Deriva instrumental en equipos patrón utilizados para servicios en sitio.

Por: Ing. José Antonio Castelán Pérez. 2021.

Se entiende por deriva instrumental a la variación de manera continua, o en incremento de forma periódica, de la indicación que muestra un instrumento, esto debido a que las condiciones metrológicas pueden presentar cierto tipo de variación.

Todo por servir se acaba. Una frase coloquial que cobra un sentido particular abordando el tema de la deriva instrumental, pues es precisamente el uso de los equipos lo que ocasiona el desgaste de estos, repercusiones que se ven reflejadas en las condiciones de los mismos. Dando lugar a la problemática planteada, aumentando conforme pase el tiempo y los equipos continúen en servicio, este último aspecto puede clasificarse en dos variantes: Servicios en las instalaciones del laboratorio y servicios en campo o sitio. En lo que concierne a las mediciones que se realizan dentro del laboratorio de calibración se presenta una variación menor, pues el equipo patrón permanece en un ambiente controlado, condiciones ambientales reguladas y un desempeño habitual; sin embargo, cuando se trata de servicios en sitio las mediciones pueden verse afectadas por factores como el traslado, condiciones ambientales externas y claro, siempre está el riesgo de un mal manejo o alguna incidencia relacionada a los equipos.

Comencemos por considerar si se trata de un equipo de lectura analógico o digital, ya que en cada caso pueden presentarse características particulares que resultan en la deriva del equipo. Por un lado, los equipos analógicos pueden sufrir de daños en su mecanismo mientras son transportados, tomemos como ejemplo un termómetro de carátula en el que es posible que la aguja sufra deformaciones o que salga de la escala. La graduación en la mayoría de los equipos se encuentra tras alguna carátula o protección, comúnmente de vidrio o un polímero transparente, sin embargo, es posible que se presente el caso donde la escala esté expuesta a la temperatura, fricción, transpiración en las manos de quien lo manipula, etc., provocando la eliminación parcial o total de los dígitos y divisiones presentes, contribuyendo así a una deriva por desgaste físico, que sumado al error de paralaje conlleva a una lectura poco confiable.

Termómetro con aguja fuera de la escala principal

Si se refiere a un equipo digital podríamos tener como mayor afectación a las condiciones metrológicas el desgaste de los componentes eléctricos, ya sea en algún borne de conexión, un falso en el cableado o el mal funcionamiento del display para la visualización de los valores. Otro problema que puede presentarse es cuando los equipos digitales no son alimentados mediante un cable a la toma de corriente y requieren el uso de baterías; ya que se puede presentar un derrame del líquido de las mismas en el interior del equipo y poniendo así en riesgo el funcionamiento del mismo.

Estos dos tipos de equipos patrón no son los únicos utilizados en el proceso de calibración, si bien son los más comunes, no podemos dejar pasar los equipos ciegos. Tomemos como referencia una pesa paralelepípeda, la lectura no la dará el equipo patrón, no obstante, se verá reflejada en la báscula o balanza que se encuentra bajo calibración. En este caso las condiciones metrológicas pueden verse reflejadas en el choque con otras pesas lo cual produce desgaste, la temperatura que ocasiona el fenómeno de la dilatación y la suciedad acumulada.

Ejemplo de desgaste en pesas patrón

¿Por qué la deriva instrumental resulta importante para el laboratorio como para los clientes?

Si tuviésemos que englobar un conjunto de palabras claves que nos lleven a la respuesta podríamos pensar en cumplimiento, validez y confiabilidad. El laboratorio debe cumplir con los requerimientos normativos y adaptarse a las necesidades de los clientes; la validación de los métodos resulta de vital importancia, pues de esa manera se tiene la certeza de que los resultados que se reportan están respaldados, todo a su vez y en conjunto proporcionan la confiabilidad de ambas partes, pues los instrumentos patrón ofrecen de manera directa o indirecta una lectura confiable y por consecuente es más fácil determinar si el instrumento bajo calibración se encuentra dentro de las especificaciones con las que debe cumplir.

No podemos ver a la deriva instrumental como algo que se tome a la ligera, pues además de ser un hecho inevitable conforme a la manipulación y uso de los equipos, puede derivar en factores, pues la variación en las mediciones inevitablemente recae en una falta de presión, un incremento en el valor reportado de error y un valor poco confiable de incertidumbre. Claramente se refleja en aspectos importantes tanto en el ámbito de la metrología como en la calidad del proceso mismo, comenzando por la calibración, ya que siendo el equipo patrón uno de los tres elementos necesarios, se requiere que su indicación sea confiable. Otro aspecto para mencionar es la verificación, ya que por definición es aportar evidencia objetiva que confirme que algún elemento cumpla de manera satisfactoria con los requisitos especificados. De igual manera va ligado al tema del ajuste, pues si un equipo presenta una lectura fuera de los parámetros esperados es necesario llevar a cabo una serie de operaciones para que vuelva a ser confiable. Una vez aclarado la importancia de la deriva, así como de las posibles causas y las diversas consecuencias que de ella se desprenden, podemos adentrarnos al método necesario para la obtención del valor numérico, el cual se muestra a continuación:

Donde:
T = Periodo de calibración más reciente
T0 = Periodo de calibración anterior

Pongamos un ejemplo, una pesa patrón de 2 kg procedente de un set F1 que ha sido calibrada en distintos años, en 2018 dio un valor de 2.000006 Kg, en 2019 y 2020 arrojó una medición de 2.000007 Kg, y en 2021 su medición fue de 2.000009 Kg:

De tal manera que podemos apreciar cual es el valor que se asigna a la deriva del equipo que se plantea como ejemplo. Pese a no ser aparentemente una gran diferencia, hay que tomar en cuenta que ya en la práctica hay que considerar factores como el periodo establecido de calibración, la resolución del equipo y el error máximo tolerado que se puede llegar a presentar en el momento de realizar las mediciones.

Ejemplo de una buena manipulación del equipo

Llegado a este punto y con mayor claridad sobre el tema, podemos concluir que la deriva es un fenómeno que se presenta en función del tiempo, no de la magnitud que se desea calibrar y disminuir el impacto que tiene en los procesos de metrología puede ser tan sencillo como un mantenimiento preventivo, una limpieza adecuada de los instrumentos y un correcto manejo u operación de estos. Es sumamente recomendable trasladar los equipos en los estuches apropiados, almacenarlos en ambientes que sean adecuados, de ser requerido, utilizar cubre polvos o carcazas si el modelo cuenta con dichos accesorios. Recomendaciones que ayudan a cuidar las condiciones operativas deseadas y que aplicadas de manera correcta mejoran con el cumplimiento de los procedimientos y requerimientos previamente establecidos.

Bibliografía:
Cedillo López, Francisco Javier. “Cómo establecer periodos de calibración”, 2018.
JCGM. “Vocabulario Internacional de Metrología Conceptos fundamentales y generales, y términos asociados”, 2012.
ILAC-G24. “Lineamientos para la determinación de intervalos de calibración de los instrumentos de medición”, 2007.

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