La participación de los laboratorios en ensayos de aptitud con resultados satisfactorios es una evidencia para el ONARC de que estos laboratorios proveen resultados técnicamente validos.

BIBLIOGRAFÍA.

  1. NC ISO/IEC 17025  (2006). Requisitos generales para la competencia de los laboratorios de ensayos y calibración.

  2. ONARC (2011). Política de Ensayos de Aptitud. Cuba.

  3. ISO 13528 (2005). Statistical methods for use in proficiency testing by interlaboratory comparisons.

  4. NC-ISO/IEC 17043 (2011). Evaluación de la conformidad - requisitos Generales para los ensayos de aptitud.

  5. IC 01/M-04. Instructivo de calibración de amperímetros, voltímetros y multímetros de trabajo.

  6. ONARC (2007). Criterios de Acreditación para laboratorios de Ensayo y de Calibración. Cuba.

  7. ONARC (2007). Derechos y deberes de entidades solicitantes y acreditadas. Cuba.

  8. ONARC (2011). Política sobre la trazabilidad de las mediciones. Cuba.

  9. ONARC (2007). Política de Incertidumbre de las mediciones. Cuba.

Síntesis curricular de los Autores

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Ing. Elia Isabel Guevara-Guerrero elia@ncholguin.cu Ingeniera Química Tecnóloga, Especialista en Tecnología de la Industria Electroquímica (Instituto Químico-Tecnológico Dimitri Ivanovich Mendeleiev) La labor profesional y científico técnica ha estado vinculada a los temas de protección contra la corrosión; obtención de metales de alta pureza por métodos electroquímicos; posee 23 años de experiencia en la actividad de Normalización, Metrología y Control de la Calidad. Ha participado en la elaboración, implantación, revisiones por la dirección, controles de la calidad, auditorías internas al SGC implantado en el centro por la NC-ISO/ IEC 17025:2006. Elabora los programas de intercomparaciones del centro, donde realiza la función de coordinadora. Posee las medallas forjadores del futuro y Tomas Roy y tiene más de 20 presentaciones en eventos científicos y fórum de Ciencia y Técnica a nivel de centro y a nivel nacional en calidad de ponente o de jurado. Ha impartido más de 25 cursos y conferencias de metrología e incertidumbre de las mediciones. Ha realizado diagnósticos metrológicos y consultorías entre ellas al Instituto Dominicano de Tecnología Industrial INDOTEC en Santo Domingo República Dominicana. Fue durante 10 años jefa del departamento de mediciones Termoradioeléctricas.

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Lic. Wilfredo Suárez-Piña wilfredo@ncholguin.cu Licenciado en Física en la facultada Física-Matemática de la Universidad de Oriente, Cuba en 1994. Posee 19 años de experiencia en las actividades de Metrología y Calidad. Se ha desempeñado como especialista en las magnitudes de presión, volumen, masa, temperatura y dimensional, en las cuales ha trabajado en la elaboración de diversos instructivos de calibración.
Ha impartido más de 40 cursos de las diferentes temáticas de la metrología y un número significativo de conferencias sobre metrología y calidad. Ha publicado 3 artículos en boletines y revistas y 6 folletos como medios de enseñanza para universitarios.
Ha presentado varios trabajos en eventos nacionales e internacionales en Cuba y en el extranjero, recibiendo varios reconocimientos.
Actualmente es Vice Director de la Oficina Territorial de Normalización de Holguín 

 

Institución de los autores.
Oficina Territorial de Normalización de Holguín. Cuba 

Fecha de Recepción: 30 de agosto 2013

Fecha de Aprobación:
7 de noviembre 2013

Fecha de Publicación:
27 de enero 2
014


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