impacto de la metrología de temperatura en el aseguramiento de

Impacto de la Metrología de Temperatura

Aseguramiento de la Calidad en Procesos y Productos Industriales

Ofelia Robatto

27 Julio 2009

Agenda

1 Introducción

1.A Trazabilidad directa al SI

1.B Temperatura Termodinámica

1.C Definiciones de UT

1.D Escala Internacional ITS90

1.E Laboratorio Secundario de Calibración

1.F Diseminación de Trazabilidad

2 Situación de la Industria

3 Otros Laboratorios

4 Conclusiones

5 Q&A

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Introducción

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Introducción

El LATU es el instituto metrológico nacional del Uruguay.

Es miembro firmante del acuerdo de reconocimiento mutuo entre los laboratorios pares de metrología (ej: NIST, PTB, MSL, NPL, etc.)

Pertenece a la región Metrológica del SIM (Sistema Interamericano de Metrología)

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Introducción

Uno de sus cometidos por ley 15.298, es el mantenimiento de los patrones nacionales. Incluidos los patrones de temperatura.

Para esto el LATU cuenta con instrumental de medición adecuado

Celda de pto tripe H2O

Celda de pto fijo metalica cerrada

Aparato de pto fusión de Ga Aparato de pto fijo Hg

Esquema de Termocuplas NoblesHorno de T medias

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Introducción: Servicios

Servicios

� Se brinda servicios de Calibración Voluntaria a la órbita privada y pública.

Industria

Comunicaciones

Ind. EnergíaInd. Combustibles

Ind. Quimica

Medicina & Salud

Ind. Alimenticia

Ind. Láctea

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Introducción: Servicios

Los tipos de Servicios de Calibración ofrecidos son:

� Termo elementos

� Termómetros de Resistencia de Platino (Estándar e Industriales)

� Termómetros de contacto

� Muflas

� Ambientales

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Introducción: Trazabilidad

� Trazabilidad

� Los servicios, rangos, así como las capacidades de medida y calibración son

trazables a patrones internacionales por medio de:

� Intercomparaciones entre laboratorios Pares de Metrología

� Calibraciones de instrumentos otros Laboratorios Nacionales de Metrología

� Los rangos y capacidades de medida y calibración declarados

internacionalmente se encuentran en el sitio de “Bureau International des

Poids et Mesures” (BIPM):

� http://www.bipm.org/exalead_kcdb/exa_kcdb.jsp?_p=AppC&_q=LATU&x=10&y=12

� Los rangos de calibración de Temperatura ofrecidos como servicios a la

industria son amplios:

� 213 K (-60°C) – 1273 K (1000 °C)

Trazabilidad directa al SI

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Trazabilidad directa al Sistema Internacional de Unidades

El LATU asegura su trazabilidad directa al Sistema Internacional de Unidades por medio de:

� Intercomparaciones Regionales

� Intercomparaciones Internacionales

� Calibraciones de Patrones en otros Inst. Metr. Nacionales

Temperatura Termodinámica

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Definición:

� La Temperatura termodinámica es la medida absoluta de la temperatura y es

uno de los principales parámetros de la termodinámica.

� La Temperatura termodinámica es una escala "absoluta" debido a que es la

medida de la propiedad fundamental subyacente de la temperatura

� La temperatura nula o cero absoluto, es la temperatura en la cual las

partículas que constituyen la materia poseen movimiento mínimo y por lo

tanto no pueden estar más frías.

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Magnitud: Temperatura termodinámica

Unidad básica: Kelvin

Unidad de temperatura, es 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple de agua. (13 CGPM (1967), resolución 4).

Nota:

Adicionalmente a la temperatura termodinámica (símbolo T), expresada en Kelvin, se utiliza la temperatura Celsius (símbolo t) definida por la ecuación t = T - T0 donde T0 = 273.16 K.

Definiciones de Unidades de Temperatura

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La unidad de Temperatura del Sistema Internacional de Unidades es el Kelvin.

Se corresponde a una fracción de 1/273,16 partes de la temperatura del punto

triple del agua. Se representa con la letra "K".

Coincidiendo el incremento en un grado Celsius con el de un kelvin, su

importancia radica en el 0 de la escala: a la temperatura de 0 K se la denomina

cero absoluto y corresponde al punto en el que las moléculas y átomos de un

sistema tienen la mínima energía térmica posible. Ningún sistema macroscópico

puede tener una temperatura inferior. A la temperatura medida en Kelvin se le

llama "temperatura absoluta", y es la escala de temperaturas que se usa en

ciencia, especialmente en trabajos de física o química.

Lord KelvinAnders Celsius

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Factores de conversión:

� kelvin a grados Celsius C = K - 273.15

� grados Celsius a kelvin K = C + 273.15

� Kelvin a grados Fahrenheit F = K × 1.8 - 459.67

� Grados Fahrenheit a Grados Celsius C = (F - 32) / 1.8

� grados Fahrenheit a kelvin K = (F + 459.67) / 1.8

Ejemplos de temperaturas notables:

� Cero absoluto 0 K o −273,15 °C

� Congelación del agua 273,15 K o 0 °C

Escala Internacional ITS90

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Escala Internacional ITS90

� La Escala Internacional de Temperatura de 1990 (ITS-90) es un estándar de

calibración de equipo para hacer mediciones sobre la escalas de temperatura

Celsius y Kelvin.

� La ITS90 es una aproximación de la escala de temperatura termodinámica, que

facilita la comparabilidad y compatibilidad de las mediciones de temperatura

internacional.

� La ITS90 ofrece puntos de calibración definidos que van de 0,65 K a alrededor

de 1358 K K (-272,5 °C a 1085 °C) y se subdivide en varios rangos de

temperatura que se superponen en algunos casos.

� Los patrones empleados por el LATU se calibran por aproximación a la ITS90 .

Estas calibraciones se realizan por medio de:

� Intercomparaciones entre Laboratorios Pares

� Calibraciones de instrumentos otros Laboratorios Nacionales de Metrología

� La mayoría de las calibraciones de la industria se realizan empleando la escala

de grados Celsius

Laboratorio Secundario de Calibración

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Laboratorio Primario

� Un laboratorio Primario de Temperatura es el que hace calibraciones de

instrumentos “primarios” (ej: termómetros de resistencia de platino estándar,

celdas de puntos fijos ITS-90).

� Los instrumentos primarios se emplean como patrones de referencia para

calibración de otros instrumentos de temperatura en los laboratorios

secundarios.

� Para realizar estas calibraciones emplea celdas de realización de puntos fijos

de la ITS90.Nacional

LabPrimario

Lab Secundario

Consumidores Finales

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Laboratorio Secundario

� Un laboratorio Secundario de Temperatura es el que hace calibraciones de

instrumentos de trabajo (ej: termómetros de contacto, termómetro

ambientales, termo elementos, etc.).

� Los instrumentos de trabajo se emplean como patrones de referencia para

calibración de otros instrumentos de temperatura en los laboratorios

secundarios o son empleados directamente en la industria de proceso.

� Para realizar estas calibraciones emplea métodos de comparación contra

patrones de trabajo.

� Estos patrones de trabajo han sido previamente calibrados contra un

laboratorio Primario. Nacional

LabPrimario

Lab Secundario

Consumidores Finales

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El LATU posee un laboratorio primario y un laboratorio secundario de calibración

Esto permite al LATU hacer calibraciones de instrumentos “primarios” y de trabajo

Esto le permite ser referencia para calibración de otros instrumentos de temperatura en los laboratorios secundarios y también calibrar instrumentos que van a ser empleados directamente en la industria de proceso

LATU Nacional

LabPrimario

Lab Secundario

Clientes

solicitantes

Lab Secundarios

de Análisis

Lab

Secundarios

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El método de Calibración de los instrumentos en el Laboratorio Secundario del LATU, es por comparación contra instrumentos patrones

Se utilizan los siguientes tipos de equipamiento para realizar la comparación:

� Baños termostatizados con líquidos

� Baños sólidos

� Cámaras Ambientales

Diseminación de Trazabilidad

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Diseminación de Trazabilidad

Trazabilidad es:

� La propiedad del resultado de una medida o del valor de un estándar donde

este pueda estar relacionado con referencias especificadas, usualmente

estándares nacionales o internacionales, a través de una cadena continua de

comparaciones todas con incertidumbres especificadas

Diseminación de Trazabilidad:

� Es el proceso inverso, que permite la distribución de instrumentos o patrones

adecuadamente referidos al patrón internacional a distintos niveles

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Situación de la Industria

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Importancia de calibración de Temperatura

� En los procesos de Producción y Fabricación, así como en los procesos de

servicios, es muy importante el control de Temperatura para tener una

producción y servicios de calidad homogéneos y seguros.

� La calibración es el proceso de efectuar el ensayo de un mensurando contra un

patrón sometidos a las mismas condiciones ambientales .De esta forma es

posible brindar valores de corrección e incertidumbres asociados a la

calibración realizada con un nivel de confianza determinado en un informe o

certificado de calibración. En muchos casos esto es determinante cuando se

lleva a cabo en la industria el proceso de verificar un trabajo y un

funcionamiento de máquinas dentro de un sistema de especificaciones.

Proceso

Sensor

Lab Patrón

calibración

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Tipos de clientes

� Las industrias que más requieren servicios de calibración en temperatura en

Uruguay son:

� Industria alimentaria (Ej: Láctea, frigorífica, bebidas, oleaginosa etc).

� Industria farmacéutica.

� Industrias de transformación de productos derivados de la cadena agroindustrial (ej. Curtiembres,

laneras, fabricación de pasta de celulosa, etc.).

� Empresas privadas de productos y servicios.

� Empresas Públicas de productos y servicios (Combustibles, Telecomunicaciones, Electricidad, Agua).

� Administración Central (laboratorio de la Administración Central que realizan tareas de Monitoreo

en Seguridad, salud y condiciones de calidad de vida para los ciudadanos , medio ambiente.

� Se detecta un crecimiento importante en la calibración de instrumentos que tienen que ver con la

logística del transporte de productos.

Industria

Comunicaciones


Ind. Quimica

Medicina & Salud

Ind. Alimenticia

Ind. Láctea

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Necesidades de los clientes

� El cliente supervisa la temperatura de los procesos de producción que

requieren control de temperatura así como del producto terminado y la

temperatura de almacenamiento y de transporte si es necesario.

Servicios

� El LATU ofrece servicios de calibración de acuerdo con las necesidades

específicas del cliente y con las posibilidades del LATU de realizarlo.

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Resultados

� Los resultados del control de la temperatura inciden en el manejo de la

materia prima y del proceso, en la calidad final del producto, en el transporte

y finalmente en el precio de la transacción comercial

Futuro

� El LATU( Metrología Científica en este caso) planea y está trabajando en

desarrollar nuevos y mejores servicios en Calibración de temperatura.

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Otros Laboratorios

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Otros Laboratorios

Quienes son

� Laboratorios y empresas que realizan calibraciones para sus clientes en planta.

� Laboratorios de control de alimentos y productos que afectan la salud y

seguridad de las personas:

� Clientes internos de LATU

� Clientes externos de LATU

Necesidades de los laboratorios

� Necesitan que se les calibren sus patrones de campo y que se les brinde la

trazabilidad al Sistema de Unidades para poder realizar su trabajo en forma

adecuada.

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Otros Laboratorios

Servicios requeridos

� Calibraciones propiamente dichas.

� Asesoramiento o auditorías técnicas para lograr acreditar su trabajo (las dos

cosas al mismo tiempo no)

Resultados obtenidos

� La calidad de las calibraciones y análisis que realicen estos laboratorios va ser

mejor y quizás el costo sea menor.

Futuro

� El LATU se va seguir dedicando a mejorar sus servicios de calibración en

temperatura para poder responder mejor a este tipo de clientes.

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Conclusiones

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Conclusiones

� Para tener un control de temperatura es fundamental tener:

� trazabilidad

� laboratorios Primarios y Secundarios

� Que estos laboratorios y su trazabilidad se trasladen a la industria para un

mejor control y calidad de los productos y servicios.

� En particular, en los procesos de Producción es muy importante el control de

Temperatura pora tener una producción de calidad, homogénea y segura.

� Por este motivo, el rol del LATU es fundamental en la cadena productiva del

país, al ser el único laboratorio metrológico de referencia de temperatura en

el Uruguay, con trazabilidad al Sistema Internacional de Unidades.

Industria

Comunicaciones


Ind. Quimica

Medicina & Salud

Ind. Alimenticia

Ind. Láctea

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Q&A

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www.alcatel-lucent.comwww.latu.org.uy

impacto de la metrología de temperatura en el aseguramiento de

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