Capacidad de Medición y Calibración (CMC) de medidas volumétricas con escala graduada

Transcripción

1 Capacidad de Medición y Calibración (CMC) de medidas volumétricas con escala graduada Fis. Pablo Canalejo Cabrera Internacional de Bienes, Servicios e Ingeniería, S.A. de C.V. Rayas 66 B. Col. Valle Gómez. Del. V. Carranza. CDMX. C.P , México, , , , info@ibsei.com,

2 Objetivo Presentar la opinión del autor sobre las CMC declaradas por algunos laboratorios acreditados en Mexico para la calibración de MV por gravimetría y transferencia volumétrica.

3 Contenido MV mas usadas en México. Guías de calibración de medidas volumétricas. Modificaciones a la Guía de gravimetría Análisis de las CMC para gravimetría Conclusiones y recomendaciones.

4 1 MV mas usadas en México Marca Fabricante Vn/d (L/mL) Braunker Basculas Braunker, SA de CV 20/10 Volaimex Comercializadora Piscis 10/10 20/10 50/10 100/25 200/25 Volumex Volumex, SA de CV Pipetas patrones Medidas especiales 1/2 hasta 1/10 2/2 hasta 2/10 5/2 hasta 5/10 10/2 hasta 10/10 20/2 hasta 20/10 50/5 hasta 50/10 100/10 hasta 100/25 200/25 500/ / / /200

5 1 MV mas usadas en México Volaimex Braunker Volumex Con capacidades mayores a 20 L

6 1 MV mas usadas en México Las características más importantes de las MV son: Volumen nominal (de 1 L a L) Cuello (diámetro, verticalidad, válvula) Escala (amplitud, resolución, sensibilidad) Vaso comunicante Material de fabricación y pulido interior Hermeticidad de las válvulas, Escala inferior (marca de cero) y Dispositivos de nivelación, manejo y uso

7 2 Guías de calibración Disponible en Disponible en

8 2 Guías de calibración Transferencia (volumen de líquido a 20 C) Elaborada en Describe el modelo de calibración de una MV (r) por comparación directa con una o más MV usadas como patrón (pi) partiendo del equilibrio de masa del liquido en las MV comparadas. V 20 = 4 %56 ρ #$% V $'( 1+ $ t $ 20 + L $% 2 k $ ρ L 7 2 k 7 # t 7 20 Contiene explícitamente las densidades del líquido en los patrones y la medida calibrada y los factores de corrección del cuello, sin explicaciones suficientes para la estimación de la incertidumbre.

9 2 Procedimiento IBSEI Transferencia (volumen de líquido a 20 C) El modelo de calibración considerado en el procedimiento de calibración de IBSEI es el siguiente: V 20 = V $ (1 A + B + C)+δres $ +δres DEF +δrep V p es el volumen de la medida patrón a la temperatura de la prueba, A la corrección por la expansión volumétrica del material del patrón, B la corrección por la expansión volumétrica del líquido de calibración, C la corrección por la expansión volumétrica del material del IBC, δ resp la corrección debida a la resolución del patrón, δ resibc la corrección debida a la resolución del IBC, y δ rep la corrección debido a la repetibilidad de las mediciones. El procedimiento de calibración y estimación de incertidumbre de IBSEI se basa en la Guía cg 21 de Euramet Disponible en

10 2 Guías de calibración Gravimetría (volumen de líquido a 20 C) Aplicación: Recipientes de vidrio, plástico y metal, Para contener y para entregar, Coeficiente de dilatación cúbica conocido Intervalo de volúmenes de 1 μl a 50 L, Pesada directa. Criterios y requisitos considerados: Intervalos típicos de medida e incertidumbres esperadas, Método y procedimiento de medida, Equipo y las instalaciones, Personal, Confirmación y trazabilidad metrológica, y Modelo de medida y la estimación de incertidumbres.

11 3 Cambios en la guía de gravimetría Utilizar agua destilada o des-ionizada de grado 3 (ISO 3696), sin embargo, se puede demostrar que el agua limpia filtrada puede ser suficiente. Corrección por reproducibilidad V 20 = M 2 M ρ A ρ a 1 ρ a ρ B 1 t r 20 + C rep + C res + C repro Las explicaciones sobre la contribución por reproducibilidad son insuficientes, se indica que se debe estimar con base en los estudios de cada laboratorio.

12 3 Cambios en la guía de gravimetría Se exigen pruebas de reproducibilidad entre técnicos V 20 = M 2 M ρ A ρ a 1 ρ a ρ B 1 t r 20 + C rep + C res + C repro La incertidumbre de calibración seria menor cuando un laboratorio tiene un solo técnico

13 3 Cambios en la guía de gravimetría El modelo de calibración de IBSEI no incluye la corrección por reproducibilidad, porque la calibración se realiza en condiciones de repetibilidad. V 20 = M 2 M 1 ρ A ρ a 1 ρ a ρ B 1 γ t A 20 + C men + C evap + C rep El procedimiento se basa en la Guía cg 19 de Euramet Disponible en

14 3 Cambios en la guía de gravimetría La manera en que IBSEI ha atendido la consideración de la nueva versión de la Guía sobre la necesidad de incluir una corrección por reproducibilidad es la siguiente: V 20 = M 2 M 1 + C IJ7 ρ A ρ a 1 ρ a ρ B 1 γ t A 20 + C men + C evap + C rep Incluir una contribución adicional por deriva de la balanza en el tiempo que transcurre entre dos calibraciones sucesivas. La inclusión de la corrección cubre cualquier fuente de variación en el tiempo por el uso de las indicaciones de la balanza como referencia. Esta contribución no está considerada en la Guía de Euramet.

15 4 Análisis de las CMC Las Tablas CMC de los laboratorios de calibración acreditados por la ema para calibrar MV están disponibles en y se evalúan utilizando la Lista de Verificación de CMC.

16 4 Análisis de las CMC Titulo de la tabla Debe decir Observación Magnitud Volumen. Todas satisfacen el requisito. Instrumento medida de Método de medida Intervalo o punto de medida Medida volumétrica de cuello graduado indicando la modalidad de calibración (entregar, contener) y debe poderse calibrar usando los patrones indicados. Método gravimétrico o Método volumétrico o de transferencia. alcances típicos indicados en las Guías. No todas indican la modalidad de calibración. Solo una ofrece información sobre la división de la escala IBC (básico para determinar si el IBC puede ser calibrado con los patrones indicados y confirmar las incertidumbres). Todas satisfacen el requisito. Todas satisfacen el requisito.

17 4 Análisis de las CMC Condiciones de referencia Incertidumbre expandida de medida temperatura ambiente e intervalo de variación. Valor que tome en cuenta todas las fuentes de incertidumbre de la Guía: Masa recipiente vacío Masa recipiente lleno Densidad del agua Densidad del aire Densidad de las pesas Coeficiente de dilatación térmica Temperatura del recipiente Resolución por ajuste del menisco o resolución del instrumento Repetibilidad Reproducibilidad Todas satisfacen el requisito. En la Tabla que sigue se muestran los valores declarados por algunos laboratorios acreditados para calibrar MV por gravimetría (para abreviar solo se presentan los valores para capacidades nominales de 5 L a 20 L).

18 4 Análisis de las CMC Vn (L) Modo 5 Laboratorio A B C D E F G H I J K L M Todos los valores se expresan en % del Volumen nominal (Vn) E C E C E C Notas: E (entregar), C (Contener) Se muestran los valores declarados en las Tablas de CMC de los laboratorios acreditados para calibrar MV por gravimetría (para abreviar solo se presentan los valores para las MV con capacidad nominal de 5 L a 20 L).

19 4 Análisis de las CMC Vn (L) Modo 5 Laboratorio A B C D E F G H I J K L M Todos los valores se expresan en % del Volumen nominal (Vn) E C E C E C los valores declarados por el laboratorio G para MV de 10 L no parecen correctos. No es razonable que el resultado para entregar sea el doble del resultado para contener.

20 4 Análisis de las CMC Vn (L) Modo 5 Laboratorio A B C D E F G H I J K L M Todos los valores se expresan en % del Volumen nominal (Vn) E C E C E C los laboratorios B, D, I, J y M no declaran los valores para entregar y contener. El laboratorio E tampoco lo hace para las MV de 5 L y 10 L.

21 4 Análisis de las CMC Vn (L) Modo 5 Laboratorio A B C D E F G H I J K L M Todos los valores se expresan en % del Volumen nominal (Vn) E C E C E C El laboratorio D declara un solo valor de incertidumbre para todo el intervalo. Si la división de la escala del IBC fuera 10 ml en todo el intervalo (no lo informa), % no es el mejor valor que se puede obtener para 5 L con 10 ml. Es evidente que la información sobre la división de la escala del IBC es importante.

22 4 Análisis de las CMC Vn (L) Modo 5 Laboratorio A B C D E F G H I J K L M Todos los valores se expresan en % del Volumen nominal (Vn) E C E C E C los valores declarados por el laboratorio B son imposibles, la mejor de las MV disponibles para 20 L tiene una división de escala de 2 ml. Para esta MV la contribución por resolución es del orden de 0.67 ml que expandida es igual a 1.3 ml o %.

23 4 Análisis de las CMC Vn (L) Modo 5 Laboratorio A B C D E F G H I J K L M Todos los valores se expresan en % del Volumen nominal (Vn) E C E C E C Gran dispersión de valores declarados, se demuestra falta de concordancia en presupuestos de incertidumbre si los IBC fueran los mismos. Para saberlo, habría que declarar la división de la escala del IBC en la columna II de la Tabla CMC. El laboratorio H es el único que ha declarado la división de escala de todos los IBC como 2 ml.

24 4 Análisis de las CMC Vn (L) Modo 5 Laboratorio A B C D E F G H I J K L M Todos los valores se expresan en % del Volumen nominal (Vn) E C E C E C Los valores declarados por los laboratorios C y E para 10 L y 20 L y el laboratorio A para 10 L y 5 L no parecen correctos si la división de la escala de ambas MV es la misma. La falta de información no permite confirmar los valores declarados.

25 4 Análisis de las CMC Vn (L) Modo 5 Laboratorio A B C D E F G H I J K L M Todos los valores se expresan en % del Volumen nominal (Vn) E C E C E C Los valores declarados por los laboratorios C y E para 10 L y 20 L y el laboratorio A para 10 L y 5 L no parecen correctos si la división de la escala de ambas MV es la misma. La falta de información no permite confirmar los valores declarados.

26 4 Análisis de las CMC La lista de verificación de CMC clasifica las contribuciones a la incertidumbre en contribuciones del laboratorio y contribuciones del IBC. La clasificación actual es: Contribución del laboratorio: u(mo), u(mi), u(ρa), u(ρa), u(ρb), u(α), u(tr), u(reproducibilidad), y Contribución del IBC: u(c res ), u(c rep ) La contribución por repetibilidad se refiere a la repetibilidad del proceso de medición y corresponde al laboratorio. La contribución debida al coeficiente de expansión proviene del material de la MV, corresponde al IBC. Estas instrucciones incorrectas pueden contribuir a la dispersión de los valores mostrados

27 5 Conclusiones y recomendaciones La nueva versión de la Guía de gravimetría contiene algunos criterios que no están fundamentados completamente: el uso del agua grado 3 y la inclusión de la corrección por reproducibilidad en el modelo de calibración. se recomienda que en la próxima revisión de la Guía incluya una mayor fundamentación o modificar los criterios para la calibración de MV. La Guía de transferencia volumétrica, no revisada desde el 2004, no está publicada en la página de la ema, a pesar de estar disponible en la página del CENAM y de estar en uso en varios laboratorios acreditados por ema. Se recomienda considerar la revisión e inclusión de esta Guía en la página de la ema dentro de sus planes de acción futura. Se han revisado algunas Tablas CMC. Se detectan diferencias que probablemente se deban a la falta de información sobre los IBC considerados. Se recomienda incluir la declaración de la división de la escala del IBC en la columna II de la Tablas CMC.