La metrología en la industriaJuan A. Guardado Pérez

Yoshito Mitani NakanishiAlejandro Pérez Castorena

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Centro Nacional de Metrología

Área de Metrología de Materiales

Congreso Internacional de Metrología “METROCOL 2012”

Instituto Nacional de Metrología de Colombia

Temas a discusión

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Necesidades de medición en la industria Elementos de metrología Trazabilidad e incertidumbre de una

medición Organización metrológica Ejemplos de aplicación

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metrología en la industria

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mediciones para el diseño de un producto mediciones para el control de proceso industriales mediciones para controlar la calidad del producto

terminado mediciones para establecer la conformidad con

normas nacionales e internacionales mediciones para establecer la equidad en

transacciones comerciales mediciones para proteger la salud del consumidor mediciones para proteger el medio ambiente mediciones para el desarrollo científico y

tecnológico mediciones para mejorar la calidad de vida de la

población

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El Sistema Internacional de Unidades

aceleraciónm/s2

presiónpascal

Pa

presiónacústica

dB

presión acústica

dBEq

volumenm3

fuerzanewton

N

energíajoule

J

viscosidadm2/s

flujode gasm3/s

potenciawattW

flujode líquido

m3/s

flujo luminoso

lumenlm

radianciaW/m2Sr

inductanciahenry

H

ángulo plano

radianes

Sr

Ref

f(Hz)Nota 1:

Nota : Línea sólida con n cabezas de flecha = (unidad)n

Línea punteada con n cabezas de flecha = (unidad)-n

transmitanciaadimensional

absorbancia adimensional

reflectanciaadimensional

irradianciaW/m2

iluminancialuxlx

flujoluminoso

lumenlm

flujo magnético

weber Wb

densidad de flujo

magnético tesla T

conductanciaeléctricasiemens

S

resistenciaeléctrica

ohm

capacitanciafarad

F

carga eléctricacoulomb

Cpotencialeléctrico

voltV

frecuenciahertz

Hz

Longitudmetro

m

Masakilogramo

kg

Tiemposegundo

s

Corriente eléctricaampere

A

Intensidad Luminosacandela

cd

Cantidad de Sustancia

mol

Temperaturakelvin

K

Ref

Ref

Ref

Unidades de Base del SI

Fracción µmol/molMolalidad

mol/kgConcentración

mol/m3

Srtemperatura

Celsius ºC

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patrones de mediciónMedir significa compararse a un patrón de medición

“realización de la definición de una magnitud dada, con un valor de la magnitud determinado y la incertidumbre de medida respectiva, usada como referencia”

NOTA 1. Una “realización de la definición de una magnitud dada” puede darse por un sistema de medida, una medida materializada, o un material de referencia.

VIM-3ª Ed-2006

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Trazabilidad e incertidumbre

Trazabilidad:Con el fin de lograr que los resultados de las medicionessean confiables, exactos, consistentes entre sí,equivalentes en cualquier parte del mundo y en cualquiertiempo, todos deben ser determinados a partir de, o estarreferidos a, o ser trazables a los mismo patrones.

Incertidumbre:En la práctica es imposible determinar con certeza absolutael valor de una magnitud. La incertidumbre de medición esla falta de conocimiento sobre el resultado y combina todoslos efectos o errores aleatorios de todas las variables queintervienen en la medición.

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Esquema de trazabilidadLaboratorios de calibración

PATRÓN NACIONAL

PATRÓN DE REFERENCIA

PATRÓN DE TRABAJO

PATRÓN DE REFERENCIA

PATRÓN DE TRABAJO

PATRÓN DE REFERENCIA

PATRÓN DE TRABAJO

INSTRUMENTO DE MEDICIÓN

LABORATORIOSECUNDARIO(Acreditado)

LABORATORIO DE CAMPO

incertidumbre

LABORATORIOPRIMARIO

PATRONESNACIONALES

DE OTROSPAÍSES

BIPM

trazabilidad reconocida a patrones nacionales de otros países

comparaciones internacionales

calibración

Tolerancia del proceso

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• El propósito de toda medición es el de determinar el valor de una magnitud bajo condiciones especificas

• Una buena medición exige el uso de instrumentos, métodos, condiciones, personal, adecuados a la magnitud sujeta a medición

Mediciones adecuadas a su propósito

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Hacia la equivalencia de las mediciones a nivel internacional mediante comparaciones clave

11

Hacia la equivalencia de las mediciones entre laboratorios industriales mediante ensayos de aptitud

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Organización metrológica

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Unidades SI

Patrones de med.

Labs. deCalibration

LabsEnsayo

Unidadesde

Verificación

Usuarios y Clientes

INM

I&D

Servicios

Fabr

ican

tes

de I

nstr

umen

tos

Entid

ades

de

Acre

dita

ción

prov

eedo

res

PA

Pro

duct

ores

de

MR

Unidades no-SI

Sistema Nacional de MNEC

Organización metrológica

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Magnitudes no trazables al SI

LABORATORIOS DE ENSAYO

REFERENCIAS NACIONALES E INTERNACIONALES

Materiales dereferencia

Otros puntosde referencia

Laboratorios de referencia

Métodos de alta jerarquía

Métodos de alta jerarquía

Métodos de alta jerarquía Métodos de alta

jerarquíaaplicados

directamente

en base a la propuesta deW. Richter y G. Dube / Metrología, 1997, 34

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Métodos de alta jerarquía

Método de referenciaMétodo rigurosamente estudiado que describeclaramente y exactamente las condiciones yprocedimientos necesarios para la medición de uno ovarios valores de una magnitud, que ha demostrado teneruna exactitud y una precisión apropiadas a su usopretendido, que puede por tanto ser utilizado para laevaluación de la exactitud de otros métodos de mediciónde la misma magnitud y que permite particularmente lacaracterización de un material de referencia

ISO Guide 30-1992

Los materiales de referencia en metrología

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Los materiales de referencia certificados (MRC) se utilizan ampliamente como patrones de medición de cantidad de sustancia y de otras magnitudes químicas y físicas.

El uso de MRC en los laboratorios de ensayos permite mediciones altamente confiables, a bajo costo y referidas (trazables) al SI.

Los materiales de referencia son particularmente útiles en magnitudes que se definen mediante un método o en magnitudes que no son trazables directamente al SI, tal es el caso de algunas magnitudes mecánicas, de propiedades ópticas o ensayos clínicos.

Por lo anterior, las necesidades de materiales de referencia son muy variadas y deben tenerse medidas para atender estas necesidades sobre todo en las magnitudes más críticas o más demandadas.

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Para asegurar la disponibilidad de materiales de referencia en las magnitudes que los requieren cuando ésta no puede ser atendida en su totalidad por el instituto de metrología respectivo, la responsabilidad de su producción y certificación puede ser delegada a laboratorios designados, a laboratorios de referencia o a laboratorios industriales acreditados bajo la Guía ISO 34.

Como un medio de favorecer y de aprovechar la capacidad instalada en la industria para la producción de materiales de referencia, El CENAM, como instituto de metrología responsable, establece convenios de colaboración con laboratorios industriales, centros de investigación y laboratorios institucionales para el desarrollo de materiales de referencia.

Programa de Materiales de Referencia Trazables Certificados (MRTC), en México

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Materiales de Referencia Trazables CertificadosColaboración entre el CENAM y productores industriales para la preparación y certificación de materiales de referencia

19

Impacto de la metrología en procesos industriales: Investigación y desarrollo

febrero 2000

septiembre 2000

julio 2001

diciembre 2001

febrero 2002

junio 2002

20

Impacto de la metrología en procesos industriales:Producto que no satisface especificaciones técnicas por

defectos de fundición

Análisis de falla en engrane cónico

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Objetivo GeneralOfrecer, mediante un servicio metrológico integral, unsoporte sólido para la competitividad de la plantaindustrial del país y para todo tipo de instituciones querequieran una base confiable para garantizar la validezde sus mediciones.

Objetivos Específicos Establecer un mecanismo efectivo, eficiente y

viable para que, con los mínimos cambios posibles, latrazabilidad de los patrones nacionales y laconfiabilidad que les es inherente llegue hasta laslíneas de producción o niveles similares deaplicación.

Colaborar con las empresas e instituciones en elestablecimiento de un sistema metrológico con granautonomía y en mejora continua.

Reportar beneficios permanentes mediante unaverdadera transferencia de tecnología demediciones.

Metrología integral en la industria

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Principios del programaCon el fin de que el servicio que brinda el Programa MESURA a la industria sea realmente una estrategia de metrología orientada a la satisfacción de necesidades, así como de que la metodología cuente con las propiedades de efectividad, eficiencia y viabilidad, se consideraron los siguientes principios guías:

Simplicidad Continuidad

Unidad Equilibrio

Economía Factibilidad

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Etapas de aplicación del Programa Mesura®

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Algunos beneficios logrados gracias a la aplicación del programa MESURA:

Confiabilidad y credibilidad reales y demostrablesAseguramiento metrológico del proceso y de los resultados; soporte para ISO 9000 o cualquier sistema de calidad

Optimización de los recursos invertidosRescate y activación de recursos subutilizados; racionalización de la inversión en metrología

Herramienta para la toma de decisionesRadiografía completa de la empresa en aspectos técnicos; medición y control

Sistematización de la tecnología de mediciones Metodología que genera sinergia y puede constituir el germen para desarrollo de tecnología propia

Herramienta para la integración de otras tecnologías Marco de referencia para detectar áreas de posible mejora y abordarlas sistemáticamente

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CONCLUSIONES

La necesidad de la metrología en la industria es evidente al grado que no es posible concebir un proceso de fabricación que no lleve implícita alguna medición.

Sin embargo, a fin de lograr los más altos beneficios de la metrología al menor costo deben ajustarse los sistemas de medición a las necesidades reales de la empresa.

La metrología aplicada correctamente en cualquier industria aporta múltiples beneficios que se resumen en la competitividad de la empresa.

Para facilitar la implementación de la metrología en la industria y para lograr que sus beneficios alcancen a todos los sectores sociales se requiere una organización metrológica que involucre a todos los sectores.

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Gracias por su atención

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