UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD QUÍMICA

LABORATORIO METROLOGÍA

Práctica 1

TRAZABILIDAD FISICA

Integrantes: Ceja García Dayana Lizbeth, Esquivel Pozadas Héctor, Uribe Vega Erik

Jueves 8 de Abril 2015 Grupo:

TRAZABILIDAD FISICA

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1. OBJETIVOSa) Obtener la densidad del agua a temperatura ambiente, p atmosférica, % Hr. Definidas

(ambientales), a través de dos métodos.b) Construir la carta de trazabilidad en la medición de la densidad del agua a través del 1er

método experimental.

2. DEFINIR EL MENSURANDO

Medir la densidad de agua desionizada a presión atmosférica y temperatura ambiente.

Mensurando Modelo Magnitudes de entradaVolumen de un cilindro

V= π4d2

hd: Diámetroh: altura

Masa de agua m (medición directa) m: lectura de la balanza Temperatura T (medición directa) T: lectura del termómetro

3. INTRODUCCIÓN.Trazabilidad es la propiedad del resultado de una medición o de un patrón tal que pueda relacionarse con referencias determinadas, generalmente a patrones nacionales o internacionales, por medio de una cadena ininterrumpida de comparaciones teniendo todas las incertidumbres determinadas.

La trazabilidad es requerida para asegurar que la calidad de los resultados de las mediciones, expresada por su incertidumbre asociada, se conozca en términos de la confiabilidad que poseen los patrones nacionales o internacionales de medición referidos como el origen de la trazabilidad para tales mediciones.

La trazabilidad se caracteriza por los siguientes elementos:

a) Cadena ininterrumpida de comparaciones: La cadena comienza con los patrones de medición nacional o internacional que en la mayoría de los casos realizan las unidades del SI, posteriormente pasan por los patrones de medición de los laboratorios de calibración acreditados hasta llegar a un patrón de medición aceptable.

b) Incertidumbre de la medición: La incertidumbre se estima y se declara para cada paso de la cadena de trazabilidad de acuerdo a métodos establecidos, de tal manera que la incertidumbre para toda la cadena pueda ser evaluada. Esta incertidumbre debe estar respaldada matemáticamente y se representa como incertidumbre estándar combinada empleando un nivel de confianza apropiado y un factor de cobertura correspondiente.

c) Documentación: cada paso en la cadena de trazabilidad se debe realizar y documentar de acuerdo a procedimientos generalmente reconocidos. Los resultados deben ser registrados en un certificado, dictamen o informe de calibración.

d) Competencia: cada laboratorio en donde se realiza uno o más pasos de la cadena de trazabilidad debe provee evidencia de su competencia técnica mediante su credibilidad reconocida o acreditamiento vigente.

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e) Referencia a las unidades del SI: La cadena de comparaciones debe terminar en patrones primarios (nacionales o internacionales) para la realización de las unidades del SI.

f) Recalibraciones: Para mantener la trazabilidad de las mediciones, los patrones deben ser calibrados en intervalos de tiempo apropiados asegurando que sus cualidades o características metrológicas no cambien durante ese periodo de tiempo. Estos intervalos de tiempo dependen del número de variables, de la incertidumbre requerida, de la frecuencia de uso, de la estabilidad del equipo, etc.

Notas: 1. Frecuentemente este concepto se expresa por el adjetivo trazable. 2. La cadena in-interrumpida de comparaciones se denomina cadena de trazabilidad. 3. La trazabilidad de los valores en materia de certificación de los materiales de referencia para la composición química se examina en la Guía ISO 35:1989 El propósito de que los resultados de medición tengan trazabilidad es asegurar que la confiabilidad de los mismos, expresada cuantitativamente por la incertidumbre asociada a ellos, se conozca en términos de la confiabilidad que poseen los patrones nacionales o internacionales de medición referidos como el origen de la trazabilidad para tales mediciones.

Algunos elementos de la trazabilidadLa incertidumbre de la medición para cada paso en la cadena de trazabilidad debe ser calculada de acuerdo a los métodos definidos en la GUM (norma NMX-CH-140), cuando un sistema particular de medición quede fuera del alcance de esta norma, el laboratorio debe presentar un método validado generalmente aceptado. En ambos casos debe ser declarada a cada paso de la cadena de tal manera que la incertidumbre para la cadena completa pueda ser calculada. Estas incertidumbres deben estar soportadas matemáticamente y estar representadas como incertidumbres expandidas usando un nivel de confianza de aproximadamente el 95 % y su factor de cobertura correspondiente.

El concepto de incertidumbre parámetro asociado al resultado de una medición, que caracteriza la dispersión de los valores que podrían razonablemente, ser atribuidos al mesurando.

4. PARTE EXPERIMENTAL4.1 Material:

Balanza analítica(calibrada e informe de calibración) Vaso de precipitados 50 ml Termómetro (calibrado) Vernier(calibrado) 2 pares de guantes

4.2 Desarrollo experimental:

Para realizar las mediciones de densidad colocamos agua desionizada en el vaso de precipitados de 50ml, y pesamos (30 veces) en la balanza analítica. Cada minuto se medía la temperatura del agua hasta alcanzar las 30 mediciones.

2

Para determinar la medida del volumen medimos la altura y diámetro del vaso de precipitados, utilizando un Vernier calibrado (30 veces).

Nota: todas las mediciones se realizan a temperatura ambiente, con el mismo equipo en todo el procedimiento experimental y utilizando guantes para evitar errores en la medición.

5.- RESULTADOS Y DISCUSIÓN:

Tabla 1

Tabla 2 22.9216

66.1624

3.5471

3.8533

PROMEDIO

Tabla 3UA(T) U

A(m)UA(h) UA(d)

0.0116

0.0009

0.0083

0.0008

UB(T) UB(m)

UB(h) UB(d)

0.8 0.0001

0.0034

0.0034

UC(T) UC(m)

UC(h) UC(d)

0.8000

0.0009

0.0090

0.0035

1er Método.

V= π4d2

h= π43.8533

2

∗3.7451=43.6735cm3

3

Temp (°C) Masa (g) h (cm)

Diam (cm)

22.8 66.172 3.56 3.8422.8 66.1711 3.615 3.8522.9 66.1703 3.41 3.8422.9 66.1693 3.57 3.85522.8 66.1689 3.55 3.8622.8 66.1684 3.51 3.85522.9 66.1674 3.535 3.855

22.95 66.1666 3.515 3.85522.95 66.166 3.615 3.85522.9 66.1647 3.675 3.855

22.95 66.1641 3.54 3.8622.95 66.1629 3.52 3.8522.95 66.1626 3.54 3.8522.9 66.1619 3.59 3.85522.9 66.1612 3.515 3.85522.9 66.1644 3.56 3.85522.9 66.1633 3.51 3.85522.9 66.1626 3.54 3.85523 66.1617 3.58 3.855

22.9 66.1604 3.555 3.8523 66.1592 3.51 3.85523 66.1588 3.51 3.855

22.9 66.1584 3.55 3.85523 66.1575 3.53 3.85523 66.1567 3.55 3.85523 66.156 3.595 3.8523 66.1554 3.55 3.855

22.9 66.1543 3.55 3.85523 66.1541 3.555 3.855

22.9 66.1534 3.51 3.85

U c (V )=√( δVδd )2

U c (d )2+( δVδh )2

U c (h )2=√( πdh2 )U c (d )2+( πd2

4 )U c (h )2

U c (V )=√( π∗3.8533∗3.54712 )2

0.003552882+( π∗3.85332

2 )2

0.009052812=0.50cm3

ρ=mv

=66.1624533g43.6735 cm3

=1.5149 gmL

U c ( ρ )=√( δρδm )2

U c (m )2+( δρδV )2

U c (V )2=√( 1V )U c (m )2+(−mV 2 )U c (V )2

U c (ρ )=√( 143.6735 )

2

0.000983192+(−66.162453343.67352 )2

0.5039832=0.017gmL

2º Método.

ρ=999.85308+6.32693 x10−1T−8.52383 x 10−3T2+6.943248 x10−5T 3−3.821216 x 10−7T 4

ρ=1010.6077 Kgm3

=1.01 g

cm3

7. CUESTIONARIO

1. ¿Cuál es la diferencia entre trazabilidad, carta de trazabilidad cadena de trazabilidad metrológica?

Trazabilidad: es la propiedad del resultado de una medición o del valor de un patrón por lo cual el resultado está relacionado a referencias determinadas asociado a patrones nacionales o internacionales por medio de una cadena ininterrumpida de comparaciones, teniendo todas las incertidumbres determinadas.

Carta de trazabilidad: es un diagrama que muestra la relación de calibraciones a comparaciones entre este resultado y las referencias determinadas.- Deben permitir demostrar la trazabilidad de sus mediciones a patrones nacionales o

internacionales. La carta de trazabilidad debe contar con los valores y las incertidumbres estimados en cada comparación, así como la referencia al procedimiento de calibración o método de medición química en cada comparación preferentemente. La referencia al organismo responsable de la calibración, de la certificación del material de referencia.

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Cadena de trazabilidad metrológica: es una sucesión de patrones y calibraciones que relacionan a un resultado de medida con una referencia. La materialización de las unidades del SI puede llevarse a la práctica mediante el uso de algún instrumento, artefacto o sistema de medición.

2. Señala algunas diferencias entre trazabilidad física y trazabilidad química entre trazabilidad física y química.

Trazabilidad física: Se hace a patrones de referencia del Sistema Internacional de Unidades, todas las medidas sean básicas o derivadas deben estar trazadas a patrones de las 7 unidades básicas del SI (masa, tiempo, longitud, cantidad de sustancia, intensidad luminosa, temperatura, cantidad de corriente).

Trazabilidad química: Se hace hacía la unidad de cantidad de sustancia, es a valores de referencia que son trazados a magnitudes básicas del SI a través de lo que se denomina método primario. Normalmente una medida química se hace con un material de referencia; este requiere estar comparado con un material de referencia certificado. Inicia con una unidad base del SI y tiene todos los pasos necesarios para llegar al valor del mensurando.

8. CARTA DE TRAZABILIDAD

Carta trazabilidad 1

Mediciones de diámetro.5

CNM-PNM-2

No. ASBP06/2660

LMD-090145 al LMD-090147

08 0152 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Lab. De Metrología FQ. UNAM.

Carta de trazabilidad 2

Mediciones de altura. CNM-PNM-2

6

Patrón Nacional de longitud.

Incertidumbre= ±34.6µm

Bloques Patrón T-110

Incertidumbre= = ±0.06µm

Bloques Patrón T-035 al T-037

Incertidumbre= = ±0.017µm

Maestro de Longitudes T-050

Resolución=0-300mm

Incertidumbre== ± (250+0.5 L )nmL=mm

Medición del diámetro.

Resolución= 3.8533

Incertidumbre= 0.0008071 cm

Marca scala

Alcance: 0-160 mm

Incertidumbre= ±34.6µm

No. ASBP06/2660

LMD-090145 al LMD-090147

08 0152

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Lab. De Metrología FQ. UNAM.

Carta trazabilidad 3Mediciones de temperatura.

CNM-PNE-2(1) CENAM

7

Patrón Nacional de longitud.

Incertidumbre= ±34.6µm

Bloques Patrón T-110

Incertidumbre= = ±0.06µm

Bloques Patrón T-035 al T-037

Incertidumbre= = ±0.017µm

Maestro de Longitudes T-050

Resolución=0-300mm

Incertidumbre== ± (250+0.5 L )nmL=mm

Medición del diámetro.

Resolución= 3.547166

Incertidumbre= 0.0083655 cm

Marca scala

Alcance: 0-160 mm

Incertidumbre= ±34.6µm

CNM-CC-420-111/2006

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Lab de Metrología FQ. UNAM.

6. CONCLUSION

8

Patrón Nacional de Temperatura.

Incertidumbre= ±0.8µm

Patrón ROSEMOUNT 4201

Valor=

Incertidumbre= ±0.8 ºC

Temp del Agua Desionizada.

Valor= 22.9216

Incertidumbre= ±0.01166ºC

CALIBRACION TLV

Marca Lauka

Incertidumbre= ±0.8µm

Al comparar las densidades por los dos métodos obtenemos como resultado que por el primer método la densidad es mayor a la densidad del segundo; debido a que el experimento se realizó en un vaso de precipitados y perdimos masa al medir la temperatura, en consecuencia debido a la pérdida de masa aumento nuestro margen de error en la medición de volumen.

9. BIBLIOGRAFIA:

001.CENAM, Centro Nacional de MetrologÌa.https://www.cenam.mx/publicaciones/gratuitas/descarga/simposio%202002/doctos/te077.pdf

http://www.cnh.gob.mx/_docs/eventos_cnh/ presentacion_2_ejemplo_de_cadenas_de_trazabilida_cenam.pdf

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