calibracion de equipos de medicion iso 900

8/3/2019 Calibracion de Equipos de Medicion Iso 900.

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Calibracinde equipos de medida segn

ISO 9000

Introduccin a la calibracin de equipos demedida para monitorizacin y control deprocesos industriales segn la familia de

normas ISO 9000

Adolfo Hilario Pablo J. Carbonell


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Resumen y agradecimientos

Esta publicacin tcnica est dirigida al profesional que desempea la funcin de lacoordinacin del sistema de conrmacin metrolgica (plan de calibracin) que normal-

mente se encuentra enmarcado dentro de plan de calidad de la compaa. El objetivofundamental es proporcionar unos conocimientos bsicos relacionados con los equiposde medida y una metodologa concisa y lo ms clara posible para la calibracin de losequipos de medida para procesos industriales. Esto incluye una exposicin de los pasosa seguir para la determinacin de la incertidumbre de medida en las calibraciones deforma sencilla.

En el Captulo 1 se enumeran los requisitos de la norma ISO 9000 relativos a losequipos de inspeccin, medida y ensayo, y sus implicaciones. El Captulo 2 describe lascaractersticas principales que denen el comportamiento esttico y dinmico de losequipos de medida industriales.

Los autores desean agradecer a la Direccin de CEA-IFAC, en especial a Pedro Albertos,la iniciativa y el apoyo recibido, y a Josep Llus de la Rosa por el tiempo dedicado y porsu empeo para que esta publicacin saliera adelante. Agradecemos tambin a aqullosque han dedicado su tiempo a revisar y a comentar esta publicacin, especialmentea Ignacio Usunriz de Fluke Ibrica S.L. que, tras una minuciosa lectura del texto,aport muchas y muy acertadas sugerencias que han enriquecido esta publicacin.

I


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ndice general

Resumen I

ndice general II

1. Requisitos de IS0 9000 para los equipos de medida 1

1.1. La familia de normas ISO 9000 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.2. Requisitos para los equipos de medida . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.3. Interpretacin de los requisitos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.4. La certicacin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2. Los equipos de medida para procesos industriales 6

2.1. Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.2. Caractersticas de los equipos de medida . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.2.1. Rango de medida (range ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.2.2. Alcance (span ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.2.3. Fondo de escala ( full-scale reading ) . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.2.4. Exactitud ( accuracy ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.2.5. Tolerancia ( tolerance ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.2.6. Fidelidad ( precision ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

II


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ndice general

2.2.7. Repetibilidad ( repeatability ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.2.8. Reproducibilidad ( reproducibility ) . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.2.9. Desplazamiento ( bias , offset ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

2.2.10. Linealidad ( linearity ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.2.11. Sensibilidad de la medida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.2.12. Sensibilidad ante perturbaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.2.13. Histresis (hysteresis ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.2.14. Zona muerta ( dead space ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Bibliografa 11

ndice alfabtico 12

Calibracin de equipos de medida segn ISO 9000Adolfo Hilario / Pablo Carbonell

III


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Captulo 1

Requisitos de IS0 9000 relativos a los

equipos de inspeccin, medicin yensayo

1.1. La familia de normas ISO 9000

El trmino ISO 9000 se utiliza normalmente para referirse a un conjunto completo

de cinco documentos numerados desde ISO 9000 hasta ISO 9004, UNEENISO 9000(1994), y que de forma colectiva exponen procedimientos diseados para conseguir elaseguramiento de la calidad . Estas normas imponen a los proveedores de bienes yservicios el requisito de establecer y mantener un sistema econmico, eciente y demos-trable que asegure que su producto o servicio es conforme a los requisitos especicadospara el mismo.

El primer documento, ISO 9000, no es realmente una norma en s misma, sino que msbien consiste en una serie de directrices para la seleccin y uso de los documentos ISO9001, ISO 9002 e ISO 9003. Estos tres documentos son las normas de aseguramientode la calidad ms aplicados actualmente. El conjunto se completa con el documentoISO 9004, que, de nuevo, no se trata de una norma en s misma, sino un documentoque proporciona directrices para el desarrollo e implantacin de sistemas de calidad.

Las normas de calidad de ISO han sido adoptadas por la mayora de pases de todoel mundo, pero generalmente se publican en cada pas con denominaciones y cdigosligeramente distintos. Por ejemplo, en Espaa son publicadas por AENOR bajo ladenominacin de UNE-EN-ISO 9000 .

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Captulo 1. Requisitos de IS0 9000 para los equipos de medida1.2. Requisitos para los equipos de medida

Es importante resaltar que el conjunto de normas de calidad ISO 9000 dene qu elementos debe contener un sistema de la calidad, pero no prescri-be cmo se deben implantar estos elementos en ninguna situacin particular

o caso concreto. Esto es necesariamente as debido a que cada situacin y cada aplicacin es diferente.

1.2. Requisitos relativos a los equipos de inspeccin,medicin y ensayo

De acuerdo con el nmero de junio de 1992 de Quality System Update , las cinco razonesprincipales que suelen producir problemas en las empresas que desean implantar la ISO9000 son:

t Control de la documentacin.

t Calibracin.

t Seguimiento de los equipos de medida.

t Registros de formacin del personal.

t Planicacin de contactos con los proveedores.

Esto muestra hasta qu punto resulta de gran importancia aquellos aspectos relacio-nados con los equipos de medida, y en particular, con la calibracin de los mismos,Griful and Canela (1998).

Existe un documento complementario, vase UNEEN 300121 (1994), codicado comoISO 10012-1 que dene con ms detalle los procedimientos necesarios para seleccionar,utilizar, calibrar, controlar y mantener equipos de medida, tal como marca ISO 9001-9003.

A continuacin se resumen los principales requisitos de calibracin y medida contenidosen el documento ISO 10012-1:

1) La compaa debe disponer de equipos de medida para cuanticar todos losparmetros relacionados con la calidad, y stos equipos deben tener las caracte-rsticas metrolgicas adecuadas, Lope et al. (1998).

2) Debe estar documentada la lista de todos los instrumentos utilizados paracuanticar los parmetros relacionados con la calidad.


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Captulo 1. Requisitos de IS0 9000 para los equipos de medida1.2. Requisitos para los equipos de medida

3) Se debe implantar y mantener un sistema para el control y la calibracin delos equipos de medida.

4) Todos los equipos utilizados para realizar medidas de la calidad, y todos losequipos utilizados para calibrar, se deben manipular con cuidado y deben serusados de tal forma que su exactitud y ajuste quede a salvo.

5) Todas las medidas, tanto para calibrar equipos como para la vericacin del pro-ducto, deben realizarse teniendo en cuenta todos los errores e incertidumbressignicativos identicados en el proceso de medida.

6) El cliente debe tener acceso a pruebas objetivas de que el sistema de medidaes efectivo.

7) La calibracin se debe realizar con equipos con trazabilidad a patrones na-cionales .

8) Todas las personas que desarrollan funciones de calibracin deben estar debida-mente formadas .

9) Los procedimientos de calibracin deben estar documentados .

10) El sistema de calibracin debe ser revisado peridica y sistemticamente paraasegurar que contina siendo efectivo.

11) Se debe mantener una cha o registro de calibracin para cada equipo de

medida por separado. Cada cha debe demostrar que el instrumento es capaz derealizar medidas dentro de los lmites designados. Estas chas deben contener, almenos, esta informacin:

Una descripcin del instrumento y una identicacin nica. La fecha de calibracin. Los resultados de la calibracin. El intervalo de calibracin, adems de la fecha de la prxima calibracin.

12) Dependiendo del tipo de instrumento a calibrar, tambin se debe incluir parte otoda la informacin que se relaciona a continuacin:

El procedimiento de calibracin. Los lmites de error permisibles (ver Seccin 2.2). Informe de todos los efectos acumulativos de incertidumbre en los datos de

calibracin. Las condiciones medioambientales requeridas para la calibracin. La fuente que certica la trazabilidad empleada. Los detalles de cualquier reparacin o modicacin que pudiera afectar el

estado de la calibracin.

Cualquier limitacin de uso del instrumento.


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Captulo 1. Requisitos de IS0 9000 para los equipos de medida1.3. Interpretacin de los requisitos

13) Cada instrumento debe estar etiquetado , de manera que se muestre el estadode calibracin y cualquier limitacin de uso (nicamente donde es posible).

14) Cualquier instrumento que haya fallado, que sea sospecho o se sepa que se encuen-tra fuera de calibracin, debe ser retirado del uso y etiquetado visiblementepara prevenir posibles usos accidentales del mismo.

15) Los equipos de medida ajustables se deben sellar para evitar manipulaciones nodeseadas.

1.3. Interpretacin de los requisitos

Para cumplir con la norma, de acuerdo con Morris (1997), se hace necesario implantary mantener un sistema de medida y control de la calidad que asegure que la calidad delos bienes fabricados o servicios no se desvan de los lmites de error establecidos.

Los lmites de error se deben establecer en funcin de la situacin. Cuando un produc-to o un servicio est especcamente diseado para un cliente, los niveles de calidadadecuados son los acordados con el cliente. Esto puede ser escrito, en algunos casos, enel acuerdo contractual entre el proveedor y el cliente.

En algunas situaciones, se deben aplicar normas legales que deben ser cumplidas. Porejemplo, las balanzas de peso para su uso comercial deben cumplir normas de exactitudpublicadas.

En otros casos, se aplican normas consensuadas normalmente por asociaciones de orga-nizaciones comerciales. Si no se cumplen ninguno de los casos anteriores, el proveedordebe evaluar cul es el cliente medio dentro del mercado al cual va dirigido su producto,para establecer los lmites de error.

Una vez que el fabricante o proveedor de un servicio ha jado los lmites de erroradecuados, debe implantar un sistema que mida el producto a intervalos de tiempo

convenientes y que asegure que ste no se sale de los lmites de error establecidos.Al realizar estas medidas, todos los instrumentos utilizados deben estar calibrados aintervalos de tiempo apropiados para asegurar la precisin de la medida realizada, deacuerdo con los procedimientos expuestos en la norma. Todos estos procedimientos parala realizacin de medidas sobre el producto y calibracin de equipos de medidas debenestar completamente documentados, y esta documentacin debe ponerse a disposicinde los clientes si es requerida.

La fuente ms comn de dicultad para conseguir la conformidad con la norma esla interpretacin de los requisitos para proveer y mantener equipos de calibracin y

medida. La calibracin de los equipos de medida asegura que la exactitud de la medida


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Captulo 1. Requisitos de IS0 9000 para los equipos de medida1.4. La certicacin

de cada instrumento involucrado en el proceso de medida es conocida a lo largo de todossu rango de medida, cuando se utiliza bajo determinadas condiciones ambientales.

Esta informacin se obtiene por comparacin de la salida del instrumento a calibrarcon la salida de un instrumento de exactitud conocida, al aplicar la misma entrada aambos. Pero las caractersticas metrolgicas de un equipo de medida cambian con lascondiciones externas, por lo tanto, es necesario cuanticar el efecto de las condicionesambientales sobre el funcionamiento de este equipo de medida.

Por otra parte, las caractersticas metrolgicas de un equipo de medida no permanecenconstantes en el tiempo, la calibracin de los equipos a intervalos de tiempo determi-nados se hace necesaria. La frecuencia de calibracin de un equipo de medida puedevariar en funcin de los resultados que se van obteniendo y de la informacin de quese dispone sobre el equipo.

1.4. La certicacin

Se entiende por certicacin La actividad que permite establecer la conformidad deuna determinada empresa producto o servicio con los requisitos denidos en normas oespecicaciones tcnicas (LEY 21/1992, de 16 de julio, de Industria).

Existen dos tipos de certicacin:t Voluntaria: productos, sistemas de la calidad, procesos, servicios.

t Obligatoria: derivada de algn reglamento tcnico.

Mediante la certicacin de sistemas de la calidad, el Organismo de Certicacin de-clara haber obtenido la conanza adecuada en la conformidad del sistema de la calidadde la empresa, debidamente identicada, con algn modelo de sistema de la calidad.

Los Organismo de Certicacin deben desarrollar esta actividad con imparcialidad,transparencia y objetividad, disponiendo para ello de procedimientos para la certica-cin de productos, servicios y sistemas de la calidad. Estos procedimientos describenlos procesos de concesin de la certicacin.

Existen numerosas organizaciones que certican Sistemas de Aseguramiento de la Ca-lidad. Un nmero importante de ellas se hallan acreditadas, a travs de la EntidadNacional de Acreditacin (ENAC). La acreditacin puede entenderse como un reco-nocimiento formal de la capacidad tcnica de certicar. De este modo se garantizasu capacidad tcnica frente a posibles clientes, otras organizaciones y la administra-cin. En el catlogo editado por ENAC o en su pgina web pueden consultarse los

Organismos de Certicacin actualmente acreditados.


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Captulo 2

Los equipos de medida para procesos

industriales

2.1. Introduccin

Los equipos de medida se encargan de realizar mediciones sobre las variables involucra-das en los procesos industriales. A partir de ellos, se observa y se controla el proceso.

Dichas mediciones deben ser ables, seguras y de gran exactitud, y en general permitirla visualizacin continua del proceso.

Los requisitos tcnicos de un proceso industrial y/o de sus resultados (productos y servicios) en todas las etapas de su ciclo de vida (comerciali-zacin, diseo, fabricacin, montaje, etc.) se establecen mediante especi-caciones que denen intervalos de valores admisibles o tolerancias para las diferentes magnitudes que determinan su calidad.

Cada vez que hay que decidir si el valor de una caracterstica est dentrode la tolerancia especicada, es preciso medir con suciente exactitud, abi-lidad y seguridad como para tomar esta decisin con la menor incertidumbre compatible con los condicionantes econmicos.

2.2. Caractersticas de los equipos de medida

Cada aplicacin de un equipo de medida requiere de una exactitud y de unas presta-ciones distintas. Si se pretendiera exigir mayor conanza a la medida que la necesaria,

el coste del proceso de medida se vera incrementado sustancialmente. La eleccin, por

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Captulo 2. Los equipos de medida para procesos industriales2.2. Caractersticas de los equipos de medida

tanto, se debe realizar a partir del conocimiento de las caractersticas, tanto estticascomo dinmicas, que denen el funcionamiento de estos equipos.

En las hojas de especicaciones tcnicas del fabricante que acompaan al equipo pueden encontrarse las caractersticas que presenta el instrumentobajo condiciones normales de calibracin.

Es responsabilidad del personal tcnico asegurar que la informacin su-ministrada por el fabricante sea suciente para la aplicacin.

2.2.1. Rango de medida (range

)El rango dene los valores mnimo o lmite inferior (lower range limit ) y mximo o lmitesuperior (upper range limit ) de lectura para los cuales el equipo ha sido diseado.

2.2.2. Alcance ( span )

El alcance es la diferencia entre el valor mximo y el mnimo de la variable de entradadel instrumento de medida. Hay que destacar que muchos equipos presentan un alcanceque puede ser ajustado segn los requisitos de la seal ( calibrated span ). En este casoel alcance puede no coincidir con los valores que denen su rango.

2.2.3. Fondo de escala ( full-scale reading )

Mximo valor que puede medir el instrumento o del que se obtiene lectura.

2.2.4. Exactitud ( accuracy )Es la capacidad de un equipo de medida de dar indicaciones que se aproximen alverdadero valor de la magnitud medida. Para expresar esto, se indica el intervalo dentrodel cual puede recaer el valor real del mensurando. Se debe evitar traducirlo como precisin, ya que el trmino precision en ingls denota otro signicado, como se vera continuacin. La exactitud es un parmetro determinante para la eleccin de unequipo u otro.


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2.2.5. Tolerancia ( tolerance )

La tolerancia es un trmino ntimamente relacionado con la exactitud y dene el m-ximo error esperado en cierto valor. Estrictamente hablando, no es una caractersticaesttica del instrumento de medida. La tolerancia, cuando se emplea de forma apro-piada, hace en realidad referencia a la desviacin de un producto fabricado respecto aun valor especicado.

2.2.6. Fidelidad ( precision )

La delidad es la cualidad que caracteriza la capacidad del instrumento de medida paradar el mismo valor de magnitud al medir varias veces en unas mismas condiciones. Uninstrumento con delidad alta implica que, al tomar muchas medidas, la dispersin enstas es muy baja. Esta caracterstica no guarda ninguna relacin con la exactitud delinstrumento.

2.2.7. Repetibilidad ( repeatability )

La repetibilidad tiene un signicado similar a la delidad, si bien se entiende ahora

que las medidas son realizadas en un periodo de tiempo corto y, por tanto, en unascondiciones ambientales similares.

2.2.8. Reproducibilidad ( reproducibility )

La Reproducibilidad es un trmino equivalente a la delidad cuando las medidas sontomadas de manera que entre cada una de ellas se producen cambios en las condicionesambientales, en el observador, en la localizacin y ubicacin o en los intervalos demedida.

2.2.9. Desplazamiento ( bias , offset )

Un desplazamiento en la medida se produce cuando existe un error constante sobretodo el rango de medida. Este error generalmente puede ser eliminado por medio deun procedimiento de ajuste (ajuste de cero).


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2.2.10. Linealidad ( linearity )

Generalmente se desea que la lectura de los equipos de medida sea linealmente propor-cional a la cantidad medida. Esto signica que debe ser posible trazar una lnea rectaque haga corresponder cada valor de la cantidad medida con la lectura de salida. Lano linealidad del equipo queda denida como la mxima desviacin (o residuo) de laslecturas respecto a dicha recta.

2.2.11. Sensibilidad de la medida ( sensitivity of measurement )

La sensibilidad de la medida es la variacin relativa de la salida del instrumento frentea un incremento en la cantidad medida.

2.2.12. Sensibilidad ante perturbaciones ( sensitivity to distur-bance )

Todas las especicaciones indicadas en la hoja del fabricante, o bien obtenidas porcalibracin de un equipo de medida, slo son vlidas para condiciones normales con-troladas de temperatura, presin, etc. Si tienen lugar cambios en esas condiciones, las

caractersticas estticas del instrumento pueden sufrir variaciones. Estas alteracionespueden modicar las caractersticas del instrumento de dos formas:

t Deriva de paso por cero (zero drift / offset ): Se trata de una lenta variacin conel tiempo del valor de paso por cero. Este cambio generalmente tiene lugar comoconsecuencia de una variacin de temperatura. El efecto que trae asociado es undesplazamiento en la lectura.

t Deriva de la sensibilidad ( sensitivity drift / scale factor drift ): es la variacin quetiene lugar en la sensibilidad del instrumento como consecuencia de un cambioen las condiciones ambientales.

2.2.13. Histresis ( hysteresis )

Por histresis se entiende la propiedad presente en algunos instrumentos de medida queprovoca que la curva de medida diera segn las lecturas se hagan de forma ascendenteo en sentido descendente. Los parmetros que permiten cuanticar esta caractersticason la histresis mxima de entrada y la histresis mxima de salida.


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2.2.14. Zona muerta ( dead space )

La zona muerta de un instrumento se dene como el rango de entrada para el cualno se obtiene lectura en la salida. Todo instrumento con histresis va a presentar(en promedio) tambin zona muerta. Otros equipos, an sin tener histresis, puedenpresentar zona muerta.


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Bibliografa

E. Griful and M. Canela. El control metrolgico y su papel en el aseguramiento de lacalidad. Automtica e instrumentacin , (285):54, 1998. 1.2

M.A. Lope, JJ Aguilar, F. Torres, and OP Isasi. Los instrumentos de metrologa y lacalidad de fabricacin. Automtica e Instrumentacin , page 93, 1998. 1

A.S. Morris. Measurement and calibration requirements for quality assurance to ISO 9000 . John Wiley & Sons Inc, 1997. 1.3

UNEENISO 9000. Normas para la gestin de la calidad y el aseguramiento de lacalidad (Partes individuales publicadas como ISO 9000, ISO 9001, ISO 9002, ISO9003 e ISO 9004). 1994. 1.1

UNEEN 300121. Requisitos de aseguramiento de la calidad de los equipos de medida.Parte 1: Sistema de conrmacin metrolgica de los equipos de medida (ISO 100121:1992). 1994. 1.2

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ndice alfabtico

Alcance, 7

CalibracinProcedimiento de calibracin, 3Requisitos, 2

Trazabilidad, 3Certicacin, 5

Equipo de medida, 6Exactitud, 7

Fidelidad, 8

histresis, 9

Linealidad, 9

Organismos de Certicacin, 5

Rango de medida, 7Repetibilidad, 8Reproducibilidad, 8

Sensibilidad, 9Sistema de Aseguramiento de la Calidad,

5

Tolerancia, 8

Zona muerta, 10

calibracion de equipos de medicion iso 900

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