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Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de calibración en Tamiz estándar de ensayo para un laboratorio de metrología Stefanny Johanna Hernández Silva Universidad Nacional de Colombia Facultad Ingeniería Departamento Ingeniería de Sistemas e Industrial Bogotá, Colombia

Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

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Page 1: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de

calibración en Tamiz estándar de ensayo para un laboratorio de

metrología

Stefanny Johanna Hernández Silva

Universidad Nacional de Colombia Facultad Ingeniería

Departamento Ingeniería de Sistemas e Industrial Bogotá, Colombia

Page 2: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de

calibración en Tamiz estándar de ensayo para un laboratorio de

metrología

Stefanny Johanna Hernández Silva

Trabajo de grado presentado como requisito parcial para optar al título de:

Magister en Ingeniería Industrial

Director:

Ing. Néstor Ariel Algecira Enciso

Universidad Nacional de Colombia

Facultad Ingeniería

Departamento Ingeniería de Sistemas e Industrial

Bogotá, Colombia

Page 3: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

Dedicatoria

La vida te enseña que cada día es una

experiencia y uno mismo es el encargado de

dar su mejor sonrisa.

A Dios, a mi familia, Kike y Armando quienes

siempre me acompañan en los mejores

momentos a los que llamo Vida.

Page 4: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

Agradecimientos

La finalización de este trabajo de grado es la consecución de los resultados que semestre

a semestre se han recopilado e investigado para el cumplimiento de los objetivos

proyectados; el esfuerzo, dedicación y el apoyo continuo del Ing. Néstor Algecira Enciso.

A la entidad SENA por creer en mi trabajo y darme la oportunidad de desarrollar y ampliar

mis conocimientos en Metrología.

A mis compañeras Sandrita, Sofi y Pau por su apoyo incondicional, consejos y

acompañamiento durante el curso de la Maestría. A mis profesores con sus enseñanzas

y lecciones fortalecieron mis conocimientos y contribuyeron a la formalización de este

documento.

Page 5: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de

calibración en Tamiz estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

V

Resumen

Este documento describe el procedimiento para la calibración de un tamiz estándar de

ensayo en un laboratorio de calibración, a través de un software para el análisis de datos,

quien le brinda al usuario una experiencia rápida de lectura, mejorando los tiempos de

calibración y teniendo mediciones con mayor exactitud que al realizarlas de la forma

tradicional. Se realiza la evaluación del procedimiento mediante un proceso de aplicación

estadístico en el aseguramiento metrológico.

Palabras clave: Metrología, calibración dimensional, laboratorios de calibración,

tamices, aseguramiento metrológico

Page 6: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

Abstract

This document describes the procedure for the calibration of a standard test sieve in a

calibration laboratory, through data analysis software, which provides the user with a quick

reading experience, improving calibration times and taking measurements. with greater

accuracy than when performing them in the traditional way. The evaluation of the procedure

is carried out by means of a statistical application process in the metrological assurance.

Keywords: Metrology, dimensional calibration, laboratory of calibration, tamices,

metrological assurance.

Page 7: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de

calibración en Tamiz estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

VII

Este Trabajo Final de maestría fue calificado en octubre de 2020 por los siguientes

evaluadores:

Héctor Cifuentes Aya Phd.

Profesor Departamento de Ingeniería de Sistemas e Industrial

Facultad de Ingeniería

Universidad Nacional de Colombia

Wilson Adarme Jaimes Phd.

Profesor Departamento de Ingeniería de Sistemas e Industrial

Facultad de Ingeniería

Universidad Nacional de Colombia

Page 8: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

Contenido VIII

Contenido

Resumen .......................................................................................................................... V

Contenido ..................................................................................................................... VIII

Lista de figuras ............................................................................................................... X

Lista de tablas ................................................................................................................ XI

Lista de Símbolos y abreviaturas .................................................................................. 1

Introducción .................................................................................................................... 2

1. Metrología y Calibración en Dimensional ................................................................. 5 1.1 Instituto Nacionales de Metrología ...................................................................... 6

1.1.1 Instituto Nacional de Metrología de Alemania .................................................. 7 1.1.2 Instituto Nacional de Metrología de España .................................................... 7 1.1.3 Instituto Nacional de Metrología de México ..................................................... 8 1.1.4 Instituto Nacional de Metrología de Colombia ................................................. 8 1.1.5 Designación de Institutos .............................................................................. 10

1.2 Laboratorios de Calibración .............................................................................. 11 1.3 Calibración en Dimensional .............................................................................. 12

1.3.1 Futuro de la calibración en Dimensional ........................................................ 12

2. Calibración con Tamiz Estándar Ensayo ................................................................ 15 2.1 Elaboración del Procedimiento .......................................................................... 15 2.2 Definición .......................................................................................................... 16 2.3 Funcionamiento ................................................................................................ 16 2.4 Caracterización ................................................................................................. 16

2.4.1 Inspección General del Tamiz ....................................................................... 16 2.4.2 Limpieza del Tamiz ....................................................................................... 17

2.5 Criterios para la medición del instrumento ........................................................ 17 2.6 Calibración ........................................................................................................ 19

2.6.1 Medición del Marco de Ensayo- Según NTC 32:2018 ................................... 20 2.6.2 Marcos Estándar ........................................................................................... 20 2.6.3 Tela de Tamiz ............................................................................................... 21

3. Adquisición de datos para la calibración de tamices ............................................ 22

4. Aseguramiento Metrológico .................................................................................... 26

Page 9: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de

calibración en Tamiz estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

IX

4.1 Estimación de la incertidumbre para tamices ................................................... 26

4.1.1 Modelo Matemático de la Estimación de incertidumbre en Tamices .............. 27 4.2 Reporte de resultados ...................................................................................... 28 4.3 Validación del procedimiento ............................................................................ 29

5. Conclusiones y recomendaciones .......................................................................... 30 5.1 Conclusiones .................................................................................................... 30 5.2 Recomendaciones ............................................................................................ 30

6. Anexo: Flujograma del proceso de medición ......................................................... 32

7. Anexo: Flujograma del proceso de estimación de la incertidumbre ..................... 33

8. Anexo: Protocolo de calibración para tamiz estándar de ensayo ......................... 34

9. Anexo: Formato para la validación del procedimiento de calibración de tamiz estándar de ensayo. ...................................................................................................... 35

Bibliografía .................................................................................................................... 36

Page 10: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

X Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de

calibración en Tamiz estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

Lista de figuras

Pág.

Figura 1-1: Infraestructura nacional de la calidad ............................................................. 8

Figura 1-2 Entes reguladores de la calidad en Colombia ............................................... 10

Figura 2-1: Ejemplo 1. de selección de los campos para la medición. ............................ 18

Figura 2-2: Ejemplo 2. de selección de los campos para la medición ............................. 19

Page 11: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de

calibración en Tamiz estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

XI

Lista de tablas

Pág.

Tabla 1-1: Laboratorios de calibración de acuerdo con su antigüedad [11] .................. 9

Tabla 2-1: Tiempo de climatización de los tamices en un laboratorio de metrología .. 17

Page 12: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del
Page 13: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

Lista de Símbolos y abreviaturas

Símbolos Símbolo Término Unidad SI

l Longitud m

Subíndices Subíndice Término

µm Micrómetro Uexp Incertidumbre expandida Ucal Incertidumbre calibración Ures Incertidumbre resolución Urep Incertidumbre repetibilidad S Desviacióne estándar k Factor de cobertura R Resolución

Superíndices Superíndice Término

n Número de datos

Abreviaturas Abreviatura Término

CGPM Conferencia General de Pesas y Medidas

ICONTEC Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación

IEC International Electrotechnical Commission

ISO International Organization for Standardization

INM Instituto Nacional de Metrología NTC Norma Técnica Colombiana ONAC Organismo Nacional de Acreditación PTB Physikalisch-Technische Bundesanstalt

Page 14: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

2 Introducción

Introducción

La metrología se define como la ciencia de las mediciones y sus aplicaciones [1] es la que

garantiza que los productos y servicios que se utilizan día a día estén de acuerdo con los

parámetros nacionales e internacionales. Así mismo contribuye para el desarrollo de la

ciencia, la productividad, la competitividad, la protección de la población y el medio

ambiente.

El campo de aplicación de la metrología esta enfocado en garantizar que las magnitudes

se implementen en forma ajustada a los parámetros establecidos en la normatividad de las

organizaciones metrológicas.

Las partes interesadas de la metrología en Colombia son: los laboratorios de calibración

públicos y privados, los laboratorios de ensayo públicos y privados, los proveedores de

ensayos de aptitud, los productores de materiales de referencia, los comercializadores de

instrumentos de medición y los comercializadores de sustancias químicas, las entidades

de control (Superintendencia de Industria y Comercio, INVIMA, INS, ICA, etc.), entidades

de regulación (ministerios), el Organismo Nacional de Acreditación (ONAC), el Instituto

Colombiano de Normalización (ICONTEC), los organismos de certificación, la academia

(laboratorios y grupos de investigación), el sector productivo, las personas naturales

vinculadas con la metrología y los ciudadanos.

Un Laboratorio de calibración implementa servicios en las magnitudes en las cuales cuenta

con la competencia en cuanto a personal, equipos e infraestructura; es por esto por lo que

la calibración de un instrumento de medida permite determinar el error y la incertidumbre

reportando el nivel de confianza de la medición. La calibración de instrumentos que hacen

Page 15: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

Introducción 3

parte de la magnitud longitud y en especial los tamices estándar de ensayo. En la

actualidad se realiza su medición a través de sistemas ópticos los cuales contribuyen a

tener una calibración más precisa, cumpliendo los requerimientos de la industria y así

evitando reprocesos.

El laboratorio de calibración cuenta con un sistema de medición óptico, el cual realiza la

medición de los instrumentos apoyados en un software de toma de datos, dichas

mediciones y configuración de los parámetros lo debe realizar el encargado de la

calibración del instrumento bajo prueba. Por tal motivo es necesario la elaboración de un

procedimiento teniendo en cuenta los requisitos de la Norma NTC 32 y que favorezca al

usurario en la aplicación de este para la calibración de los tamices estándar de ensayo.

El propósito de este trabajo fue el de elaborar el procedimiento para la calibración de

tamices de ensayo aplicando la Norma NTC 32, para contribuir a la acreditación de un

laboratorio de metrología, a través de la identificación de los aspectos metrológicos que

son importantes en la elaboración del procedimiento de calibración, así mismo se

desarrolló un formato para la calibración de tamices de ensayo, de acuerdo con el

procedimiento y normatividad que permita el desarrollo de las mediciones

El documento consta de cinco capítulos en el primero se realiza una contextualización

sobre la metrología, métodos de calibración y calibración en dimensional, en el capítulo

dos se explica el funcionamiento y caracterización de los tamices y la caracterización de

los parámetros del equipo , en el capítulo tres se presenta el software de adquisición de

datos y su funcionamiento, así como la validación del software, el capítulo cuatro se explica

el estudio de ruta adecuada para la calibración de Tamices Estándar de ensayo y por último

capítulo, las conclusiones y recomendaciones.

Page 16: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del
Page 17: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

1. Metrología y Calibración en Dimensional

En primer lugar, en este capítulo se identifican los aspectos metrológicos que son la base

para la elaboración del procedimiento y su desarrollo.

Las mediciones son importantes para el desarrollo del mundo, del país y porque no de

nuestra vida, generan competitividad, confiabilidad, buenas prácticas y un buen uso de las

unidades de medida.

Las unidades del Sistema Internacional de Unidades, SI, son establecidas por la

Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) cuya autoridad funciona la Oficina

Internacional de Pesas y Medidas (BIPM - Bureau International des Poids et Mesures) con

sede en Francia [2]. Las magnitudes son “longitud, tiempo, masa, electricidad, espacio,

sustancias químicas, luminosidad”: deben ser exactas porque afectan a las personas,

industria, y decisiones del gobierno, por todo lo anterior nace la metrología [1].

El vocabulario internacional de metrología VIM define metrología como la “ciencia de las

mediciones y sus aplicaciones” [1], este documento define los términos asociados a

metrología, unidades y magnitudes, considerando esta importancia.

La Metrología de acuerdo con su campo de aplicación se clasifica en tipologías: [3]

Metrología Legal, Metrología Industrial y Metrología Científica.

Metrología Legal. Está orientada a proteger al consumidor, y es realizada por el Estado,

para garantizar que lo indicado por el fabricante cumple con los requerimientos técnicos y

jurídicos reglamentados en el país. Es decir, es de carácter obligatorio. El objetivo de la

Page 18: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

6 Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de calibración en Tamiz estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

Metrología Legal es básicamente dar confianza al ciudadano en el uso de los instrumentos

relacionados con transacciones comerciales, salud, y medio ambiente.

Metrología Industria: Esta persigue promover la competitividad industrial a través del

aseguramiento de las mediciones, por medio de la calibración periódica de sus

instrumentos de medición, contra patrones trazables al Sistema Internacional de Unidades

acompañada de buenas prácticas y procedimientos de medición los cuales inciden en la

calidad de los bienes y servicios.

Metrología Científica: Se ocupa de los problemas técnicos y experimentales de la medición,

entre ellas: la realización experimental de las unidades de medida y la custodia y

mantenimiento de patrones, así como la investigación y desarrollo de nuevas técnicas de

medición.

1.1 Instituto Nacionales de Metrología

La historia narra que hacia el año 1944, se creó el primer instituto, este fue nombrado

Instituto Estatal de Medidas e Instrumentos de Medida de Novosibirsk (NSIMMI). Fue

creado sobre la base de cuatro laboratorios Novosibirsk Oficina del Comisionado del

Comité de medidas y dispositivos de medición en el Comité Ejecutivo Regional de

Novosibirsk (calibración en medidas lineales y angulares, peso, térmica y

electromagnética) [4].

Teniendo en cuenta que a medida que pasan los años los institutos nacionales de

metrología se convierte en entidades importantes en los países, ya que coordinan la

metrología científica e industrial, desarrollan actividades de ciencia, tecnología e

innovación, asegurar la trazabilidad al Sistema Internacional de unidades (SI) y prestan

servicios metrológicos contribuyendo a la confiabilidad de las mediciones, la productividad

y competitividad de sectores productivos y el bienestar de los ciudadanos. [5]

Internacionalmente los países con mayor experiencia que son un referente adecuado, en

el ámbito de la metrología se describen, a continuación:

Page 19: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

1. Metrología y Calibración en Dimensional 7

1.1.1 Instituto Nacional de Metrología de Alemania

En primer lugar, es importante destacar el Instituto pionero en metrología, el [6]

“Physikalisch-Technische Bundesanstalt – PTB, está entre los nombres más influyentes en

todo el mundo. Como el Instituto Nacional de Metrología de Alemania, el PTB es la máxima

autoridad cuando se trata de mediciones correctas y confiables”. Las principales

actividades son los trabajos de investigación y desarrollo.

La metrología en el mundo está en continuo avance, por tal razón los científicos del “PTB”

mantienen comunicación con colegas de todo el mundo. Intercambian sus experiencias y

también trabajan para establecer la estructura fundamental de la metrología: es decir, las

diversas regulaciones.

1.1.2 Instituto Nacional de Metrología de España

En segundo lugar, en España existe el Centro Español de Metrología (CEM) [7] es un

organismo autónomo adscrito a la Secretaría General de Industria y de la Pequeña y

Mediana Empresa del Ministerio de Industria, Comercio y Turismo. Fue creado por la Ley

31/1990 de Presupuestos Generales del Estado de acuerdo con lo previsto en la Ley

3/1985, de 18 de marzo, de Metrología. Es el máximo órgano técnico en el campo de la

metrología en España. Su estatuto fue aprobado por el REAL DECRETO 1342/2007, de

11 de octubre y modificado por el REAL DECRETO 240/2019, de 5 de abril.

El Centro Español de Metrología está comprometido en pro de la calidad y un alto

compromiso con la norma UNE-EN ISO/IEC 17025 para laboratorios de ensayo y

calibración, así mismo satisface los compromisos con el medio ambiente, como firmante

del acuerdo de reconocimiento mutuo y como organismo de control y verificación

metrológica.

Page 20: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

8 Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de calibración en Tamiz estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

1.1.3 Instituto Nacional de Metrología de México

En tercer lugar, México es uno de los principales países en el continente americano en

darle prioridad a la metrología, ya que no solamente cuenta con el instituto, sino también

en su formación profesional cuenta con pregrado y posgrados en esta área. El Centro

Nacional de Metrología (CENAM) [8] es el laboratorio nacional de referencia en materia de

mediciones en México, “Es responsable de establecer y mantener los patrones nacionales,

ofrecer servicios metrológicos como calibración de instrumentos y patrones, certificación y

desarrollo de materiales de referencia, cursos especializados en metrología, ensayos de

aptitud y asesorías. Mantiene un estrecho contacto con otros laboratorios nacionales y con

organismos internacionales relacionados con la metrología, con el fin de asegurar el

reconocimiento internacional de los patrones nacionales de México y, consecuentemente,

promover la aceptación de los productos y servicios de nuestro país”

1.1.4 Instituto Nacional de Metrología de Colombia

En Colombia se creó el “Instituto Nacional de Metrología a partir del Decreto 4175 de 2011

[9] cuyo objetivo es la coordinación nacional de la metrología científica e industrial, y la

ejecución de actividades que permitan la innovación y soporten el desarrollo económico,

científico y tecnológico del país, mediante la investigación, la prestación de servicios

metrológicos, el apoyo a las actividades de control metrológico y la diseminación de

mediciones trazables al Sistema Internacional de unidades (SI)” como se observa en la

Figura 1-1.

Figura 1-1: Infraestructura nacional de la calidad

Fuente: Instituto Nacional de metrología

Page 21: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

1. Metrología y Calibración en Dimensional 9

En Colombia también, así como se cuenta con el INM también se encuentra el “Organismo

Nacional de Acreditación – ONAC fundado [10] en el 2015 quien es el encargado y tiene

como objeto principal acreditar la competencia técnica de Organismos de Evaluación de la

Conformidad. Ejerce como autoridad de monitoreo en buenas prácticas de laboratorio de

la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE) y desempeñar las

funciones de Organismo Nacional de Acreditación de Colombia, según la designación

contenida en el capítulo 26 del Decreto 1074”. Fortaleciendo así el sector industria en

Colombia al incentivar a la creación de laboratorios en metrología.

Según el informe de gestión de ONAC del año 2018, de forma ilustrativa, en la tabla 1-1

se observa el incremento de “laboratorios de calibración LAC” en 10 años acreditados por

ONAC en Colombia:

Tabla 1-1: Laboratorios de calibración de acuerdo con su antigüedad [11]

DISTRIBUCIÓN DE OEC POR TIEMPO QUE LLEVAN CON LA ACREDITACIÓN (EN AÑOS)

ES

QU

EM

A AÑO ACREDITACIÓN

TOTAL

POR

ESQUEMA

MENOR

A 1

AÑO

1

AÑO

2

AÑOS

3

AÑOS

4

AÑOS

5

AÑOS

6

AÑOS

7

AÑOS

8

AÑOS

9

AÑOS

10

AÑOS

LAC 19 18 12 13 14 12 16 27 19 6 0 156

Fuente: Informe de gestión ONAC 2018

De esta manera se creó el “Subsistema Nacional de la calidad (SICAL) [9] cuya finalidad

es posicionar al país de forma permanente y efectiva en los mercados internacionales,

propender por el avance hacia la producción de bienes de alto valor agregado y mejorar la

competitividad nacional, buscando que el aparato productivo nacional esté en la capacidad

de realizar procesos que cumplan con métodos precisos de aseguramiento de la calidad”,

este permite la articulación interinstitucional entre entes públicos y privados.

En la figura 1-2 se presentan los entes reguladores de la calidad en el Colombia, que hacen

parte del “Subsistema Nacional de la calidad-SICAL” de acuerdo con el documento

“CONPES 3957”:

Page 22: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

10 Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de calibración en Tamiz estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

Figura 1.1-2 Entes reguladores de la calidad en Colombia

Fuente: Autor

En el desarrollo de las funciones misionales el instituto nacional de metrología está

queriendo enfocarse en la temática de investigación metrológica, por ello está

desarrollando la figura de instituciones designadas, por ejemplo, para cumplir con las

mediciones y calibraciones en las magnitudes complementarias a las del INM.

1.1.5 Designación de Institutos

Los retos para el Instituto Nacional de metrología, incluyen el fortalecimiento y cubrimiento

de la necesidad de fortalecer los servicios de calibración, para dar cumplimiento a su

gestión misional y administrativa [11] “Designación de institutos: Considerando la

necesidad de incrementar las capacidades metrológicas del país en un área de metrología

para una magnitud física o química no cubierta ni planeada a cubrir por el INM se tiene

planeado socializar con diferentes organizaciones las obligaciones y requisitos para la

designación de institutos, teniendo en cuenta las políticas del acuerdo de reconocimiento

mutuo del Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM-MRA). Con este proceso se

espera garantizar el desarrollo de capacidades de medición y calibración para aquellas

magnitudes en las que resulta más conveniente que otra organización establezca, custodie

y conserve patrones nacionales asociados a magnitudes complementarias a las del INM y

se asegure la comparabilidad de las mediciones con el Sistema Internacional de unidades

(SI)”

Page 23: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

1. Metrología y Calibración en Dimensional 11

1.2 Laboratorios de Calibración

La calibración se define según el VIM [1]: “operación que bajo condiciones especificadas

establece, en una primera etapa, una relación entre los valores y sus incertidumbres de

medida asociadas obtenidas a partir de los patrones de medida, y las correspondientes

indicaciones con sus incertidumbres asociadas y, en una segunda etapa, utiliza esta

información para establecer una relación que permita obtener un resultado de medida a

partir de una indicación”.

Esto garantiza que las mediciones siempre serán exactas, utilizando como medios los

laboratorios de calibración que nacen, con el fin de demostrar la competencia técnica,

aptitud y confiabilidad a la industria y al país. La norma ISO/IEC 17025:2017 [12] define

laboratorio como “Organismo que realiza una o más de las siguientes actividades: ensayos,

calibración, muestreo, asociado con el subsiguiente ensayo o calibración”.

En Argentina los laboratorios de calibración cumplen su función como organización civil sin

fines de lucro. Entidades con el fin de acreditar aquellas entidades que certificar bienes,

servicios, procesos y sistemas de calidad, laboratorios de ensayo y calibración y auditores

de calidad [13]

El trabajo de laboratorio de metrología es mucho más atractivo y destaca las dificultades

encontradas al interpretar las especificaciones y las incertidumbres inherentes al método

[14]. Los laboratorios de calibración deben acreditarse, según el Decreto 1595 de 2015

[10] esto se define como: “Es el reconocimiento formal que hace un Organismo con

autoridad de que un Organismos Evaluador de la conformidad (OEC) cumple con los

requisitos especificados y es competente para desarrollar tareas específicas”, para poder

prestar el servicio y entregar un certificado de calibración que entrega los errores,

incertidumbres que la empresa que toma el servicio debe revisar para decidir si su

instrumento es viable para su producto o servicio final.

Page 24: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

12 Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de calibración en Tamiz estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

1.3 Calibración en Dimensional

Se encarga de estudiar las técnicas de medición que determinan correctamente las

magnitudes lineales y angulares. La medida es la evaluación de una magnitud hecha según

la relación con otra magnitud de la misma especie adoptada como unidad. Tomar la medida

de una magnitud es compararla con la unidad de su misma especie para determinar las

veces esta se halla contenida en aquella.

La medición se puede dividir en directa e indirecta o por comparación. Los instrumentos

de medición directa se colocan directamente sobre la pieza a medir, como es el caso de

un calibrador de pie de rey o un micrómetro. La medición indirecta utiliza métodos ópticos,

electrónicos, neumáticos para obtener la dimensión final de una pieza [15].

El proceso de metrología dimensional total se puede dividir en cuatro principales elementos

que interactúan: definición del producto, proceso de medición planificación, ejecución de

procesos de medición y análisis e informes de datos de calidad. La definición de producto

es el proceso en el que se diseñado con software de diseño CAD basado en los requisitos

del cliente. Desde la perspectiva de la metrología dimensional, lo más importante La

función de la actividad de definición del producto es proporcionar suficiente información

para permitir la generación automática de un flujo descendente actividad de definición del

proceso de medición. Tal información debe incluir elementos como geometría de la pieza,

características, tolerancias, especificaciones de recursos de medición (CMM y sensor) y

características de la pieza como acabado superficial, reflectancia y material propiedades

[16].

1.3.1 Futuro de la calibración en Dimensional

Los servicios de calibración en dimensional cada día van en aumento, ya que las

necesidades la industria, de las personas y la innovación requieren que se creen métodos

y sistemas para agilizar los procesos de medición.

Es por esto que se crean ambientes virtuales que van de la mano de la industria 4.0 para

facilitar el aprendizaje de los metrólogos y de las empresas.

Page 25: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

1. Metrología y Calibración en Dimensional 13

Usando sesiones de laboratorio virtual, siguiendo diferentes escenarios, las clases de

enseñanza (lecciones o ejercicios prácticos) pueden ser preparado de forma remota para

consolidar el aprendizaje en el aula y adquirir conocimientos adicionales. Los laboratorios

en línea se han desarrollado durante un par de años ahora. Desde un punto de vista

tecnológico, se puede distinguir laboratorios remotos y laboratorios virtuales.

Los laboratorios virtuales (VL) son otra forma de desarrollar en línea laboratorios. El

software de simulación se ha utilizado durante mucho tiempo para enseñanza. La

integración real de laboratorios virtuales, con 3D medio ambiente, es más reciente. Un

laboratorio en línea para La biotecnología se presenta y comprende varios diferentes

escenarios. Un laboratorio para el control de procesos y los experimentos se han

desarrollado con tres modos de acceso. (práctica, virtual y remota). Para encontrar una

reseña en laboratorios virtual de ciencia ha sido editado. Sin embargo, el uso de la

tecnología de la información para la educación conduce principalmente a actividades

formateadas. Las interacciones entre el estudiante y el medio de aprendizaje se reducen

a escenarios predefinidos, que son pocos en número [14].

Por su parte la Industria 4.0 requiere cambios cualitativos en el desarrollo de la metrología.

Entre los campos prioritarios de investigación asociados a estos cambios, se relacionan

principalmente con: resolver los desafíos metrológicos relacionados con la medición de

cantidades multidimensionales (en la mayoría de los casos, no físicas), provisión de

confiabilidad de la medición resultados, así como la seguridad y optimización de los flujos

de resultados de medición considerando el creciente número de instrumentos de medida.

Estos cambios son pertinentes y sumamente relevantes, por lo que insta a organizar el

desarrollo de estándares internacionales que regulen los requisitos de la Industria 4.0 para

la implementación adecuada los métodos, así como la adopción de los instrumentos y

sistemas adecuados. Entre los desafíos más reales en términos de problemas

metrológicos se encuentran los relacionados con: confiabilidad de mediciones obtenidas;

puntualidad y seguridad de la conexión a una unidad de procesamiento de datos, y

formando predicciones del curso del proceso analizado. Estandarización internacional

sobre posibles soluciones, que son aceptados por la comunidad metrológica, para estos

problemas metrológicos reales, son necesarios para abordar los desafíos mencionados.

Tradicionalmente, el proceso de calibración se basa en enviar los artefactos de calibración

de un lugar a otro, esto es eficaz pero no eficiente. Este proceso consume tiempo y dinero,

Page 26: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

14 Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de calibración en Tamiz estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

con el riesgo siempre presente de que, durante el transporte, el artefacto de calibración

podría perder sus especificaciones / precisión.

Los laboratorios del cliente pueden conectarse mediante transporte de datos, en lugar de

transporte de instrumentos, utilizando las tecnologías que son compatibles con la industria

4.0, entonces el proceso de calibración general se puede realizar en línea y en tiempo real:

los datos transferido electrónicamente desde un lugar (BIPM, Instituto Nacional de

Metrología- INM o laboratorio de calibración) a otro (calibración secundaria o laboratorio

cliente) permitirá un proceso de calibración en diferentes ubicaciones sin llevar el patrón

de referencia de calibración y la unidad bajo prueba en el mismo lugar, es decir, en el

laboratorio de calibración o in situ en las instalaciones del cliente mediante el transporte

físico de un patrón de referencia móvil. Esto permitirá ahorrar tiempo y dinero y se puede

lograr mediante el establecimiento de un procedimiento producir, transferir y controlar

datos de calibración que serán comparados con los valores de referencia de los estándares

los valores medidos, sin poner en peligro la precisión y trazabilidad necesarias para la

calibración [17].

Después de tener un contexto sobre la metrología, sus tipologías, los institutos nacionales

de metrología y la calibración en la magnitud dimensional, es importante exponer el

instrumento que hace parte de esta magnitud, el cual es el tamiz estándar de ensayo,

explicado en el siguiente capítulo.

Page 27: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

2. Calibración con Tamiz Estándar Ensayo

Seguidamente en este capítulo se explica que es un tamiz estándar de ensayo, su funcionamiento, limpieza.

Así mismo a lo largo de este capítulo se presenta la definición de procedimiento y el documento para la

calibración de este instrumento.

2.1 Elaboración del Procedimiento

Un procedimiento según la norma técnica colombiana NTC-ISO 9000 se define como: Forma especificada de

llevar a cabo una actividad o un proceso. [18] Este documento, es de estricto cumplimiento por el personal del

laboratorio y son necesarios para desarrollar las actividades del sistema de gestión de calidad.

Para la elaboración de un procedimiento no existe un documento o norma que aclare como se debe diseñar,

por lo general estos deben contener la siguiente información:

• Portada: La primera página del procedimiento suele incluir el título, código, fecha de redacción, numero

de versión (o revisión), índice de contenido, número total de páginas, nombre y firmas de las personas

que lo han preparado, revisado y aprobado (y de quien realiza el control de calidad, si aplica).

• Distribución: Aquí se nombran los departamentos o personas a las que se les debe distribuir el

procedimiento una vez emitido.

• Objeto y alcance: En el objetivo se describe un resumen del propósito y contenido del procedimiento.

Además, en el alcance se explican los puntos que incluye (y que no incluye) el mismo.

• Referencias: Se enumeran los documentos que han influido en la elaboración del presente

procedimiento. (por ejemplo, la legislación aplicable, el manual de gestión integrada u otros

procedimientos relacionados con el procedimiento actual).

• Definiciones: Las definiciones de las palabras técnicas que se usen en el contenido del procedimiento.

• Responsabilidades: Una lista con los responsables (personas o departamentos) encargados de

realizar las actividades que se describen en el procedimiento.

Page 28: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

16 Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de calibración en

Tamiz estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

• Desarrollo (o Descripción): La parte donde se describe la actividad a realizar. Este apartado es el más

importante del procedimiento, y el que más espacio suele ocupar. De hecho, se podría decir que todos

los apartados anteriores sólo sirven para definir y acotar lo que se va a incluir en este apartado.

• Anexos: Se suele incluir como anexo todo lo que se considera importante pero que ocupa demasiado

espacio como para incluirlo en el apartado de descripción. Se suelen poner aquí tablas, planos,

esquemas, etc.

Para la obtención de la información para generar un procedimiento se debe tener en cuenta el documento

normativo que aplique para la elaboración de este, ya que dependiendo del servicio la información varia y así

se llevar a cabo un proceso metodológico.

2.2 Definición

Tamiz que se fabrica mediante el montaje de la tela de tamiz en un marco, y se diseña para uso en el análisis

del tamaño de partículas mediante tamizado [19].

2.3 Funcionamiento

La tela de tamiz que se utiliza en los tamices para ensayo debe cumplir con las dimensiones y debe designarse

“Todos los alambres NTC32”. El número de aperturas que se inspeccionan debe estar acorde con las

dimensiones. La tela de Tamiz que cumple con las especificaciones de la norma se debe tejer con acero

inoxidable, latón o bronce. Las Telas de tamiz con aberturas superiores o iguales a 75 µm se deben tejer

utilizando tejido plano. Los tejidos de alambre con aberturas iguales o inferiores a 71 µm se pueden suministrar

utilizando tejido en líneas diagonales. La tela de tamiz no debe estar recubierto ni plateado [19].

2.4 Caracterización

2.4.1 Inspección General del Tamiz

Una inspección general en el laboratorio de metrología se realiza al momento de recibir el tamiz, a modo de

evaluar si el equipo se encuentra en óptimo estado para su recepción. Posteriormente se realiza una

Page 29: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de calibración en Tamiz

estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

17

inspección más detallada que se ejecuta contra un fondo blanco a contraluz, con el fin de determinar

ondulaciones en la tela del tamiz, perforaciones o sobredimensionamiento en la misma, el marco debe ajustar

correctamente contra otro del mismo diámetro de tambor.

2.4.2 Limpieza del Tamiz

Todo tamiz antes de ingresar al área de medición debe estar limpio, y apto para su medición. La limpieza del

tamiz se ejecuta por medio de un baño ultrasónico, el cual vibra alrededor de 35 kHz, con el fin de desprender

las partículas adheridas al tamiz, y garantizar mediciones confiables. En tamices de tamaño superior de

abertura 4.75 mm (No. 4), se ejecuta una limpieza mecánica previa a la ultrasónica, por medio de cepillos de

cerdas metálicas.

Una vez el tamiz se encuentre limpio se debe dejar secar, por espacio de 2 horas a temperatura ambiente,

para posteriormente pasar a la zona de estabilización térmica, al interior del laboratorio de mediciones

dimensionales, donde los tiempos de climatización, dependiendo de la abertura de la malla son los

mencionados en el Tabla 2-1:

Tabla 2-1: Tiempo de climatización de los tamices en un laboratorio de metrología

Designación Malla Tiempo de climatización (horas)

75 µm (No. 200) a 4 mm (No. 5)

4 horas

4.75 mm (No. 4) a 125 mm (5 pulgadas)

2 horas

Nota: Tiempo de climatización dentro del laboratorio donde el ∆t es menor a 2 °C, en 12 horas.

2.5 Criterios para la medición del instrumento

Para la medición del instrumento se debe tener en cuenta:

• Cuando un tamiz tiene 30 aberturas o menos, se miden todas las aberturas. En otros casos el examen

debe proceder en todas las etapas desde una inspección de la condición general hasta un escrutinio metódico

de aberturas individuales, y finalmente a la medición del tamaño de abertura para verificar su cumplimiento

con las tolerancias.

Page 30: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

18 Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de calibración en

Tamiz estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

• Para tamices con más de 30 aberturas, se miden un mínimo de 30 aberturas completas, o en la mayoría

de los casos máximo 40 aberturas para tamices cuya calibración se realice bajo norma NTC 32.

• El tamiz debe ser examinado contra un fondo iluminado uniformemente con el de detectar desviaciones

obvias del tejido, ejemplo: pliegues, arrugas, materia extraña, etc.

• El observador debe examinar cuidadosa y metódicamente la apariencia de todas las aberturas a fin de

detectar aberturas sobredimensionadas, es decir las aberturas cuyas desviaciones de ancho estén cerca del

10% del valor promedio son evidentes a simple vista de un observador experto.

Al momento de ejecutar las mediciones se debe determinas la frecuencia de las mediciones de tamaño de

abertura, empleando los siguientes criterios:

• Se seleccionan las aberturas en líneas diagonales a la dirección de los alambres y se miden diez (10)

aberturas adyacentes a lo largo de cada línea.

• Cuando se cuenta con mayor cantidad de aberturas, los campos de medición se seleccionan por medio

de plantillas de enfoque, para evitar tomar los mismos campos en el microscopio, y se eligen sobre estas las

mediciones en diagonal como se evidencia en la figura 2-1.

Figura 2-1: Ejemplo 1. de selección de los campos para la medición.

Fuente: Autor

• Adicionalmente se puede seleccionar las aberturas de tal forma que el enfoque con el

Estereomicroscopio dé la mayor resolución y nitidez posible; puede darse el caso que al momento de enfocar

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

Page 31: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de calibración en Tamiz

estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

19

el número de aberturas este sea menor a 10, de ser así se puede realizar las mediciones como se observa en

la figura 2-2.

Figura 2.5-2: Ejemplo 2. de selección de los campos para la medición

Fuente: Autor

• Para la medición de tamices malla fina, el orden de toma de datos (medición), deberá hacerse iniciando

por la medición del eje x, seguido de la medición del eje y por último de la medición del diámetro, y así

consecutivamente para la totalidad de la calibración.

• La medición de diámetro promedio de los alambres se obtiene de la medición de 10 alambres diferentes

seleccionados aleatoriamente en cada dirección.

2.6 Calibración

El proceso de medición se ejecuta por medio de Calibrador Vernier (pie de rey), en tamices del rango de 4,75

mm (No. 4) a 125 mm (5 Pulgadas), y en tamices de rango de 75 µm (No. 200) a 4 mm (No. 5), se realiza por

medio de microscopio con cámara de alta resolución y software de análisis de imágenes.

Habitualmente, en los microscopios de medida y en los proyectores de perfiles, la medición se realiza

desplazando la pieza a medir con ayuda de una mesa de traslación XY y enrasando el punto cuyas

coordenadas se desea conocer con el retículo grabado en el centro de la pantalla del instrumento. De este

modo se consigue minimizar el efecto que la óptica pudiera introducir en la medida (el enrase se realiza

siempre en el mismo punto de la pantalla) y la incertidumbre provendría, en su mayor parte, de las reglas a

trazos utilizadas para medir los desplazamientos X e Y de la mesa.

Page 32: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

20 Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de calibración en

Tamiz estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

El procedimiento de calibración de un tamiz estándar de ensayo se estableció en el anexo A: Flujograma del

proceso de medición.

2.6.1 Medición del Marco de Ensayo- Según NTC 32:2018

Los marcos para tamices de tejido de alambre deben construirse de manera que sean rígidos. El tejido de

alambre debe montarse en el marco sin distorsión, holgura, u ondulación. A fin de evitar que el material que

está tamizado quede atrapado en la unión entre el tejido de alambre y el marco, se debe rellenar la unión

uniformemente o construirse de modo tal que el material no quede atrapado.

2.6.2 Marcos Estándar

Los marcos de tamiz deben ser circulares con diámetros nominales de 76 mm, 152 mm, 203 mm, 254 mm, ó

305 mm (3 pulgadas, 6 pulgadas, 8 pulgadas, 10 pulgadas, ó 12 pulgadas) como se especifique en las

dimensiones de los requisitos de la tabla 2-2, de la NTC 32: 2018.

Tabla 2-2: Dimensiones de los marcos estándar

La unión o arista en la conexión de la tela de tamiz con el marco debe ofrecer una superficie de tamizado libre

mínima con diámetro igual al diámetro nominal menos 13 mm (0,5 pulgadas)

Page 33: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de calibración en Tamiz

estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

21

2.6.3 Tela de Tamiz

Según especificación de la norma NTC 32 el tejido de alambre empleado en los tamices de ensayo estándar

americano que cumple con las especificaciones mostradas en la tabla 2-2, debe designarse como “grado de

ensayo”. La tela de tamiz de grado ensayo debe ser tejida de acero inoxidable, latón, bronce u otro alambre

adecuado con un tejido plano. El alambre no debe ser recubierto ni revestido.

Todas las mediciones de aberturas y diámetros de alambre deben realizarse a lo largo de los puntos medios

de la abertura como se muestra en la siguiente figura 2-3:

Figura 2.6-3: Puntos medios de abertura de la tela de un tamiz estándar de ensayo

Y

X

Fuente: Autor

La abertura promedio (distancia entre alambres medida en el centro de la abertura), en las direcciones “x”

(horizontal) y “y” (vertical) medidas por separado, debe ser conformes a los valores en la columna 1, dentro

de la variación permisible en el tamaño de abertura promedio mostrado en la columna 4. Máximo 5 % de las

aberturas pueden exceder el valor mostrado en la columna 5. El tamaño de abertura individual máximo no

debe exceder el valor. El diámetro promedio de los alambres “x” (horizontal) y “y” (vertical), medidos por

separado, deben ser conformes con el diámetro.

Page 34: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

22 Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de calibración en

Tamiz estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

3. Adquisición de datos para la calibración de tamices

Por otro parte en este capítulo se explica el software utilizado para la calibración del tamiz estándar de ensayo

en el laboratorio de metrología utilizando un estereomicroscopio, el cual disminuye el tiempo de calibración y

se obtienen mediciones con mayor exactitud.

El software Image-Pro fue desarrollado por la compañía Media Cybernetics, la cual es especialista en la

fabricación de software de análisis de imágenes. El uso de este se inicia con la apertura en el sistema, una

Page 35: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de calibración en Tamiz

estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

23

vez cargado, aparece el menú el cual permite configurar la visualización del objeto como se observa en la

figura 3-1:

Figura 3-1: Configuración del menú del software Image-pro para la visualización del objeto a medir

Fuente: Autor

En segundo lugar y después de configurar el menú se debe dar click sobre el icono “Live”, para iniciar con la

captura de la imagen, y el trabajo en tiempo real como se observa en la figura 3-2.

Figura 3-2: Captura de imagen

Page 36: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

24 Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de calibración en

Tamiz estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

Fuente: Autor

En este punto se debe enfocar manualmente, con ayuda del enfoque analógico del estereomicroscopio, y

acercar la imagen a un punto de definición apto, para iniciar el enfoque digital de la cámara de alta resolución,

y también para que el análisis con el software sea el apropiado.

En este momento se debe observa la anterior imagen, de ahí en adelante se debe ubicar el objeto, ya sea en

concordancia de ejes “x” y “y”, y elegir el zoom digital, de acuerdo al zoom analógico, y posteriormente iniciar

el proceso de medición con menú measure, de la barra de herramientas de acuerdo a lo evidenciado en la

figura 3-3.

Figura 3-3: Ubicación del tamiz para ajuste del zoom

Page 37: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de calibración en Tamiz

estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

25

Fuente: Autor

Se deben utilizar las ayudas de mediciones del menú, ya sean, rectas, círculos, radios, etc., según las

necesidades del objeto a medir. Las mediciones son consignadas en el protocolo de medición de tamices

Anexo B, sin embargo, el software guarda las mediciones en la tabla de mediciones, para que el operario

corrobore los datos consignados. En el caso que se deba ejecutar la corrección de una medición, se debe

seleccionar la medición a eliminar y se ejecuta con los iconos X ó XX, xi son varios objetos, de acuerdo con

la figura 3-4.

Figura 3-4: Eliminación de una medición realizada a la tela del tamiz

Page 38: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

26 Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de calibración en

Tamiz estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

4. Aseguramiento Metrológico

Por último, en este capítulo se explica el proceso del aseguramiento metrológico y el cálculo de la

incertidumbre de medición, que son insumos para la elaboración del documento certificado de calibración que

emite el laboratorio de metrología al cliente y se explica el proceso para la validación del procedimiento de

calibración.

El aseguramiento metrológico está vinculado a las calibraciones en donde se debe mantener el historial de

pruebas realizadas al patrón. Dichos datos pueden proceder de dos fuentes, la primera de los certificados de

calibración del equipo o de verificación y validación de métodos en este caso de las pruebas de linealidad que

se le realizan al equipo, los datos serán procesados generando las cartas de control que reportan la

incertidumbre, el valor medido y la fecha para así tomar decisiones del estado actual de los equipos.

4.1 Estimación de la incertidumbre para tamices

La incertidumbre del resultado de una medición refleja la falta de conocimiento exacto del

valor del mensurando. El resultado de la medición luego de la corrección para efectos sistemáticos conocidos

sigue siendo un estimado del valor del mensurando, ya que aún hay incertidumbre debida a los efectos

aleatorios y a la corrección imprecisa de los resultados para los efectos sistemáticos.

Las fuentes para estimar en el proceso de estimación de la incertidumbre para la calibración de tamices, se

explica en la figura 4-1

Page 39: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de calibración en Tamiz

estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

27

Figura 4-1: Fuentes para la estimación de la incertidumbre para la calibración de un tamiz estándar de ensayo en un laboratorio de metrología.

Fuente: Autor

Para la estimación de la incertidumbre para el cliente se asumen aquellas de mayor impacto en la estimación

final, las cuales son Resolución del instrumento de calibración, calibración del instrumento patrón y la

repetibilidad de la medición a lo largo de las mediciones del tamiz.

La fuente de temperatura no se tiene en cuenta debido a la gran área expuesta del tamiz y a los tiempos

previos de climatización del instrumento al interior del laboratorio.

4.1.1 Modelo Matemático de la Estimación de incertidumbre en Tamices

𝑈 = √𝑢𝑟𝑒𝑝2 + 𝑢𝑟𝑒𝑠2 + 𝑢𝑐𝑎𝑙^2

Modelo de Incertidumbre de urep (ver Ecuación ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.):

𝑢𝑟𝑒𝑝 =𝑠

√𝑛 ¡Error! No se encuentra el origen

de la referencia.

Donde: S: desviación estándar de las mediciones de malla

n: Número de datos

Método Equipo

Repetibilidad Resolución

Reproducibilidad Calibración

Linealidad

U Tamices

∆ Temperatura Repetibilidad

∆ Humedad Relativa

C. Ambientales Operario

ANALISIS DE INCERTIDUMBRE EN MEDICIÓN DE TAMICES

Page 40: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

28 Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de calibración en

Tamiz estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

Modelo de incertidumbre de ures (ver Ecuación ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.):

𝑢𝑟𝑒𝑠 =𝑟

2√3 (4.2)

Donde: R: Resolución del patrón

Modelo de Incertidumbre de ucal (ver Ecuación ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.):

𝑢𝑐𝑎𝑙 =𝑈𝑒𝑥𝑝.

𝑘 (4.3)

Donde: Uexp.: Incertidumbre expandida del certificado de calibración

k: Factor de cobertura, indicado en el certificado de calibración

Los valores de incertidumbre se analizan y por medio del cálculo de los grados de libertad se determina el

factor de cobertura, para un intervalo de probabilidad de aproximadamente el 95%.

En el anexo B, Se creó un flujograma del proceso de estimación de la incertidumbre para los tamices.

4.2 Reporte de resultados

El valor numérico de la estimación de la incertidumbre expandida se reporta con dos dígitos significativos, a

lo sumo tres. Al realizar los cálculos de los resultados debe tenerse en cuenta ciertas normas. Uno de los

aspectos sobre lo cual debe ponerse la mayor atención es el cero: como puede se explica a continuación:

• Todos los números diferentes de cero son significativos.

• Cero entre dígitos es significativo.

• Colocados a la izquierda de otros dígitos no son significativos, sirven únicamente para denotar la

posición del punto decimal.

• Si un número termina en ceros, éstos pueden ser significativos o no. Por ejemplo, el número 3590

tiene cuatro cifras significativas siempre y cuando el cero haya sido estimado.

Page 41: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de calibración en Tamiz

estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

29

4.3 Validación del procedimiento

La validación del procedimiento se debe realizar cuando se termine la elaboración del documento, teniendo

en cuenta el documento normativo, el laboratorio realiza una lista de chequeo consignado los numerales de

la norma en una columna y en la otra se diligencia el numeral del procedimiento que cumple con el requisito

normativo. Para el procedimiento de calibración de tamices se realiza la validación del documento, utilizando

la norma NTC 32 como documento normativo, como se evidencia en el anexo numeral 9.

Page 42: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

30 Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de calibración en

Tamiz estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

5. Conclusiones y recomendaciones

5.1 Conclusiones

El objetivo del trabajo era el de elaborar el procedimiento para la calibración de tamices de ensayo aplicando

la Norma NTC 32, para la acreditación de un laboratorio de metrología. Actualmente existen documentos

normativos que tienen su método para la calibración de instrumentos de medición y en especial para los

tamices, pero hay circunstancias en que para los usuarios no es de fácil comprensión e implementación, es

por esto que al generar el procedimiento se espera que este sirva como guía para los laboratorios de

metrología para la sensibilización del usuario y al momento que este lo utilice para las mediciones y así llevar

con éxito a la acreditación del laboratorio.

En este trabajo se realizó una identificaron de los aspectos metrológicos, ya que muchas personas

desconocen el término de metrología, su campo de investigación a través de la metrología científica que

contribuyen al avance en las calibraciones de la magnitud dimensional, así mismo la importancia de los

institutos nacionales de metrología cuya objetivo no solamente se limita a tener patrones nacionales, sino de

contribuir con investigaciones el avance de las naciones sobre la metrología, por último los laboratorios de

calibración son entidades que ayudan a la industria a cumplir los estándares normativos y los requisitos del

cliente. Toda esta información apoya a la elaboración del documento para la calibración de tamices estándar

de ensayo, para acreditar en Colombia laboratorios de metrología.

Según lo obtenido del estudio de los documentos se desarrolló el procedimiento para la calibración de tamices

estándar de ensayo y de este se generó el formato para el registro de las mediciones en el momento de

realizar la calibración, estos documentos soportan las mediciones que arroja el software, lo que favorece los

tiempos de prestación del servicio, mediciones con mayor exactitud, resultados favorables al cálculo de la

incertidumbre.

5.2 Recomendaciones

Para dar continuidad a la optimización de las calibraciones de tamices estándar de ensayo, se

puede realizar un estudio donde se analicen otros tipos de instrumentos diferentes a los sistemas

ópticos que mejoren en tiempos la calibración de los instrumentos. Adicionalmente basados en las

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Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de calibración en Tamiz

estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

31

investigaciones sobre la implementación de los laboratorios virtuales y el auge de las industrias 4.0

se puede incluir en el estudio el comportamiento de los resultados en estos ambientes, que van a

generar un valor óptimo una experiencia diferente al usuario, ya que se va a tener una precisión

más alta de las mediciones en los laboratorios de metrología.

Page 44: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

32 Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de calibración en

Tamiz estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

6. Anexo: Flujograma del proceso de medición

RESPONSABLE RECURSO REGISTRO

TIEMPO DE

EJECUCIÓN

Técnico del laboratorio

Director o Jefe de

Laboratorio

Personal técnico

del laboratorio

Formato:

Recepción del

instrumento

20'

Técnico del laboratorio

Director o Jefe de

Laboratorio

Personal técnico

del laboratorio

Tecnológicos

Infraestructura

Formato:

Certificado de

calibración

30'

1 h

30'

Personal técnico

del laboratorio

Personal técnico

del laboratorio

Tecnológicos

Infraestructura

No aplica

10'

10'

12 h

Elaboración del certificado de calibración

según el procedimiento

Fin del Proceso

Correo

electrónico

Formato:

Recepción del

instrumento

Técnico del laboratorio

Director o Jefe de

Laboratorio

Técnico del laboratorio

Director o Jefe de

Laboratorio

Técnico del laboratorio

Director o Jefe de

Laboratorio

Técnico del laboratorio

Director o Jefe de

Laboratorio

Personal técnico

del laboratorio

Tecnológicos

Infraestructura

Personal técnico

del laboratorio

Tecnológicos

Infraestructura

Formato:

Certificado de

calibración

Según especificaciones del cliente se

realiza certificado de calibración por

cada tamiz o un certificado por la serie

completa de tamices. Si el cliente no

específica se elabora un certificado por

tamiz.

FLUJOGRAMA ACTIVIDAD

Formato:

Protocolo de

calibración

Se inicia el proceso

Ingresan los instrumentos al laboratorio

Si la inspección visual es satisfactoria se

continua con el procedimiento, si no se

informa al cliente de manera escrita.

Se climatiza el instrumento en el área

designada para este proceso, según los

tiempos establecidos en el

procedimiento .

Se efecuta el proceso de medición

según lo descrito en el procedimiento

para la calibración de tamices.

Contrastar estado físico del tamiz y/o

tamices realizando comparación de los

requisitos

Técnico del laboratorio

Director o Jefe de

Laboratorio

Personal del

laboratorioNo aplica

INICIO

RECEPCIÓN

CUMPLE INFORME AL CLIENTE

NO

SI

CLIMATIZACIÓN AL INTERIOR DEL LABORATORIO

MEDICIÓN

FIN

REALIZAR CERTIFICADO DE TAMIZ O

POR SERIE DE TAMICESC

INSPECCIÓN

ELABORACIÓN CERTIFICADO DE

CALIBRACIÓN

Page 45: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de calibración en Tamiz

estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

33

7. Anexo: Flujograma del proceso de estimación de la incertidumbre

RESPONSABLE RECURSO REGISTROTIEMPO DE

EJECUCIÓN

10'

10'

10'

10'

10'

10'

FLUJO ACTIVIDAD

Se inicia el proceso

urep, es la desviación típica de la

estimación del error relativo medio

ures, se estima mediante una

distribución de tipo rectangular.

Reportar la incertidumbre expandida.

Fin del Proceso

Técnico del

laboratorio

Director o Jefe de

Laboratorio

Técnico del

laboratorio

Director o Jefe de

Laboratorio

Técnico del

laboratorio

Director o Jefe de

Laboratorio

Técnico del

laboratorio

Director o Jefe de

Laboratorio

Técnico del

laboratorio

Director o Jefe de

Laboratorio

Técnico del

laboratorio

Director o Jefe de

Laboratorio

ustd, esta dada por la incertidumbre

típica relativa del patrón de

transferencia.

Seguir la ley de propagación de

incertidumbres y combinar las fuentes.

Expandir la incertidumbre combinada

con un factor k=2,para una probabilidad

del 95,4 %.

Personal técnico

del laboratorio

Tecnológicos

Infraestructura

Formato:

Certificado de

calibración

Formato:

Certificado de

calibración

Formato:

Certificado de

calibración

Formato:

Certificado de

calibración

Formato:

Certificado de

calibración

Formato:

Certificado de

calibración

Personal técnico

del laboratorio

Tecnológicos

Infraestructura

Personal técnico

del laboratorio

Tecnológicos

Infraestructura

Personal técnico

del laboratorio

Tecnológicos

Infraestructura

Personal técnico

del laboratorio

Tecnológicos

Infraestructura

Personal técnico del

laboratorio

Tecnológicos

Infraestructura

INICIO

ESTIMAR FUENTE DE REPETIBILIDAD

ESTIMAR FUENTE POR RESOLUCIÓN

COMBINAR FUENTES

EXPANDIR LA INCERTIDUMBRE

COMBINADA

REPORTE EN CERTIFICADO DE CALIBRACIÓN

FIN

ESTIMAR FUENTE POR PATRÓN DE

TRANSFERENCIA

Page 46: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

34 Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de calibración en

Tamiz estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

8. Anexo: Protocolo de calibración para tamiz estándar de ensayo

NTC 32: 2002-09-18 Código del formato

Hoja 1 de 2

Fabricante: Diámetro Nominal Marco: Y

Designación (Malla): Fecha de Medición:

Serie:

Solicitante (No. De Orden): X

Marco:

Diámetro Interno: D1: D2: D3:

Altura Nominal Plena: H1: H2: H3:

Diámetro Luz Interna: DI1: DI2: DI3:

Zona 1 : To:

X1 Y1 d1

X2 Y2 d2 Hro:

X3 Y3 d3

X4 Y4 d4

X5 Y5 d5

X6 Y6 d6

X7 Y7 d7

X8 Y8 d8

X9 Y9 d9

X10 Y10 d10

Zona 2:

X1 Y1 d1

X2 Y2 d2

X3 Y3 d3

X4 Y4 d4

X5 Y5 d5

X6 Y6 d6

X7 Y7 d7

X8 Y8 d8

X9 Y9 d9

X10 Y10 d10

NTC 32: 2002-09-18 Código del formato

Hoja 2 de 2

Zona 3:

X1 Y1 d1

X2 Y2 d2

X3 Y3 d3

X4 Y4 d4

X5 Y5 d5

X6 Y6 d6

X7 Y7 d7

X8 Y8 d8

X9 Y9 d9

X10 Y10 d10

Zona 4:

X1 Y1 d1

X2 Y2 d2 Tf:

X3 Y3 d3

X4 Y4 d4 Hrf:

X5 Y5 d5

X6 Y6 d6

X7 Y7 d7

X8 Y8 d8

X9 Y9 d9

X10 Y10 d10

Observaciones:

Elaborado Por: Revisado Por:

PROTOCOLO DE CALIBRACIÓN DE TAMICES

PROTOCOLO DE CALIBRACIÓN DE TAMICES

Patrón de Calibración:

Logo de la

empresa

Logo de la

empresa

Serie No:

Rango:

d

Page 47: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de calibración en Tamiz

estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

35

9. Anexo: Formato para la validación del procedimiento de calibración de tamiz estándar de ensayo.

Page 48: Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del

36 Aplicación de la Norma NTC 32 para la elaboración del procedimiento de calibración en

Tamiz estándar de ensayo para un laboratorio de metrología

Bibliografía

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