Metrología en la industria - rcm.gov.corcm.gov.co/images/Metrocol_2012/8.8. Juan Antonio...
Transcript of Metrología en la industria - rcm.gov.corcm.gov.co/images/Metrocol_2012/8.8. Juan Antonio...
La metrología en la industriaJuan A. Guardado Pérez
Yoshito Mitani NakanishiAlejandro Pérez Castorena
1
Centro Nacional de Metrología
Área de Metrología de Materiales
Congreso Internacional de Metrología “METROCOL 2012”
Instituto Nacional de Metrología de Colombia
Temas a discusión
2
Necesidades de medición en la industria Elementos de metrología Trazabilidad e incertidumbre de una
medición Organización metrológica Ejemplos de aplicación
metrología en la industria
4
mediciones para el diseño de un producto mediciones para el control de proceso industriales mediciones para controlar la calidad del producto
terminado mediciones para establecer la conformidad con
normas nacionales e internacionales mediciones para establecer la equidad en
transacciones comerciales mediciones para proteger la salud del consumidor mediciones para proteger el medio ambiente mediciones para el desarrollo científico y
tecnológico mediciones para mejorar la calidad de vida de la
población
5
El Sistema Internacional de Unidades
aceleraciónm/s2
presiónpascal
Pa
presiónacústica
dB
presión acústica
dBEq
volumenm3
fuerzanewton
N
energíajoule
J
viscosidadm2/s
flujode gasm3/s
potenciawattW
flujode líquido
m3/s
flujo luminoso
lumenlm
radianciaW/m2Sr
inductanciahenry
H
ángulo plano
radianes
Sr
Ref
f(Hz)Nota 1:
Nota : Línea sólida con n cabezas de flecha = (unidad)n
Línea punteada con n cabezas de flecha = (unidad)-n
transmitanciaadimensional
absorbancia adimensional
reflectanciaadimensional
irradianciaW/m2
iluminancialuxlx
flujoluminoso
lumenlm
flujo magnético
weber Wb
densidad de flujo
magnético tesla T
conductanciaeléctricasiemens
S
resistenciaeléctrica
ohm
capacitanciafarad
F
carga eléctricacoulomb
Cpotencialeléctrico
voltV
frecuenciahertz
Hz
Longitudmetro
m
Masakilogramo
kg
Tiemposegundo
s
Corriente eléctricaampere
A
Intensidad Luminosacandela
cd
Cantidad de Sustancia
mol
Temperaturakelvin
K
Ref
Ref
Ref
Unidades de Base del SI
Fracción µmol/molMolalidad
mol/kgConcentración
mol/m3
Srtemperatura
Celsius ºC
6
patrones de mediciónMedir significa compararse a un patrón de medición
“realización de la definición de una magnitud dada, con un valor de la magnitud determinado y la incertidumbre de medida respectiva, usada como referencia”
NOTA 1. Una “realización de la definición de una magnitud dada” puede darse por un sistema de medida, una medida materializada, o un material de referencia.
VIM-3ª Ed-2006
7
Trazabilidad e incertidumbre
Trazabilidad:Con el fin de lograr que los resultados de las medicionessean confiables, exactos, consistentes entre sí,equivalentes en cualquier parte del mundo y en cualquiertiempo, todos deben ser determinados a partir de, o estarreferidos a, o ser trazables a los mismo patrones.
Incertidumbre:En la práctica es imposible determinar con certeza absolutael valor de una magnitud. La incertidumbre de medición esla falta de conocimiento sobre el resultado y combina todoslos efectos o errores aleatorios de todas las variables queintervienen en la medición.
8
Esquema de trazabilidadLaboratorios de calibración
PATRÓN NACIONAL
PATRÓN DE REFERENCIA
PATRÓN DE TRABAJO
PATRÓN DE REFERENCIA
PATRÓN DE TRABAJO
PATRÓN DE REFERENCIA
PATRÓN DE TRABAJO
INSTRUMENTO DE MEDICIÓN
LABORATORIOSECUNDARIO(Acreditado)
LABORATORIO DE CAMPO
incertidumbre
LABORATORIOPRIMARIO
PATRONESNACIONALES
DE OTROSPAÍSES
BIPM
trazabilidad reconocida a patrones nacionales de otros países
comparaciones internacionales
calibración
Tolerancia del proceso
9
• El propósito de toda medición es el de determinar el valor de una magnitud bajo condiciones especificas
• Una buena medición exige el uso de instrumentos, métodos, condiciones, personal, adecuados a la magnitud sujeta a medición
Mediciones adecuadas a su propósito
11
Hacia la equivalencia de las mediciones entre laboratorios industriales mediante ensayos de aptitud
13
Unidades SI
Patrones de med.
Labs. deCalibration
LabsEnsayo
Unidadesde
Verificación
Usuarios y Clientes
INM
I&D
Servicios
Fabr
ican
tes
de I
nstr
umen
tos
Entid
ades
de
Acre
dita
ción
prov
eedo
res
PA
Pro
duct
ores
de
MR
Unidades no-SI
Sistema Nacional de MNEC
Organización metrológica
14
Magnitudes no trazables al SI
LABORATORIOS DE ENSAYO
REFERENCIAS NACIONALES E INTERNACIONALES
Materiales dereferencia
Otros puntosde referencia
Laboratorios de referencia
Métodos de alta jerarquía
Métodos de alta jerarquía
Métodos de alta jerarquía Métodos de alta
jerarquíaaplicados
directamente
en base a la propuesta deW. Richter y G. Dube / Metrología, 1997, 34
15
Métodos de alta jerarquía
Método de referenciaMétodo rigurosamente estudiado que describeclaramente y exactamente las condiciones yprocedimientos necesarios para la medición de uno ovarios valores de una magnitud, que ha demostrado teneruna exactitud y una precisión apropiadas a su usopretendido, que puede por tanto ser utilizado para laevaluación de la exactitud de otros métodos de mediciónde la misma magnitud y que permite particularmente lacaracterización de un material de referencia
ISO Guide 30-1992
Los materiales de referencia en metrología
16
Los materiales de referencia certificados (MRC) se utilizan ampliamente como patrones de medición de cantidad de sustancia y de otras magnitudes químicas y físicas.
El uso de MRC en los laboratorios de ensayos permite mediciones altamente confiables, a bajo costo y referidas (trazables) al SI.
Los materiales de referencia son particularmente útiles en magnitudes que se definen mediante un método o en magnitudes que no son trazables directamente al SI, tal es el caso de algunas magnitudes mecánicas, de propiedades ópticas o ensayos clínicos.
Por lo anterior, las necesidades de materiales de referencia son muy variadas y deben tenerse medidas para atender estas necesidades sobre todo en las magnitudes más críticas o más demandadas.
17
Para asegurar la disponibilidad de materiales de referencia en las magnitudes que los requieren cuando ésta no puede ser atendida en su totalidad por el instituto de metrología respectivo, la responsabilidad de su producción y certificación puede ser delegada a laboratorios designados, a laboratorios de referencia o a laboratorios industriales acreditados bajo la Guía ISO 34.
Como un medio de favorecer y de aprovechar la capacidad instalada en la industria para la producción de materiales de referencia, El CENAM, como instituto de metrología responsable, establece convenios de colaboración con laboratorios industriales, centros de investigación y laboratorios institucionales para el desarrollo de materiales de referencia.
Programa de Materiales de Referencia Trazables Certificados (MRTC), en México
18
Materiales de Referencia Trazables CertificadosColaboración entre el CENAM y productores industriales para la preparación y certificación de materiales de referencia
19
Impacto de la metrología en procesos industriales: Investigación y desarrollo
febrero 2000
septiembre 2000
julio 2001
diciembre 2001
febrero 2002
junio 2002
20
Impacto de la metrología en procesos industriales:Producto que no satisface especificaciones técnicas por
defectos de fundición
Análisis de falla en engrane cónico
21
Objetivo GeneralOfrecer, mediante un servicio metrológico integral, unsoporte sólido para la competitividad de la plantaindustrial del país y para todo tipo de instituciones querequieran una base confiable para garantizar la validezde sus mediciones.
Objetivos Específicos Establecer un mecanismo efectivo, eficiente y
viable para que, con los mínimos cambios posibles, latrazabilidad de los patrones nacionales y laconfiabilidad que les es inherente llegue hasta laslíneas de producción o niveles similares deaplicación.
Colaborar con las empresas e instituciones en elestablecimiento de un sistema metrológico con granautonomía y en mejora continua.
Reportar beneficios permanentes mediante unaverdadera transferencia de tecnología demediciones.
Metrología integral en la industria
22
Principios del programaCon el fin de que el servicio que brinda el Programa MESURA a la industria sea realmente una estrategia de metrología orientada a la satisfacción de necesidades, así como de que la metodología cuente con las propiedades de efectividad, eficiencia y viabilidad, se consideraron los siguientes principios guías:
Simplicidad Continuidad
Unidad Equilibrio
Economía Factibilidad
24
Algunos beneficios logrados gracias a la aplicación del programa MESURA:
Confiabilidad y credibilidad reales y demostrablesAseguramiento metrológico del proceso y de los resultados; soporte para ISO 9000 o cualquier sistema de calidad
Optimización de los recursos invertidosRescate y activación de recursos subutilizados; racionalización de la inversión en metrología
Herramienta para la toma de decisionesRadiografía completa de la empresa en aspectos técnicos; medición y control
Sistematización de la tecnología de mediciones Metodología que genera sinergia y puede constituir el germen para desarrollo de tecnología propia
Herramienta para la integración de otras tecnologías Marco de referencia para detectar áreas de posible mejora y abordarlas sistemáticamente
25
CONCLUSIONES
La necesidad de la metrología en la industria es evidente al grado que no es posible concebir un proceso de fabricación que no lleve implícita alguna medición.
Sin embargo, a fin de lograr los más altos beneficios de la metrología al menor costo deben ajustarse los sistemas de medición a las necesidades reales de la empresa.
La metrología aplicada correctamente en cualquier industria aporta múltiples beneficios que se resumen en la competitividad de la empresa.
Para facilitar la implementación de la metrología en la industria y para lograr que sus beneficios alcancen a todos los sectores sociales se requiere una organización metrológica que involucre a todos los sectores.